閆云敬，楊永貴，覃振杰

電動汽車驅動電機控制系統(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)學院，廣西 柳州 545036；2.東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545005）

在可持續(xù)發(fā)展理念下，電動汽車正在以一種勢不可擋的趨勢迅速在市場上崛起，更在我國扶持政策層出不窮的背景下，慢慢走進了人們的視線，未來發(fā)展不可限量。文章探究的主題是電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)故障維修，深入其中進行探究并總結，對電動汽車穩(wěn)步與長遠發(fā)展有著深遠意義。

電動汽車；驅動電機；控制系統(tǒng)；故障維修

前言

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

1 電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)概述

1.1 電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)介紹

電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)，可視為電動汽車自身的“動力部門”、“運轉部門”，它的存在可支撐電動汽車持續(xù)前行，是電動汽車能量的存儲地，更是在能量與車輪轉動間的“紐帶”，是至關重要的存在，也是電動汽車三大核心部件之一。另外，電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)是電動汽車性能的核心體現(xiàn)，包括最大功率、最大轉速等等，也間接決定了電動汽車的架勢舒適度，因此，對于它的檢驗、維修、保養(yǎng)不可掉以輕心。電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)主要由自轉系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)組成，自轉系統(tǒng)主要提供動能，機械傳動系統(tǒng)主要用來將動能傳遞到車輪，使得電動汽車可以行駛起來。自轉系統(tǒng)中，包含多個器件，如電動機、溫度傳感器、控制器、電壓過載保護器等，這些器件均獨立存在，一旦這些部件發(fā)生故障且無法修復，只能進行更換，而無法進行深度修復。

1.2 電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)工作原理[1]

電動汽車驅動電機動力，其來源主要依靠電磁感應原理，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變?yōu)殡妷?、頻率可調的三相交流電，供給配套的三相交流永磁同步電機使用。詳見圖1[2-3]。

圖1 驅動電機控制系統(tǒng)工作原理示意圖

整車控制器通過駕駛員發(fā)出的指令、電機控制器相應，調整驅動電機輸出，確保電動汽車可行駛，使得電動汽車具備行駛動能。除此之外，電機控制器還可作用于駕駛員通信和保護，可實時監(jiān)測系統(tǒng)，并及時報告系統(tǒng)故障，從而保證車內人員的生命安全。

電機控制器由逆變器和控制器構成。驅動電機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)膭恿D變?yōu)殡妱悠囆旭偹枰碾娫矗妱悠囁枰碾娫礊槿嘟涣麟?，可依托逆變器獲得該動力和能源。而控制器則主要是將驅動電機和其他部件的信號反映到儀表上，可在駕駛員各類行駛行為中，調節(jié)變頻器頻率，方能達成行駛目的。

電機控制器內提供電機工作狀態(tài)信息的是溫度傳感器、變壓器等部件，可將獲取的運轉狀態(tài)及時反映到VCU。驅動電機系統(tǒng)中心，以絕緣柵雙極型晶體管模塊為核心，作用是對所有輸入信號進行有效處理，還可將驅動電機控制系統(tǒng)運轉情況反映與傳輸?shù)秸嚳刂破?，對于產生的一些故障和細節(jié)問題，也可進行保存和記錄。

2 電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)故障及其維修

電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)發(fā)生故障較為常見，一般按照性質劃分，可分為電氣故障和機械故障，這兩類故障若不及時得到解決，會對電動汽車自身造成嚴重的傷害和影響。而深入其中進行探究，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，有時可通過異響、異溫等異常情況來進行判斷。針對這些故障我們可以有針對性的進行維修，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，一般會在電動汽車行駛過程中，可聽到一些不同于以往行駛的聲音，這類聲音比較奇怪，與往日電動汽車行駛中所產生的響動大相徑庭。這類異響的產生，大概率是因為轉子掃膛或軸承磨損造成。對于轉子掃膛問題，可借助塞尺來檢驗定子與轉子間的空氣，看是否合理與正常，如排除該緣由后，可進一步對軸承進行查看，查驗是否存在磨損現(xiàn)象，如果有，要及時進行更換。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，必要的時候，要進廠維修。

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，如果這個時候，所有儀表均無異常顯示，則可考慮為電機造成的頓挫故障，可借助專業(yè)工具進行簡單清理。如果仍舊得不到好轉，可由專業(yè)店面進行清理工作。

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，常見故障及解決對策如下：

（1）驅動電機間歇性轉速過快故障及維修。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。解決辦法是更換內部控制器，簡單易解決。

（2）電機溫度過高及維修。電機溫度過高，是比較常見的故障，可能是電機籠型轉子斷條或繞線轉子線圈接頭松脫造成，也可能是因為電機額定電壓過低造成，還有可能是因為軸承磨損過大造成，針對這類故障，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升溫，需要調整電壓；如果電機籠型轉子斷條或繞線轉子線圈接頭松脫造成的電機升溫，可更替銅條轉子和鑄鋁轉子。當然也不排除一些其他的故障因素，針對不清楚的緣由，要及時去維修站進行檢修。

（3）驅動電機的旋轉變壓器故障及維修。故障通常表現(xiàn)為電機不能正常啟動，有時會是轉矩輸出較小。這個時候，切勿慌亂和焦躁，甚至是胡亂操作和維修，找準原因后，要先檢查控制器與電機的連接情況，確保正常后再審視其他原因，如果確定是控制器與電機的連接出現(xiàn)問題，則需要進行修復，維持穩(wěn)定連接和反應。如果在解碼電路中存在故障，則需要及時更換新的旋轉變壓器。

（4）驅動電機缺相故障及維修。這類故障主要表現(xiàn)為電機停頓、噪音大、電機溫度高，嚴重的話，還會引發(fā)警報。引發(fā)的緣由大概率是電機內部霍爾元件出現(xiàn)問題，一般每部驅動電機有三個霍爾元件，最好的辦法，是同時更換所有霍爾元件，確保無后顧之憂。

舉例說明：以下為北汽新能源EV160純電動汽車電機控制器電路圖，一旦出現(xiàn)故障，則可能會出現(xiàn)短路狀況，也可能會發(fā)出沉悶聲響，更嚴重的狀況下，還可能會導致車輛無法前行等等。面對這些狀況，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，同時識別電機與電機控制器對應的每一個連接插頭，始終向著使驅動電機正常運轉的目標，進行系統(tǒng)分析、逐步排查，還需結合換件驗證進行檢修，這樣就可發(fā)現(xiàn)故障點、探求到故障緣由，即可迅速解決故障問題，使得車輛恢復正常使用性能[4]。

圖2 北汽新能源EV 160純電動汽車電機控制器電路圖

3 電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)故障及維修總結與保養(yǎng)反思

通過以上論述，我們對電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)進行了深度探究，認知與了解該系統(tǒng)的同時，也對故障類型及相對應的維修策略進行了闡述和總結，總而言之，電機控制系統(tǒng)是電動汽車的核心部件，更是促成電動汽車最終行駛起來的最重要保障，需要多花費一些心思和精力將故障排查出來，并及時進行維修。除此之外，做好電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)的保養(yǎng)工作也至關重要。在電動汽車保養(yǎng)方面，當前主要流行兩種保養(yǎng)方案，分別為A級保養(yǎng)計劃和B級保養(yǎng)計劃，這兩種計劃一般交叉進行，會大大提升電動汽車驅動電機控制系統(tǒng)的功效并延長其使用壽命。

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

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

4 結束語

綜上所述，驅動電機控制系統(tǒng)作為電動汽車的動力輸出源頭，需要關注并且重視驅動電機系統(tǒng)的故障檢測及故障維修，只有這樣，才能確保電動汽車整體性能良好、使用壽命得到延長，可間接保障駕駛人的生命安全，因此，要綜合檢驗并確定故障，更要嚴謹維修、力所能及地維修，對于個人不能解決的故障，要及時尋求維修站的協(xié)助，確保電動汽車能夠正常行駛。

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

[2] 閆云敬.新能源電動汽車電機驅動系統(tǒng)的故障分析[J].內燃機與配件2020(01).

[3] 劉春暉.北汽E150EV驅動電機系統(tǒng)的結構與檢修[J].汽車維修與保養(yǎng),2020(06).

[4] 廖新鋒.北汽新能源純電動汽車驅動電機控制系統(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

U471.2

B

1671-7988(2021)02-161-03

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

2018年度廣西高校中青年教師基礎能力提升項目《基于區(qū)域性電動汽車動力系統(tǒng)故障分析及解決對策研究》（項目編號：2018KY1202）。