新能源汽車驅動系統的維修技術分析

曾 建

(成都工業職業技術學院，成都 610213)

0 引言

隨著汽車生產制造行業的逐漸發展，人們對汽車的需求日益提升[1-2]，汽車保有量的迅速增長也帶來了一系列的能源危機與環境污染等問題，嚴重的汽車尾氣污染、能源消耗等促進了新型、清潔、高效車輛的發展，逐步開發低污染或者零污染汽車。因此，以混合動力汽車、純電動汽車為首的新能源汽車逐漸成為目前汽車行業的主要發展方向與研究重點[3]。

新能源汽車維修與管理技術是保障新能源汽車產業發展的重要技術之一[4]，為了配合我國新能源汽車數量的不斷激增，加強新能源汽車維修與管理技術的發展是提高新能源汽車安全性能的重要條件，但是由于新能源汽車結構組成及控制系統與傳統汽車存在本質區別，因此，傳統的汽車維修技術難以滿足新能源汽車的維修與發展。新能源汽車電力技術、電池技術等不成熟，新能源汽車故障診斷與檢測設備較為落后等都是影響新能源電動汽車發展的重要限制條件[5]。新能源汽車驅動系統是新能源汽車的核心部件，是車輛驅動的主要執行裝置，驅動系統的工作性能直接決定了車輛整體的動力性、經濟性及駕駛舒適性。

1 新能源汽車驅動系統的基本結構

新能源汽車的驅動系統是將電能轉化為機械能，進而驅動車輛行駛的功能系統，是汽車的核心動力來源，主要包括驅動電機、控制器及傳動系統組成，如圖1所示。驅動電機主要包括定子、轉子、殼體等結構，目前，市場上應用最為廣泛的為永磁同步電機，是目前新能源汽車主要使用的驅動電機，具有功率密度高、能耗低、體積小等優勢。控制器主要包括控制器軟件、控制器硬件，如功率驅動模塊、DC/DC、高低壓插接件、電流傳感器等，電機控制部件根據車輛核心控制器收到的指令，控制車輛電機的電流及電壓，保證驅動電機按照需要的方向、轉速、轉矩工作。傳動系統的核心部件主要包括減速器、齒輪組、高速軸承等，在車輛行駛過程中，通過齒輪組工作，進而降低輸出轉速，達到提高車輛輸出扭矩的目的，保證車輛的高效行駛[6]。

圖1 新能源汽車驅動系統基本組成

2 新能源汽車驅動系統常見故障與維修技術

新能源汽車驅動系統的主要作用就是最為安全穩定地使電能轉變成動能，保證新能源汽車的良好工作，當新能源汽車驅動電機發生故障時，可能造成汽車整體癱瘓。驅動電機故障類型大體可以分為兩種，即電氣問題和機械問題，電氣問題大多數都是由定轉子繞組接觸不良導致的，機械問題大多數都是由驅動部件引發的。

2.1 驅動電機常見故障與維修技術

2.1.1 車輛抖動，無法行使

1)故障現象。新能源汽車車身抖動，無法行使。

2)檢修方法。首先要進入新能源汽車的故障診斷軟件查看驅動電機的工作狀態，觀察驅動電機的母線電壓是否為350 V，轉向、目標扭矩及電機的轉矩是否與預期一致，如果驅動電機的信息與VCG發出的指令信息完全一致，但是車輛仍然無法正常行駛，則需要進一步檢查驅動電機的三相線固定螺栓情況，檢查電機有無退針或者斷裂現象，用萬用表檢查相關驅動電機的針腳是否可以連通。

2.1.2 驅動電機過速

1)故障現象。新能源汽車儀表中顯示限速行駛、維修或者EHPS失效等，此時新能源汽車無法進入高壓電、掛擋后車輛仍然無法正常行駛，但是明顯可以聽到驅動電機發出聲音。

2)檢修方法。此時需要用車輛故障診斷查詢系統，檢查故障碼，如表1所示。結合表1可知，可以看到當前故障及故障碼，如驅動電機過速2級故障、驅動電機3級故障及HVIL線路斷開等，結合具體部位及具體內容開始具體維修。首先要檢查驅動電機的插接件連接是否良好，其次檢查驅動電機與差減軸中間是否有油液滲出，如果出現油液滲出，則應該進一步檢查差減軸的工作狀態及結構完整性。若上述兩個部位都處于良好的工作狀態，則需要進一步測試驅動電機插頭的旋變值，正確的插頭旋變值如下：①1#、12#旋變值15 Ω；②2#、11#旋變值36 Ω；③3#、10#旋變值36 Ω。

表1 系統故障信息部分信息表

如果與上述內容不符合，則可以判定為驅動電機內部出現故障。

2.1.3 發電機旋變故障

1)故障現象。新能源汽車在行駛過程中出現掉高壓現象，一直無法進行車輛Ready，車輛儀表盤中顯示“系統故障，緊急維修”等字樣，系統故障信息表，如表2所示。

表2 系統故障信息旋變故障信息表

2)檢修方法。首先要檢查發電機的插接件是否連接良好，線路是否存在斷裂或者退針等現象，若上述線路正常，則需要進一步檢查發電機旋變值的信號，看是否符合定義阻值，如果上述步驟完成后仍然無法排除故障，則說明發電機內部出現故障，應該更換發電機。

2.2 電機控制器常見故障與維修技術

電機控制器主要適用于接收車輛指令，并將直流電轉化為交流電，控制發電機在不同轉速下的扭矩輸出，以目前市面上常見的雙電機控制器為例進行故障分析與維修技術分析，電機控制器系統連接示意圖，如圖2所示。本研究首先針對常見的電機控制器故障及其維修方法進行系統闡述，最后以目前市場上應用較為廣泛的比亞迪唐汽車電機控制器故障整體維修方案進行論述。

圖2 雙電機控制器系統連接示意圖

2.2.1 電機控制器高溫故障

1)故障現象。新能源汽車行駛過程中，突然從電動模式切換至油電混合模式，認為無法再次切換至電動模式，且儀表盤顯示正常，沒有任何故障提示，當使用ED400讀取到車輛自動切換至油電混合模式的瞬間，電機控制器高溫達到100 ℃。

2)檢修方法。導致溫度過高的原因主要包括發電機冷卻系統防凍液不足、電動機水泵運行異常、散熱器出現堵塞現象或驅動電機及DC故障。在進行維修的過程中，首先使用ED400對驅動電機的數據進行讀取，檢查水泵是否運行正常；其次檢查散熱器中的散熱風扇是否可以正常工作運轉；最后檢查水泵是否出現線路故障，如線路斷開等，檢查斷裂點，重新連接并試車。

2.2.2 電機控制器與DC故障

1)故障現象。車輛OK燈亮起，車輛啟動后無法使用電動模式，故障提醒“請檢查動力系統”。

2)檢修方法。利用車輛診斷儀檢查車輛的故障碼并分析，及時清除故障碼后看車輛是否運行正常，若不能恢復正常，則需要進一步檢查驅動電機控制器的電機旋變阻值，與標準數值進行對照，看是否處于正常數值范圍；最后檢查驅動電機控制器的插接件，如端子等，看是否處于正常狀態，若仍無法排除故障，則應該更換驅動電機控制器與DC集成。

2.2.3 電機故障維修流程圖

當電機控制器出現故障時，整車會表現出無EV模式，車輛儀表盤上會顯示“請檢查動力系統”，故障檢測時，需要利用車輛診斷儀進行電機控制器模塊讀取故障相關信息，一般包括“系統無應答”或者“讀取相應的故障碼”，當出現第一種情況時，需要對車輛整體進行全面檢查與維修，出現第二種情況時，只需要對故障碼進行檢查維修即可。

1)系統無應答故障診斷流程。首先檢查低壓插接件相關引腳(表3)，如果出現異常現象，則進一步檢查低壓回路，如電源、通信等。

表3 電機低壓插接件信息

2)可讀取故障碼診斷流程。故障碼出現“P1B0100”，IPM故障時，首先應該多次嘗試OK擋試車，看故障是否會消除；其次是檢查直流母線到三相線的管壓降是否正常，若不正常，則需要及時更換電機控制器；若管壓降正常，則檢查是否存在其它故障碼，若依次排查故障碼無效，則需要更換驅動電機控制器。故障碼報“P1B0900”，開蓋保護時，首先需要OK擋試車，看故障是否會消失；其次是檢查驅動電機控制器蓋子是否打開；最后故障仍然存在時應該更換驅動電機控制器與DC。

3 結論

隨著汽車生產制造行業的逐漸發展，汽車保有量的迅速增長帶來了一系列的能源危機與環境污染問題，因此，以混合動力汽車、純電動汽車為首的新能源汽車逐漸成為目前汽車行業的主要發展方向與研究重點。新能源汽車維修與管理技術是保障新能源汽車產業發展的重要條件之一。新能源汽車驅動系統是新能源汽車的核心部件，是車輛驅動的主要執行裝置，驅動系統的工作性能直接決定了車輛整體的動力性能、經濟性能及駕駛舒適性。本研究以新能源汽車驅動系統實際操作及故障檢測與維修技術為核心，詳細分析了新能源汽車驅動系統常見故障分析、維修技術、維修設備及維修理念等，研究結果旨在為新能源汽車的發展提供理論基礎與技術參考。