閆云敬，楊永貴，覃振杰

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障維修*

閆云敬1，楊永貴1，覃振杰2

（1.柳州城市職業(yè)學(xué)院，廣西 柳州 545036；2.東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005）

在可持續(xù)發(fā)展理念下，電動(dòng)汽車正在以一種勢(shì)不可擋的趨勢(shì)迅速在市場(chǎng)上崛起，更在我國(guó)扶持政策層出不窮的背景下，慢慢走進(jìn)了人們的視線，未來發(fā)展不可限量。文章探究的主題是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障維修，深入其中進(jìn)行探究并總結(jié)，對(duì)電動(dòng)汽車穩(wěn)步與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著深遠(yuǎn)意義。

電動(dòng)汽車；驅(qū)動(dòng)電機(jī)；控制系統(tǒng)；故障維修

前言

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的重要組成部分，決定的是電動(dòng)汽車的動(dòng)力和駕車體驗(yàn)，而其控制系統(tǒng)也可視為電動(dòng)汽車的“心臟”，一旦發(fā)生故障，將大大降低電動(dòng)汽車的功效，還會(huì)影響電動(dòng)汽車的使用壽命。因此，需要定期對(duì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)故障就需及時(shí)進(jìn)行維修，這樣才可保障用車人群的生命安全。

1 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)概述

1.1 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)介紹

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)，可視為電動(dòng)汽車自身的“動(dòng)力部門”、“運(yùn)轉(zhuǎn)部門”，它的存在可支撐電動(dòng)汽車持續(xù)前行，是電動(dòng)汽車能量的存儲(chǔ)地，更是在能量與車輪轉(zhuǎn)動(dòng)間的“紐帶”，是至關(guān)重要的存在，也是電動(dòng)汽車三大核心部件之一。另外，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車性能的核心體現(xiàn)，包括最大功率、最大轉(zhuǎn)速等等，也間接決定了電動(dòng)汽車的架勢(shì)舒適度，因此，對(duì)于它的檢驗(yàn)、維修、保養(yǎng)不可掉以輕心。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由自轉(zhuǎn)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)組成，自轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要提供動(dòng)能，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要用來將動(dòng)能傳遞到車輪，使得電動(dòng)汽車可以行駛起來。自轉(zhuǎn)系統(tǒng)中，包含多個(gè)器件，如電動(dòng)機(jī)、溫度傳感器、控制器、電壓過載保護(hù)器等，這些器件均獨(dú)立存在，一旦這些部件發(fā)生故障且無法修復(fù)，只能進(jìn)行更換，而無法進(jìn)行深度修復(fù)。

1.2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)工作原理[1]

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力，其來源主要依靠電磁感應(yīng)原理，也被稱為法拉第原理。首先，執(zhí)行控制單元給出輸出指令，接下來，控制器將傳輸?shù)降碾娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)殡妷?、頻率可調(diào)的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機(jī)使用。詳見圖1[2-3]。

圖1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)工作原理示意圖

整車控制器通過駕駛員發(fā)出的指令、電機(jī)控制器相應(yīng)，調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出，確保電動(dòng)汽車可行駛，使得電動(dòng)汽車具備行駛動(dòng)能。除此之外，電機(jī)控制器還可作用于駕駛員通信和保護(hù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并及時(shí)報(bào)告系統(tǒng)故障，從而保證車內(nèi)人員的生命安全。

電機(jī)控制器由逆變器和控制器構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器，逆變器主要用來將傳輸?shù)膭?dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱?dòng)汽車行駛所需要的電源，電動(dòng)汽車所需要的電源為三相交流電，可依托逆變器獲得該動(dòng)力和能源。而控制器則主要是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其他部件的信號(hào)反映到儀表上，可在駕駛員各類行駛行為中，調(diào)節(jié)變頻器頻率，方能達(dá)成行駛目的。

電機(jī)控制器內(nèi)提供電機(jī)工作狀態(tài)信息的是溫度傳感器、變壓器等部件，可將獲取的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及時(shí)反映到VCU。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)中心，以絕緣柵雙極型晶體管模塊為核心，作用是對(duì)所有輸入信號(hào)進(jìn)行有效處理，還可將驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況反映與傳輸?shù)秸嚳刂破?，?duì)于產(chǎn)生的一些故障和細(xì)節(jié)問題，也可進(jìn)行保存和記錄。

2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障及其維修

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)生故障較為常見，一般按照性質(zhì)劃分，可分為電氣故障和機(jī)械故障，這兩類故障若不及時(shí)得到解決，會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車自身造成嚴(yán)重的傷害和影響。而深入其中進(jìn)行探究，我們發(fā)現(xiàn)引起這兩類故障的因素較多，且因素的不確定性較大，比較難以判斷和甄別，有時(shí)可通過異響、異溫等異常情況來進(jìn)行判斷。針對(duì)這些故障我們可以有針對(duì)性的進(jìn)行維修，具體如下。

2.1 常見故障的維修策略

常見故障，一般比較容易發(fā)現(xiàn)和判斷。具體來說，異響故障，一般會(huì)在電動(dòng)汽車行駛過程中，可聽到一些不同于以往行駛的聲音，這類聲音比較奇怪，與往日電動(dòng)汽車行駛中所產(chǎn)生的響動(dòng)大相徑庭。這類異響的產(chǎn)生，大概率是因?yàn)檗D(zhuǎn)子掃膛或軸承磨損造成。對(duì)于轉(zhuǎn)子掃膛問題，可借助塞尺來檢驗(yàn)定子與轉(zhuǎn)子間的空氣，看是否合理與正常，如排除該緣由后，可進(jìn)一步對(duì)軸承進(jìn)行查看，查驗(yàn)是否存在磨損現(xiàn)象，如果有，要及時(shí)進(jìn)行更換。如果兩種原因都不存在的話，需要從其他方面來尋找線索并鎖定問題出處，必要的時(shí)候，要進(jìn)廠維修。

2.2 頓挫故障及維修策略

頓挫故障一般容易被駕駛員察覺，多數(shù)表現(xiàn)為電動(dòng)汽車行駛過程中，汽車一頓一頓的，極不舒適和暢通，如果這個(gè)時(shí)候，所有儀表均無異常顯示，則可考慮為電機(jī)造成的頓挫故障，可借助專業(yè)工具進(jìn)行簡(jiǎn)單清理。如果仍舊得不到好轉(zhuǎn)，可由專業(yè)店面進(jìn)行清理工作。

2.3 電氣原因故障及維修策略

電氣原因引起的故障不易察覺和判斷，且因素較多、不易甄別，常見故障及解決對(duì)策如下：

（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)間歇性轉(zhuǎn)速過快故障及維修。這類故障，一般表現(xiàn)為行駛過程中突然出現(xiàn)扭矩突增和突降，且控制失效。解決辦法是更換內(nèi)部控制器，簡(jiǎn)單易解決。

（2）電機(jī)溫度過高及維修。電機(jī)溫度過高，是比較常見的故障，可能是電機(jī)籠型轉(zhuǎn)子斷條或繞線轉(zhuǎn)子線圈接頭松脫造成，也可能是因?yàn)殡姍C(jī)額定電壓過低造成，還有可能是因?yàn)檩S承磨損過大造成，針對(duì)這類故障，需要首先查明原因，如果是軸承出現(xiàn)的問題，需要更換新的軸承；如果是電壓造成的電機(jī)升溫，需要調(diào)整電壓；如果電機(jī)籠型轉(zhuǎn)子斷條或繞線轉(zhuǎn)子線圈接頭松脫造成的電機(jī)升溫，可更替銅條轉(zhuǎn)子和鑄鋁轉(zhuǎn)子。當(dāng)然也不排除一些其他的故障因素，針對(duì)不清楚的緣由，要及時(shí)去維修站進(jìn)行檢修。

（3）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器故障及維修。故障通常表現(xiàn)為電機(jī)不能正常啟動(dòng)，有時(shí)會(huì)是轉(zhuǎn)矩輸出較小。這個(gè)時(shí)候，切勿慌亂和焦躁，甚至是胡亂操作和維修，找準(zhǔn)原因后，要先檢查控制器與電機(jī)的連接情況，確保正常后再審視其他原因，如果確定是控制器與電機(jī)的連接出現(xiàn)問題，則需要進(jìn)行修復(fù)，維持穩(wěn)定連接和反應(yīng)。如果在解碼電路中存在故障，則需要及時(shí)更換新的旋轉(zhuǎn)變壓器。

（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)缺相故障及維修。這類故障主要表現(xiàn)為電機(jī)停頓、噪音大、電機(jī)溫度高，嚴(yán)重的話，還會(huì)引發(fā)警報(bào)。引發(fā)的緣由大概率是電機(jī)內(nèi)部霍爾元件出現(xiàn)問題，一般每部驅(qū)動(dòng)電機(jī)有三個(gè)霍爾元件，最好的辦法，是同時(shí)更換所有霍爾元件，確保無后顧之憂。

舉例說明：以下為北汽新能源EV160純電動(dòng)汽車電機(jī)控制器電路圖，一旦出現(xiàn)故障，則可能會(huì)出現(xiàn)短路狀況，也可能會(huì)發(fā)出沉悶聲響，更嚴(yán)重的狀況下，還可能會(huì)導(dǎo)致車輛無法前行等等。面對(duì)這些狀況，可先根據(jù)故障具體現(xiàn)狀和故障碼顯示故障大致范圍，按照線路或事物圖形，同時(shí)識(shí)別電機(jī)與電機(jī)控制器對(duì)應(yīng)的每一個(gè)連接插頭，始終向著使驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)分析、逐步排查，還需結(jié)合換件驗(yàn)證進(jìn)行檢修，這樣就可發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)、探求到故障緣由，即可迅速解決故障問題，使得車輛恢復(fù)正常使用性能[4]。

圖2 北汽新能源EV 160純電動(dòng)汽車電機(jī)控制器電路圖

3 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障及維修總結(jié)與保養(yǎng)反思

通過以上論述，我們對(duì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了深度探究，認(rèn)知與了解該系統(tǒng)的同時(shí)，也對(duì)故障類型及相對(duì)應(yīng)的維修策略進(jìn)行了闡述和總結(jié)，總而言之，電機(jī)控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心部件，更是促成電動(dòng)汽車最終行駛起來的最重要保障，需要多花費(fèi)一些心思和精力將故障排查出來，并及時(shí)進(jìn)行維修。除此之外，做好電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的保養(yǎng)工作也至關(guān)重要。在電動(dòng)汽車保養(yǎng)方面，當(dāng)前主要流行兩種保養(yǎng)方案，分別為A級(jí)保養(yǎng)計(jì)劃和B級(jí)保養(yǎng)計(jì)劃，這兩種計(jì)劃一般交叉進(jìn)行，會(huì)大大提升電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的功效并延長(zhǎng)其使用壽命。

A級(jí)保養(yǎng)方案主要側(cè)重整車保養(yǎng)，主要為新車服務(wù)，一般新車會(huì)在行使7500公里及以上路程后，會(huì)大概率接受這類保養(yǎng)；B級(jí)保養(yǎng)方案，與A級(jí)保養(yǎng)方案截然相反，俗稱為非整車保養(yǎng)，有針對(duì)性的進(jìn)行局部保養(yǎng)，由各式各樣套餐構(gòu)成，比如進(jìn)行單獨(dú)的電池保養(yǎng)、輪胎保養(yǎng)、線路保養(yǎng)等。這兩種方式的保養(yǎng)，均可減少電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障的發(fā)生概率，可結(jié)合電動(dòng)汽車實(shí)際狀況進(jìn)行合理選擇。對(duì)于一些有極端天氣的地域的電動(dòng)汽車而言，需要更多次的車輛保養(yǎng)，只有這樣，才能確保電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)不會(huì)受天氣因素影響而出現(xiàn)較多、較為嚴(yán)重的故障，也可讓電動(dòng)汽車駕駛員多一份保障。

對(duì)于惡劣地域下的電動(dòng)汽車保養(yǎng)，需要首先做好日常維護(hù)和保養(yǎng)，包括車輛的清洗、線路的除垢、零件的緊固、部件的檢查、細(xì)節(jié)中的補(bǔ)充等等；其次，要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，包括電路的破損、老化等問題的保養(yǎng)，還包括車內(nèi)的制冷效果等等；最后，要不定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，主要針對(duì)不同氣候下、不同溫度下對(duì)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行恰如其分的維修和保養(yǎng)，使得電動(dòng)汽車整體性能依舊保持良好。

4 結(jié)束語

綜上所述，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出源頭，需要關(guān)注并且重視驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的故障檢測(cè)及故障維修，只有這樣，才能確保電動(dòng)汽車整體性能良好、使用壽命得到延長(zhǎng)，可間接保障駕駛?cè)说纳踩?，因此，要綜合檢驗(yàn)并確定故障，更要嚴(yán)謹(jǐn)維修、力所能及地維修，對(duì)于個(gè)人不能解決的故障，要及時(shí)尋求維修站的協(xié)助，確保電動(dòng)汽車能夠正常行駛。

[1] 傅洪,王艷靜,馮超,薛山.一種純電動(dòng)汽車的電機(jī)-變速器動(dòng)力系統(tǒng)[J].汽車工程,2016(08).

[2] 閆云敬.新能源電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件2020(01).

[3] 劉春暉.北汽E150EV驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與檢修[J].汽車維修與保養(yǎng),2020(06).

[4] 廖新鋒.北汽新能源純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)故障維修[J].汽車維修,2019(04):8-10.

Fault Maintenance of Electric Vehicle Drive Motor Control System*

Yan Yunjing1, Yang Yonggui1, Qin Zhenjie2

（1.Liuzhou City Vocational College, Guangxi Liuzhou 545036; 2.Dongfeng Liuzhou Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545005）

Under the concept of sustainable development, electric vehicles are rapidly rising in the market with an irresistible trend, and under the background of endless support policies in China, they are slowly entering people's sight, and their future development is limitless.In this paper, we explore the topic of fault maintenance of electric vehicle drive motor control system, which is of far-reaching significance to the steady and long-term development of electric vehicles.

Electric vehicles;A driving motor;Control system;Fault maintenance

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.02.052

U471.2

B

1671-7988(2021)02-161-03

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閆云敬（1981.10-），女，吉林農(nóng)安人，漢族，碩士研究生，研究方向：汽車專業(yè)教育教學(xué)研究。

2018年度廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目《基于區(qū)域性電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)故障分析及解決對(duì)策研究》（項(xiàng)目編號(hào)：2018KY1202）。