閆云敬

摘要：汽車(chē)是人類一項(xiàng)偉大的發(fā)明，給人們的日常出行帶來(lái)了便利，深受人們的喜愛(ài)。然而傳統(tǒng)的汽車(chē)主要是以石油為燃料，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的，其的尾氣排放很容易造成大氣的污染，人們逐漸認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，開(kāi)始研發(fā)新能源汽車(chē)。新能源汽車(chē)以其環(huán)保、良好的動(dòng)力性能及高效方便等優(yōu)點(diǎn)，受到人們的青睞。新能源汽車(chē)的發(fā)展成為汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，但是如今在新能源汽車(chē)的研發(fā)中還存在一些問(wèn)題，需要加強(qiáng)對(duì)新能源汽車(chē)的檢測(cè)和診斷具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：新能源電動(dòng)汽車(chē);電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);故障分析

0? 引言

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，加大了對(duì)環(huán)境和資源的保護(hù)力度，致使更多的科技工作者投入到了科技創(chuàng)新、節(jié)能減排的產(chǎn)品研發(fā)當(dāng)中，在這種大背景下，新能源電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)成功并逐漸的進(jìn)入到了人們的生活當(dāng)中，給人們帶來(lái)了便利，很大程度上解決了人們代步工具的污染問(wèn)題。在新能源動(dòng)力汽車(chē)的整車(chē)中，電機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)最核心的部分，控制著整個(gè)車(chē)輛的動(dòng)力性能，而汽車(chē)電機(jī)控制中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷工作是非常重要的工作內(nèi)容，直接影響著新能源電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)和生產(chǎn)，直觀的體現(xiàn)了新能源汽車(chē)所運(yùn)用到的最高、創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)水平。新能源電動(dòng)汽車(chē)在我國(guó)發(fā)展比較晚，研發(fā)技術(shù)還比較有限，在汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷問(wèn)題上還存在一定的局限，需要更進(jìn)一步的探索和研究。

1? 新能源電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)種類的簡(jiǎn)述

依據(jù)新能源電動(dòng)汽車(chē)兩個(gè)或者多個(gè)能同時(shí)與轉(zhuǎn)動(dòng)的單個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)之間動(dòng)力聯(lián)合位置的不同，還可以劃分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種形式。串聯(lián)式系統(tǒng)是指發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)處于同一條動(dòng)力傳輸路線上，發(fā)電機(jī)發(fā)電是由發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)的，產(chǎn)生的電能用來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，汽車(chē)才能夠正常的行駛起來(lái)。并聯(lián)式混合動(dòng)力具有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)，這兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既可以獨(dú)立工作，也可以相互協(xié)調(diào)，配合工作，對(duì)汽車(chē)進(jìn)行共同驅(qū)動(dòng)?；炻?lián)模式，是建立在并聯(lián)模式之上，再安裝一個(gè)發(fā)電機(jī)即可完成。

一般來(lái)講，新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)主要依靠的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，主要包含5種類型：其一，最開(kāi)始應(yīng)用的是直流電機(jī)，該控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是簡(jiǎn)便，使用比較簡(jiǎn)單;劣勢(shì)是體積大、質(zhì)量大、效率偏低，被廣泛的應(yīng)用在早期的新能源電動(dòng)汽車(chē)上。其二，隨后出現(xiàn)的就是交流感應(yīng)電機(jī)，包含有同步電機(jī)和異步電機(jī)兩種。其三，永磁無(wú)刷電機(jī)，該電機(jī)的優(yōu)勢(shì)是功率密度與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，可以在高速區(qū)實(shí)現(xiàn)弱磁調(diào)節(jié)，并能夠體現(xiàn)快速和便捷的優(yōu)勢(shì)，有力的提高了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能。其四，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，這種電機(jī)的優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)成本較低，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不再?gòu)?fù)雜，能夠?qū)崿F(xiàn)寬范圍的調(diào)速，劣勢(shì)也非常明顯，能量轉(zhuǎn)換密度偏低，而且噪聲也比較偏大。其五，永磁同步電機(jī)，該類型的電機(jī)優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕便、具備較強(qiáng)的控制性能、工作效率高、整體性能是非常優(yōu)秀的。

2? 新能源汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷內(nèi)涵分析

所謂的汽車(chē)故障診斷，主要是指汽車(chē)內(nèi)部的行駛性能變差，有些性能喪失，不具備工作能力，對(duì)汽車(chē)整體或者部分零部件進(jìn)行檢測(cè)和查驗(yàn)，從而確定汽車(chē)的真實(shí)技術(shù)狀況、確定汽車(chē)發(fā)生故障的部位和原因，并作出準(zhǔn)確的判斷和分析。

在新能源電動(dòng)汽車(chē)剛剛起步發(fā)展的時(shí)候，汽車(chē)故障的診斷主要依靠工人的經(jīng)驗(yàn)，有豐富維修經(jīng)驗(yàn)的個(gè)人只要通過(guò)耳朵聽(tīng)聲音，用眼睛來(lái)觀察，用手來(lái)觸摸就可以準(zhǔn)確的找到故障發(fā)生的部位和故障發(fā)生的原因。當(dāng)然，工人也可以借助萬(wàn)用表等專業(yè)的工具，協(xié)助開(kāi)展汽車(chē)故障診斷工作，很大程度上提高了汽車(chē)診斷的效率和準(zhǔn)確性。隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，很多新能源汽車(chē)都配備了故障的自診斷系統(tǒng)，利用故障解碼儀，就可以知曉發(fā)生故障的部位，極大的提升了汽車(chē)故障診斷的效率和準(zhǔn)確性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，而汽車(chē)故障診斷也在朝著智能化的方向發(fā)展，將有力推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展。

3? 新能源電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障檢修

某品牌生產(chǎn)的EV160新能源純電動(dòng)汽車(chē)，整車(chē)型號(hào)為： BJ7000B3D5-BEV，電機(jī)型號(hào)為 ：TZ20S02，電池型號(hào)為：29/135/220-80Ah，電池工作電壓為320V。該輛汽車(chē)現(xiàn)在記錄的已行駛0.76萬(wàn)km，現(xiàn)在汽車(chē)無(wú)法行駛，儀表板上面的故障燈常亮、報(bào)警音鳴叫不止;當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)汽車(chē)電機(jī)會(huì)發(fā)出沉悶的“咔、咔”聲。

3.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)工作原理

在新能源電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，由汽車(chē)的控制器發(fā)出命令，控制單元將命令傳送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)作出輸出動(dòng)作。如圖1所示，控制器主要的功能是將輸入的直流電逆變成三相交流電，三相交流電的電壓、頻率是可調(diào)節(jié)的，供給配套的三相交流永磁同步電機(jī)使用。

駕駛員將自己的意圖通過(guò)整車(chē)控制器（VCU）發(fā)出指令，電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)控制器接到指令后作出反饋，從而能夠?qū)崟r(shí)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的前行、倒車(chē)、停車(chē)等動(dòng)作。

3.2 汽車(chē)檢修過(guò)程

檢修前準(zhǔn)備好電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制器（MCU）的電路圖（如圖2所示），然后跟實(shí)車(chē)狀況對(duì)照，將連接在控制器上的每個(gè)插頭一一對(duì)應(yīng)好，最后檢修人員按照以下幾個(gè)方面對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行檢查：

①讀取汽車(chē)顯示的故障碼。讀取后診斷儀器并沒(méi)有檢測(cè)出明確的故障點(diǎn)，也沒(méi)有給出明確的故障原因指向，這就需要檢修人員對(duì)汽車(chē)進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

②檢測(cè)汽車(chē)的高壓系統(tǒng)的電壓情況。檢修人員用萬(wàn)用表檢查高壓電池來(lái)電情況，經(jīng)過(guò)電壓檢測(cè)后得到電壓結(jié)果為0.1V，這表明高壓系統(tǒng)下電正常。

③檢查汽車(chē)電機(jī)控制器MCU工作是否正常。首先將汽車(chē)的高壓系統(tǒng)進(jìn)行斷電，然后再使用萬(wàn)用表、兆歐表等儀器對(duì)MCU進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比后發(fā)現(xiàn)并無(wú)異常。

④檢測(cè)電機(jī)控制器的電源保險(xiǎn)。使用萬(wàn)用表測(cè)量電機(jī)控制器保險(xiǎn)與繼電器盒，測(cè)得保險(xiǎn)絲電阻值的為0.2Ω，結(jié)果屬于正常。（圖2）

⑤檢測(cè)對(duì)照旋轉(zhuǎn)變壓器各個(gè)繞組阻值及其波形狀況。1）使用儀器檢測(cè)MCU低壓插件端子的電阻值并與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比后顯示結(jié)果正常。2）使用示波器通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變插件（圖3）測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器各個(gè)繞組波形，發(fā)現(xiàn)A與B端子、C與D端子之間的波形都符合標(biāo)準(zhǔn)情況;但是，E與F端子之間的波形調(diào)取不出來(lái)。3）用萬(wàn)用表測(cè)量端子E與車(chē)身搭鐵之間的電阻值，得到電阻值為0.96Ω，與標(biāo)準(zhǔn)值比對(duì)后確定是線束對(duì)地短路。

3.3 排除故障

由于旋轉(zhuǎn)變壓器的線束端子E與車(chē)身搭鐵出現(xiàn)短路情況，這致使旋轉(zhuǎn)變壓器的工作異常，旋轉(zhuǎn)變壓器工作不正常，電動(dòng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，所以會(huì)出現(xiàn)總是感覺(jué)要起動(dòng)但是汽車(chē)卻無(wú)法正常運(yùn)行前行并伴有沉悶的奇怪起動(dòng)聲音。在與車(chē)主講解故障原因并征得車(chē)主同意后將低壓線束更換后試車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)可以正常的起動(dòng)運(yùn)行。然后連接解碼儀，將原來(lái)的汽車(chē)故障碼消除，再次讀取故障碼，儀器顯示正常，故障消除。

4? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，面對(duì)我國(guó)日益嚴(yán)峻的環(huán)保問(wèn)題和能源消耗問(wèn)題，國(guó)家發(fā)出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略號(hào)召，節(jié)能減排成為社會(huì)發(fā)展的共識(shí)。對(duì)著汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展，新能源電動(dòng)汽車(chē)憑借著其強(qiáng)大的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，逐漸受到了大眾的關(guān)注。在電動(dòng)汽車(chē)中，電機(jī)是非常重要的組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響著電動(dòng)汽車(chē)的使用體驗(yàn)，因此，加強(qiáng)對(duì)新能源電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷，成為非常重要而核心的任務(wù)，需要加以重視并加大研發(fā)的力度。

參考文獻(xiàn)：

[1]于海芳，劉志強(qiáng)，崔淑梅.電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障與失效模式分析[J].電力電子技術(shù)，2011，45（12）：69-71.

[2]譚建蓉，羅鈴霖，龍?jiān)?，賈晉.電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電磁干擾分析與優(yōu)化研究[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（08）：76-79.

[3]雷鈞，王茹，李懷珍，冉靜嫻.電動(dòng)汽車(chē)用永磁同步電機(jī)在線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電機(jī)與控制應(yīng)用，2019，46（08）：105-109.

[4]袁月，張傳偉，李鵬偉，馮婧，馮曉?shī)?，侯湘怡，王新?輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（13）：21-23.