新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的維修技術(shù)分析

摘要：隨著我國新能源汽車的快速發(fā)展和大面積擴(kuò)張生產(chǎn)，新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系列設(shè)備維修行業(yè)的需求量也在快速地增長。在新能源汽車的維修中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障排查與維修一直是重中之重。新能源汽車與常規(guī)燃油車相比，其結(jié)構(gòu)和操縱方式具有根本的不同，所以對其進(jìn)行檢修時(shí)必須要對其進(jìn)行正確的分析和維護(hù)。針對新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝置的具體故障原因、分析技術(shù)、維修設(shè)備方法及維修技術(shù)等進(jìn)行分析，以此為汽車維修人員、院校教師和專業(yè)維修學(xué)生的技術(shù)成長和實(shí)際工作做參考。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；新能源汽車；技術(shù)維修

中圖分類號：U472.42? 收稿日期：2023-04-03

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.029

1 新能源汽車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

新能源汽車的驅(qū)動(dòng)裝置是將電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力，它是一種以驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器和傳動(dòng)裝置為核心的驅(qū)動(dòng)裝置[1]。其中，以定子、轉(zhuǎn)子、殼體等為主，當(dāng)前存量新能源汽車中電動(dòng)機(jī)以永磁同步電動(dòng)機(jī)為主；它的優(yōu)點(diǎn)是功率密度高，能耗低，體積小[2]?？刂破靼刂破鬈浖⒖刂破饔布?，例如功率驅(qū)動(dòng)模塊、DC/DC、高壓插頭、電流傳感器等，控制器硬件接收汽車控制器軟件的命令，對電動(dòng)機(jī)的電流和電流進(jìn)行控制，以確保驅(qū)動(dòng)馬達(dá)能夠在需要的方向、轉(zhuǎn)速和扭矩下工作[3]。該驅(qū)動(dòng)裝置的核心部分包括減速器、齒輪組、高速軸承等，這些減速器部件在汽車運(yùn)行時(shí)起重要作用，減小了汽車的輸出速度，以提高汽車的轉(zhuǎn)矩，確保新能源電動(dòng)汽車的有效運(yùn)行。

2 新能源汽車輛的主要故障及維護(hù)技術(shù)

2.1 電動(dòng)機(jī)的常見問題及維護(hù)技術(shù)

2.1.1 汽車振動(dòng)而無法前行

故障表現(xiàn)實(shí)際情況：新能源汽車的車體搖晃但不能行駛。

維修方式：首先要到新能源汽車的故障檢測系統(tǒng)中去查看其運(yùn)行狀況，并檢測其輸出的總電壓為350 V，轉(zhuǎn)向、目標(biāo)扭矩、馬達(dá)扭矩等與期望相符，若驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的信號與VCG所提供的指令相符，而車輛依然不能正常運(yùn)行，必須對三相位緊固螺栓進(jìn)行檢查；檢查電動(dòng)機(jī)有沒有折線和折斷，使用萬能電表檢測有關(guān)傳動(dòng)馬達(dá)的接線是否接通[4-5]。

2.1.2 電機(jī)過速

在新能源汽車中，電動(dòng)機(jī)的過速是最常見的一種，其產(chǎn)生的原因很多。當(dāng)發(fā)生修理時(shí)，要思考車輛的負(fù)荷會(huì)不會(huì)突然改變，進(jìn)而造成馬達(dá)的扭力失控，最后造成馬達(dá)的轉(zhuǎn)速過快，這個(gè)問題可以用再充電來處理。此外，由于電動(dòng)機(jī)的低壓信號導(dǎo)線接頭有松動(dòng)，也有可能造成失效。檢查時(shí)應(yīng)著重對電動(dòng)機(jī)的信號線插塞進(jìn)行檢測，并對其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)接合[6]。如果沒有以上兩種情形，則要根據(jù)控制器有無損傷，如果檢測到有問題，可以用替換的方式來修復(fù)。

故障表現(xiàn)實(shí)際情況：新能源汽車的儀表盤上會(huì)出現(xiàn)限速行駛、維修或者 EHPS故障等情況，這時(shí)新能源汽車不能進(jìn)入高壓電，掛擋后依然不能行駛，但發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲還是很大。

維修方式：這時(shí)要使用故障查詢系統(tǒng)，對故障代碼進(jìn)行檢測，并依據(jù)故障和目前的故障代碼，例如驅(qū)動(dòng)電機(jī)2級故障、驅(qū)動(dòng)電機(jī)3級故障、HVIL斷開等，并結(jié)合故障點(diǎn)和細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的檢修。首先要確認(rèn)電機(jī)的接頭連接情況，然后要注意電機(jī)和差速器之間有沒有機(jī)油滲出來，若有機(jī)油滲漏，要對壓力表的工作狀況和機(jī)構(gòu)的完整性進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)。如果以上兩部分均工作正常，應(yīng)對驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)量進(jìn)行進(jìn)一步測量，其旋轉(zhuǎn)量為：a.1＃和12#旋轉(zhuǎn)量為15 Ω；b.2#和11#旋轉(zhuǎn)量36 Ω；c.3#和10#旋轉(zhuǎn)量為36 Ω。若不是以上所說，就是驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的內(nèi)部問題。

2.1.3 發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)失效

故障表現(xiàn)實(shí)際情況：新能源汽車在運(yùn)行時(shí)發(fā)生了嚴(yán)重的脫軌事故，導(dǎo)致無法進(jìn)行Ready，在儀表板上顯示“系統(tǒng)故障”時(shí)，首先要確認(rèn)發(fā)電機(jī)的插頭是否有問題，電線有沒有折斷、倒針等情況，如果這些電路都是正確的，就必須對發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)值進(jìn)行檢測；檢查其是否滿足規(guī)定的電阻，若以上操作都未能解決，表示發(fā)電機(jī)內(nèi)有問題，必須進(jìn)行更換。

2.1.4 驅(qū)動(dòng)電機(jī)溫度過高

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫度偏高，通常是因?yàn)殡娮柙黾釉斐傻?。此外，由于馬達(dá)籠式轉(zhuǎn)子斷條或繞線式線圈連接松動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)不能隨氣溫的變化而發(fā)生動(dòng)力不穩(wěn)。采用自動(dòng)調(diào)速馬達(dá)，內(nèi)建溫度感應(yīng)器，可對電動(dòng)機(jī)的溫度進(jìn)行即時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)線圈工作中的溫度有任何不正?，F(xiàn)象，可由控制器控制。例如，如果探測到的是在120～140 ℃時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作效率逐漸下降，在140 ℃以上時(shí)，電動(dòng)機(jī)將不能正常工作。當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，必須對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行認(rèn)真的檢測，同時(shí)要將長期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)馬達(dá)替換掉。

2.1.5 旋轉(zhuǎn)變壓器報(bào)故障

旋轉(zhuǎn)變壓器是一種以產(chǎn)生跟隨數(shù)字化的電子、角度的電子和角度的電磁感應(yīng)元件，由于它的運(yùn)算功能而被稱作“解算器”。如果變壓器發(fā)生了問題，那么就會(huì)使電動(dòng)機(jī)失去動(dòng)力，或者轉(zhuǎn)矩的輸出值低于標(biāo)準(zhǔn)，使車輛的功率下降。因此，當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，必須使用萬能表校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)變壓器和旋變譯碼回路，若其值為無限，說明變壓器已破損，必須進(jìn)行零件的替換；如果數(shù)值顯示是正確的，則表示內(nèi)部的回轉(zhuǎn)譯碼回路有問題，可以替換主控制面板。

2.1.6 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)缺少相位

如果新能源汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，需要分析其有無缺少相位的問題。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的脫相器是一種勵(lì)磁失效，通常是由于電動(dòng)機(jī)某個(gè)相中霍爾元件的問題引起的?；魻栐鳛橐环N磁鐵控制器件，它可以探測到磁場的改變，并把所獲得的磁場信息轉(zhuǎn)換成能夠被控制器接收的控制三相的輸出?；魻栐氖?dǎo)致了電動(dòng)機(jī)的失相，從而導(dǎo)致了磁鐵的運(yùn)行不正常。在判斷失效時(shí)，先要檢查電機(jī)有無振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有無噪聲，然后對霍爾元件的引線和電源引線之間的霍爾元件進(jìn)行測試；采用比較方法對霍爾元件的失效進(jìn)行判斷，并進(jìn)行替換。三個(gè)霍爾元件可以在同一時(shí)間被替換，從而確保電動(dòng)機(jī)的換向位精度。

2.1.7 頓挫問題

“頓挫”是新能源汽車輛在駕駛時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較為顯著的動(dòng)力停滯現(xiàn)象，并且在駕駛時(shí)會(huì)有較為清晰的感受。不過，因?yàn)閯x車的原因，儀表板上的所有數(shù)據(jù)都不會(huì)有任何變化，而且這種情況并不會(huì)對整個(gè)行車造成任何的負(fù)面影響，所以大部分司機(jī)都不會(huì)把這個(gè)問題放在心上。如果這種問題在很長一段時(shí)間內(nèi)沒有得到有效的處理，就會(huì)對車輛的零件產(chǎn)生損傷，從而導(dǎo)致車輛的失靈。在修理的過程中，應(yīng)使用專用的儀器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測，確認(rèn)其不會(huì)惡化，并對其進(jìn)行快速地檢修。

2.2 電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的一般失效及維護(hù)技術(shù)

電動(dòng)機(jī)控制器的功能是接受汽車的命令，把 DC電流轉(zhuǎn)換成 AC電流，從而控制發(fā)電機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩。本文從電動(dòng)機(jī)控制的常用故障和維護(hù)的幾種方式入手，并結(jié)合當(dāng)前在市面上普遍使用的比亞迪唐轎車電動(dòng)機(jī)控制裝置的總體維修方案進(jìn)行了探討。

2.2.1 控制器高溫問題

故障表現(xiàn)實(shí)際情況：當(dāng)新能源汽車輛在駕駛時(shí)，由電控狀態(tài)突然轉(zhuǎn)換到燃油－電力，并且不能重新轉(zhuǎn)換到電控狀態(tài)，此時(shí)如果儀表板顯示是正確的；沒有任何的報(bào)故障，通過ED400的讀數(shù)，在汽車進(jìn)入燃油－電力混合的一剎那，控制器的溫度就會(huì)上升到100 ℃。

維修方式：發(fā)電機(jī)制冷系統(tǒng)的防凍液不足，電動(dòng)機(jī)水泵運(yùn)行異常，散熱器阻塞，直流電機(jī)過熱等都是造成高溫的重要因素。在進(jìn)行檢修時(shí)，首先利用ED400讀出驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的資料，以確認(rèn)水泵的工作狀態(tài)；其次要看散熱器里的散熱片能不能工作；最后要對水泵的線路進(jìn)行檢查，比如斷線等，同時(shí)檢查是否有斷裂處，然后再進(jìn)行連接和測試。

2.2.2 控制器和直流系統(tǒng)報(bào)故障

故障表現(xiàn)實(shí)際情況：汽車OK燈亮，汽車發(fā)動(dòng)后無法采用電力方式，并有“請查看動(dòng)力系統(tǒng)”的報(bào)錯(cuò)提示。

維修方式：使用汽車診斷設(shè)備對汽車的錯(cuò)誤代碼進(jìn)行檢測，并對其進(jìn)行分析，在排除錯(cuò)誤代碼后進(jìn)行檢測。如果無法恢復(fù)正常，應(yīng)對其進(jìn)行進(jìn)一步的檢測，對比標(biāo)準(zhǔn)值，看看是否在正常的范圍內(nèi)；最后，對驅(qū)動(dòng)器控制裝置的接頭等進(jìn)行檢驗(yàn)，如果仍然不能解決問題，那么，驅(qū)動(dòng)控制器應(yīng)當(dāng)替換。

2.2.3 電動(dòng)機(jī)的故障檢修流程

在電動(dòng)機(jī)控制裝置發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，整個(gè)汽車處于非EV狀態(tài)，在儀表板上會(huì)有“請檢查動(dòng)力系統(tǒng)”字樣，如果發(fā)生了問題，則要通過汽車診斷儀器來讀取發(fā)動(dòng)機(jī)的故障，通常會(huì)有“無應(yīng)答”和“讀取錯(cuò)誤代碼”，如果是前者，則要對整個(gè)汽車進(jìn)行徹底地檢修。如果是后者，只需要對錯(cuò)誤代碼進(jìn)行檢修。

無應(yīng)答系統(tǒng)問題的處理過程：首先，對低電壓接頭的有關(guān)管腳進(jìn)行檢測，若有不正常情況，將進(jìn)一步檢驗(yàn)電源、通信等低電壓線路。

a.讀取錯(cuò)誤代碼的處理過程：當(dāng)發(fā)生“P1B0100”的錯(cuò)誤代碼，IPM失效時(shí)，首先，試幾次OK擋，看看故障會(huì)不會(huì)消失；其次，要對三相線上的直流母線的壓降進(jìn)行檢測，如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速；如果管壓降是正確的，那么就會(huì)有其他的錯(cuò)誤代碼，如果連續(xù)的檢測錯(cuò)誤代碼都無法解決，那么就必須進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器控制的替換。

b.出現(xiàn)“P1B0900”的錯(cuò)誤代碼，在開蓋防護(hù)時(shí)，首先，應(yīng)先進(jìn)行OK擋測試，看看故障會(huì)不會(huì)消除；其次，要檢測驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的控制罩有沒有開；當(dāng)最終的問題還沒有解決時(shí)，必須替換驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的控制器。

2.3 無法確定故障方位時(shí)的通用性技術(shù)維修

2.3.1 對驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行檢查和維修

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置一般在前艙的動(dòng)力總成支架下面，其由電機(jī)、溫度傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器、冷卻循環(huán)水道和殼體組成。電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)是其關(guān)鍵部分，以下是通用性維修技術(shù)方案。

a.檢驗(yàn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的外表。檢測電動(dòng)機(jī)外部表面有無機(jī)油滲出的問題；檢測驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的上下管道有無裂紋或泄漏；抬起汽車，查看底盤的保護(hù)層有無碰撞或破損，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)有無碰撞或破損。

b.將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的外表污物及粉塵清理干凈。用壓縮空氣或者擦干凈馬達(dá)外殼上的塵土和塵埃。

c.檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的絕緣性能。為了確保電動(dòng)機(jī)在工作環(huán)境中工作，必須滿足一定的安全性，所以要對其進(jìn)行絕緣度檢測。選用適用于電動(dòng)機(jī)的絕緣電抗器，并按其上標(biāo)明的電位進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的絕緣度試驗(yàn)

d.檢驗(yàn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的定子線圈。使用萬能計(jì)對三個(gè)線圈U-V、V-W、W-U之間的阻值進(jìn)行測試，以確定是否有短路。

e.檢驗(yàn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)變壓器。對電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的控制裝置的低電壓接頭的狀況進(jìn)行檢驗(yàn)，以確認(rèn)接頭是否有退針、虛接現(xiàn)象，并將其用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的低壓接頭A、B、C、D、E、F為驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的解耦終端。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)低壓插19針腳和終端的界定。

f.檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的溫度傳感器。利用萬能電表對驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的溫敏元件進(jìn)行電阻測試，以確定其有無損壞。在正常環(huán)境下進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的溫敏元件是由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的低電壓接頭G端子和H端子組成。G端子與H端之間的電阻，一般為1 kΩ，若為無限大，即為斷路。

g.檢驗(yàn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的高電壓聯(lián)鎖端。通過使用萬能電表，對高電壓聯(lián)鎖器的電壓進(jìn)行測試，以確定高壓聯(lián)鎖器的接線情況。對L、M兩個(gè)終端之間的電阻值進(jìn)行測試，若其數(shù)值顯示無，說明測量點(diǎn)為斷路。

2.3.2 其他維修技術(shù)方法

a.清洗：在新能源汽車的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的外表和電線等細(xì)部，要經(jīng)常進(jìn)行清洗。

b.固定松動(dòng)檢查：在平時(shí)的維修中，要注意對新能源汽車的各螺釘進(jìn)行適當(dāng)?shù)財(cái)Q緊。

c.表面檢查：對新能源汽車的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行表面磨損、侵蝕等檢測，并對其軸線有無損壞。

d.冷卻液檢查：新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中，冷卻液的存在關(guān)系著其工作狀況和使用年限，所以在定期維護(hù)中要注意觀察和補(bǔ)充冷卻水是否已經(jīng)到達(dá)了標(biāo)準(zhǔn)值。

3 結(jié)語

新能源汽車的維護(hù)和管理技術(shù)是保證新能源汽車工業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素。作為新能源汽車的關(guān)鍵零部件，新能源汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整車的核心所在，其工作性能的好壞將直接影響到整車的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和行駛舒適度。通過對新能源汽車的駕駛實(shí)踐和故障診斷技術(shù)入手，對其常見故障分析、維修技術(shù)進(jìn)行了較為詳盡的分析，要著重解決其在使用中所出現(xiàn)的各種問題，并進(jìn)行詳細(xì)的維護(hù)工作和專業(yè)的故障檢修工作，確保新能源汽車處于安全、高效的使用狀態(tài)當(dāng)中。

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作者簡介：

孫中濤，男，1982年生，講師，研究方向?yàn)樾履茉雌?、智能網(wǎng)聯(lián)汽車和機(jī)械設(shè)計(jì)制造。