純電動汽車驅動電機靜態(tài)檢測分析＊

張小興

（云南交通運輸職業(yè)學院，云南 昆明 650300）

引言

隨著現(xiàn)代社會經濟的快速發(fā)展，人們的生活水平和生活追求也越來越高，在國家大力推廣新能源汽車的政策下，使得我國新能源汽車保有量迅速增長，特別是新能源汽車中的純電動汽車，發(fā)展更是迅猛。但人們對純電動汽車的了解還是不足，純電動汽車售后維修服務人員服務跟不上，影響純電動汽車的推廣。為了確保純電動汽車能夠獲得更好的發(fā)展，必須要了解純電動汽車的結構、原理、維修檢測知識，本文重點分析純電動汽車的動力系統(tǒng)靜態(tài)檢測，希望售后維修人員更好的掌握純電動汽車的維修知識，提高純電動汽車的售后服務。

1 純電動汽車驅動電機概述

純電動汽車動力系統(tǒng)主要由驅動電機和變速箱組成。驅動電機根據冷卻形式分風冷和水冷，根據結構分為直流有刷電機和直流無刷電機以及交流電機?，F(xiàn)在很多的國產純電動汽車使用的電機為交流無刷永磁同步電機（如圖1為永磁同步電機），通過采集電機旋變信號進行工作。

圖1 永磁同步電機實物

1.1 永磁同步電機

永磁同步電機主要由轉子、定子繞組、轉速傳感器以及外殼、冷卻等零部件組成（圖2為永磁同步電機轉子和定子實物圖），在定子和轉子中間還有一個比較小的空氣隙。定子有比較充足的硬度和韌度，可以減少電動機運轉時產生的鐵耗。轉子裝有永磁材料，由疊片壓制而成，材料有硅鋼片、銅導條和鋁等。

圖2 永磁同步電機轉子、定子

當車輛要行駛時，電機通過旋轉變壓器檢測到電機的位置，位置信號通過控制器的處理，發(fā)送相關信號給控制器IGBT，邏輯信號控制IGBT開斷，控制器輸出的近似正弦波交流電。電機定子的三相繞組在正弦繞組下形成圓形的旋轉磁場，驅動電機轉子旋轉，在旋轉的過程，旋轉變壓器作為速度及位置檢測，可以反饋給控制器進行監(jiān)測，來準確控制電機的轉速及位置[1]。

動力電機是純電動汽車的唯一動力源，可向外輸出扭矩，驅動汽車前進后退；同時也可以作為發(fā)電機發(fā)電（例如，在高坡下滑、高速滑行以及剎車制動過程中把勢能或者動能通過電機轉化為電能存儲）。

1.2 旋轉變壓器

旋轉變壓器（簡稱旋變）是一種輸出電壓隨轉子轉角變化的信號元件。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正、余弦函數(shù)關系，這種旋轉變壓器又稱為正余弦旋轉變壓器。旋轉變壓器用于運動伺服控制系統(tǒng)中，作為角度位置的傳感和測量用。永磁交流電動機的位置傳感器，原來是以光學編碼器居多，但這些年來，卻迅速地被旋轉變壓器代替?？梢耘e幾個明顯的例子，在家電中，不論是冰箱、空調、還是洗衣機，目前都是向變頻變速發(fā)展，采用的是正弦波控制的永磁交流電動機。

2 純電動汽車驅動電機靜態(tài)檢測

2.1 驅動電機電路圖

檢測時，根據純電動汽車驅動電機電路進行各數(shù)據的檢測，如圖3所示為比亞迪e6的驅動電機電路圖。純電動汽車驅動電機靜態(tài)檢測主要是測量驅動電機 UVW 相對電機殼體絕緣電阻值，測量驅動電機 UVW 相兩兩之間電阻值，測量旋變傳感器勵磁、正弦、余弦線圈電阻值，根據測量得到的數(shù)據和標準數(shù)據對比，從而確定電機的各部件是否存在故障。

圖3 純電動汽車電路圖

2.2 檢測工具及防護用品

動力電機檢查檢測工具有萬用表、毫歐表、絕緣電阻測試儀、絕緣手套。

檢測前，先進行工具的檢查，檢查工具的步驟：（1）目視檢查萬用表檢測線外觀有無破損、表針是否完好；（2）目視檢查萬用表外觀有無損傷，旋動萬用表量程調節(jié)旋鈕，確定萬用表可正常開機、選擇量程；（3）連接萬用表表紅黑檢測線，選擇“歐姆”擋，短接紅黑表表筆，觀察萬用表讀數(shù)，顯示為 0 歐，萬用表可用；（4）目視檢查毫歐表檢測線外觀有無破損、表夾是否完好；（5）目視檢查毫歐表外觀有無損傷，旋動毫歐表量程調節(jié)旋鈕，確定毫歐表可正常開機、選擇量程；（6）連接毫歐表 T+、T-檢測線，并將表夾短接，先點擊 STARTSTOP 鍵，再點擊 ZERO 鍵，觀察毫歐表讀數(shù)，顯示為 0 毫歐，毫歐表可用；（7）目視檢查絕緣電阻測試儀檢測線外觀有無損傷，表針是否完好，鱷魚夾是否完好；（8）目視檢查絕緣電阻測試儀外觀有無損傷，點擊“ONOFF”鍵，確定絕緣電阻測試儀可以正常開機，點擊上下鍵，確定絕緣電阻測試儀可以正常調節(jié)量程，點擊“TEST”鍵，確定“TEST”鍵可以正常打開、關閉（亮起紅色指示燈）；（9）佩戴絕緣手套，連接絕緣電阻測試儀檢測線、表針，將絕緣電阻測試儀 量程調制“100V”擋，點擊“TEST”鍵，絕緣電阻測試儀顯示“OL”，紅黑表筆短接，絕緣電阻測試儀顯示“0.0MΩ”，絕緣電阻測試儀可用。

2.3 驅動電機靜態(tài)檢測

2.3.1 測量驅動電機 UVW 相對電機殼體絕緣電阻值

測量前先拆卸電機三相繞組電源輸入接口蓋板。先拆掉4顆電機接口蓋板固定螺栓，然后取下電機接口蓋板。使用絕緣電阻測試儀分別測量驅動電機UVW相對電機殼體絕緣電阻值。測量時，將絕緣電阻測試儀紅表筆接電機U相接口，黑表筆接殼體（如圖4所示），點擊測試鍵或紅表筆上的白色按鈕讀數(shù)，大于20MΩ代表絕緣良好，并記錄（標準值為20MΩ以上）。依照上面的測試方法，測量電機VW相絕緣阻值（自減速器側開始依次為 UVW）并記錄[2]。

圖4 驅動電機三相繞組絕緣測量

2.3.2 測量驅動電機 UVW相兩兩之間電阻值

使用毫歐表測量驅動電機UVW相兩兩之間電阻值，測量時，將毫歐表表夾夾在電機U 相、V相上，電機START鍵讀數(shù)，并記錄。依次測量電機U相和W相、V相和W相電阻值，并記錄。比較測量數(shù)值，任意兩相電阻值在 25mΩ±5mΩ區(qū)間內，且三組數(shù)值相差在2mΩ以內，電機繞組阻值正常（標準值為25mΩ左右）。

2.3.3 測量旋變傳感器勵磁電阻值

使用萬用表測量旋變傳感器勵磁線圈電阻值，測量時，將萬用表紅表筆接勵磁+，黑表筆接勵磁-，記錄萬用表讀數(shù)（如圖5所示為電機旋變傳感器引出線路示教板），在8Ω±2Ω之間，勵磁線圈正常，并記錄（勵磁線圈標準電阻值為8Ω左右）。

圖5 旋變傳感器勵磁電阻值測量

2.3.4 測量旋變傳感器正弦電阻值

使用萬用表測量旋變傳感器正弦線圈電阻值，測量時，將萬用表紅表筆接正弦+，黑表筆接正弦-，記錄萬用表讀數(shù)（如圖6所示為電機旋變傳感器引出線路示教板），在16Ω ±2Ω之間，正弦線圈正常（正弦線圈標準電阻值為16Ω左右）。

圖6 旋變傳感器正弦電阻值測量

2.3.5 測量旋變傳感器余弦電阻值

使用萬用表測量旋變傳感器余弦線圈電阻值，測量時，將萬用表紅表筆接余弦+，黑表筆接余弦-，記錄萬用表讀數(shù)（如圖7所示），在14Ω±2Ω之間，余弦線圈正常（余弦線圈標準電阻值為14Ω左右）。

圖7 旋變傳感器余弦電阻值測量

2.3.6 測量驅動電機繞組溫度傳感器電阻值

使用萬用表測量驅動電機繞組溫度傳感器電阻值， 測量時，將萬用表紅表筆接溫度+，黑表筆接溫度-，記錄萬用表讀數(shù)（如圖8所示），常溫狀況下，數(shù)值在 80kΩ～120kΩ之間，溫度傳感器正常（驅動電機繞組溫度傳感器標準電阻值為80kΩ-120kΩ）[3]。

圖8 驅動電機繞組溫度傳感器電阻值測量

3 結語

新能源汽車是我國汽車行業(yè)未來發(fā)展的重要趨勢，加強新能源汽車的推廣有利于緩解我國的能源危機，保護我國的生態(tài)環(huán)境，促使我國汽車產業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。純電動汽車的驅動電機的靜態(tài)檢測只是整個故障檢測的一個點，故障診斷需要先檢查車輛功能，確認故障現(xiàn)象，并且根據對車輛的了解，初步分析造成故障發(fā)生的可能原因有哪些。然后通過診斷設備、診斷數(shù)據、技術資料提供的信息，進行檢測，并根據檢測數(shù)據與結果，查找到最終原因。最終完成車輛的修復。車輛故障診斷能力最能體現(xiàn)專業(yè)維修人員技術水平，只有提高維修技術人員的技術水平，才能提高純電動汽車的售后服務質量。