比亞迪e5 車高壓電控總成的原理與檢修（三）

深圳技師學(xué)院 李清明

3 高壓電控總成的檢修

3.1 接觸器的檢查

比亞迪e5 車高壓電控總成采用日本松下公司生產(chǎn)的接觸器，型號(hào)主要有AEV14012、AEV18012、AEV110122等，接觸器的基本結(jié)構(gòu)如圖15所示。有些接觸器內(nèi)部帶有電路板，其控制線圈的電阻不能由連接器直接測(cè)量，如高壓電控總成內(nèi)的電機(jī)A、B、C三相接觸器，其控制線圈的電阻在拆下電路板后測(cè)量約為3.4 Ω，如圖16所示。

圖15 接觸器的基本結(jié)構(gòu)

圖16 電機(jī)A、B、C三相接觸器

實(shí)測(cè)各接觸器控制線圈的電阻如圖17所示，在實(shí)際維修中一般先通過(guò)分析故障代碼與數(shù)據(jù)流，以確定接觸器是否存在工作不良的現(xiàn)象，再檢查接觸器低壓端是否同時(shí)滿足吸合時(shí)所需的電壓及電流，即外圍信號(hào)是否正常。

圖17 實(shí)測(cè)各接觸器控制線圈的電阻

3.2 熔絲及電阻的檢查

高壓配電箱內(nèi)高壓熔絲的好壞用萬(wàn)用表的通斷擋進(jìn)行測(cè)量。如果導(dǎo)通，則熔絲正常；如果不導(dǎo)通，則熔絲燒毀，需檢查其負(fù)載是否正常，并進(jìn)行更換。被動(dòng)泄放電阻，應(yīng)為75 kΩ左右。主動(dòng)泄放模塊上的泄放電阻，應(yīng)為7.5 Ω左右。三相交流充電預(yù)充電阻應(yīng)為33 Ω左右。母線電容預(yù)充電阻應(yīng)為100 Ω左右。

3.3 電容的檢查

以母線電容總成為例進(jìn)行電容檢查。母線電容總成實(shí)際上包括5個(gè)電容，電容的檢查一般使用電容表直接測(cè)量電容量（圖18），如果沒(méi)有電容表，也可以用萬(wàn)用表電阻擋進(jìn)行測(cè)量，但對(duì)于容量大的電容，由于充電時(shí)間太長(zhǎng)，也不便于檢查。

3.4 IGBT的檢查

圖18 用電容表測(cè)量母線電容總成

圖19 IGBT實(shí)物及組成

圖19左上方為一相上橋臂和下橋臂的IGBT實(shí)物圖，其側(cè)面一般標(biāo)有原理圖，如圖19左下方所示。實(shí)際上上橋臂和下橋臂是由8個(gè)IGBT組成，上橋臂和下橋臂分別由4個(gè)IGBT并聯(lián)，再將上橋臂和下橋臂串接起來(lái)，如圖19右側(cè)所示。連接T1、T2的是熱敏電阻（溫度傳感器）。

測(cè)量上橋臂IGBT的體二極管的導(dǎo)通性（反向不導(dǎo)通），在IGBT未觸發(fā)狀態(tài)下用萬(wàn)用表的二極管擋測(cè)量上橋臂“+”與“～”之間的反向?qū)ㄐ?，顯示不導(dǎo)通。在IGBT未觸發(fā)狀態(tài)下用萬(wàn)用表的二極管擋測(cè)量上橋臂“+”與“～”之間的正向?qū)ㄐ裕@示導(dǎo)通，壓降為0.34 V。

在IGBT未觸發(fā)狀態(tài)下用萬(wàn)用表二極管擋測(cè)量下橋臂“～”與“-”之間的正向?qū)ㄐ?，顯示導(dǎo)通，壓降為0.339 V，而反向不導(dǎo)通。

用9 V電池作為電源接至G11觸發(fā)上橋臂中的1號(hào)IGBT，用萬(wàn)用表的二極管擋測(cè)量上橋臂“+”與“～”之間的導(dǎo)通性，顯示導(dǎo)通，壓降為0.379 V。

在觸發(fā)上橋臂中的1號(hào)IGBT后，斷開(kāi)電源，1號(hào)IGBT的控制極C與控制級(jí)E仍保持導(dǎo)通。用萬(wàn)用表二極管擋測(cè)量上橋臂“+”與“～”之間的導(dǎo)通性，顯示導(dǎo)通，壓降為0.379 V。

用螺絲刀將G11與Ex11短接放電后，上橋臂的1號(hào)IGBT的控制級(jí)C與控制級(jí)E不再導(dǎo)通，因其他3個(gè)IGBT也未觸發(fā)，故上橋臂“+”與“～”不再導(dǎo)通。實(shí)際的電路板上4個(gè)IGBT是一同觸發(fā)的。

依次對(duì)上橋臂的其他3個(gè)IGBT進(jìn)行觸發(fā)，檢查其導(dǎo)通性，檢查前注意先短接控制級(jí)G與控制級(jí)E，使其內(nèi)部電容放電。用相同方法可依次檢查下橋臂的各個(gè)IGBT。

3.5 DC-DC轉(zhuǎn)換器的檢查

DC-DC轉(zhuǎn)換器總成內(nèi)的電路板如圖20所示，可參考此圖對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。

圖20 DC-DC轉(zhuǎn)換器總成內(nèi)的電路板

3.6 車載充電器的檢查

車載充電器總成內(nèi)的下部電路板如圖21所示，可參考此圖對(duì)車載充電器進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)。車載充電器主要由熔絲、預(yù)充電阻、預(yù)充繼電器、主繼電器、共模電感、電容、霍爾電流傳感器芯片、全橋整流器等組成。

3.7 電機(jī)電流的檢測(cè)

由于高壓電控總成的重要功能是對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可通過(guò)檢查電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電流波形推斷出驅(qū)動(dòng)控制電路是否正常，實(shí)測(cè)的正常電流波形如圖22所示。

圖21 車載充電器總成內(nèi)的下部電路板

圖22 實(shí)測(cè)電機(jī)的電流波形（截屏）

3.8 旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)的在線檢測(cè)

旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)的檢測(cè)一般都需在線檢測(cè)，旋轉(zhuǎn)變壓器裝在電機(jī)上，由勵(lì)磁繞組、正弦繞組、余弦繞組組成。旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁信號(hào)是由VTOG控制器發(fā)出的，旋轉(zhuǎn)變壓器的正弦信號(hào)、余弦信號(hào)送入VTOG控制器，從而計(jì)算出電機(jī)的位置與轉(zhuǎn)速，再根據(jù)位置信號(hào)確定IGBT的導(dǎo)通與關(guān)閉，從而控制電機(jī)的運(yùn)行。可采用示波器來(lái)檢查旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)，在高壓電控總成的低壓接口位置進(jìn)行檢測(cè)。

上電后，在靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)得的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形如圖23所示，紅色為勵(lì)磁繞組信號(hào)、綠色為正弦信號(hào)，藍(lán)色為余弦信號(hào)。

圖23 在靜止?fàn)顟B(tài)下的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形（截屏）

勵(lì)磁信號(hào)為10 kHz的正弦交流信號(hào)，交流電流進(jìn)入勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生頻率恒定的磁場(chǎng)，無(wú)論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速如何，頻率恒定的磁場(chǎng)均會(huì)輸出至正弦繞組和余弦繞組，轉(zhuǎn)子為橢圓形，旋轉(zhuǎn)變壓器的定子與轉(zhuǎn)子間的間隙隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而變化，由于間隙的變化，正弦繞組和余弦繞組輸出波形的幅值隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化。如果電機(jī)是運(yùn)轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子與定子間的間隙就連續(xù)變化，正弦信號(hào)和余弦信號(hào)的幅值也就連續(xù)變化。VTOG控制器持續(xù)監(jiān)視正弦信號(hào)和余弦信號(hào)的幅值，并形成虛擬波形，根據(jù)正弦信號(hào)和余弦信號(hào)幅值間的差異計(jì)算轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置；根據(jù)正弦信號(hào)虛擬波形和余弦信號(hào)虛擬波形的相位差判定轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向；根據(jù)規(guī)定時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子位置的變化量計(jì)算轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。圖24、圖25為實(shí)測(cè)的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形，顯然圖25顯示的電機(jī)轉(zhuǎn)速比圖24顯示的電機(jī)轉(zhuǎn)速要快一些。

圖24 實(shí)測(cè)的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形（電機(jī)轉(zhuǎn)速低，截屏）

圖25 實(shí)測(cè)的旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)波形（電機(jī)轉(zhuǎn)速高，截屏）

（收稿日期：2020-05-17）