關(guān)鍵詞：新能源汽車；驅(qū)動電機；控制技術(shù)；故障診斷

0 前言

近年來，新能源汽車受到廣泛關(guān)注。相較于傳統(tǒng)燃油汽車，新能源汽車不僅具備零排放、低噪聲等優(yōu)勢，還能減少對有限石化資源的依賴，從而實現(xiàn)能源的可再生利用。在新能源汽車領(lǐng)域，電機驅(qū)動技術(shù)是其核心的控制技術(shù)，對于提高車輛性能至關(guān)重要。電機驅(qū)動技術(shù)是指將電機作為動力源，通過控制電機的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出，實現(xiàn)車輛的加速、制動、巡航等功能。傳統(tǒng)燃油汽車采用內(nèi)燃機作為動力源，而新能源汽車以電機驅(qū)動技術(shù)為核心，使得車輛的驅(qū)動方式發(fā)生了革命性的變化。電機驅(qū)動技術(shù)主要包括直流電機驅(qū)動、交流電機驅(qū)動、永磁同步電機驅(qū)動等。其中，永磁同步電機由于其高效率、高功率密度、快速響應(yīng)等優(yōu)勢，成為新能源汽車中最常用的電機類型。同時，電機驅(qū)動技術(shù)控制策略也在不斷創(chuàng)新，以滿足不同車輛和駕駛場景的需求。通過優(yōu)化電機的控制策略，可實現(xiàn)電機的高效驅(qū)動和動力輸出，提升新能源汽車的性能和續(xù)航里程，如采用先進的調(diào)速控制算法可以有效降低電機的能量損耗，提高整車的能源利用率。另外，在制動過程中，采用能量回收和再利用技術(shù)將制動能量轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，從而延長電池的使用壽命［1］。

1 電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本工作原理

電機驅(qū)動系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)中最常見的動力傳動方式，是指將電能轉(zhuǎn)化為機械能，從而驅(qū)動各種設(shè)備和機械的系統(tǒng)。電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本工作原理涉及到電機、電源、控制器3 個主要部分。電機是電機驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件，負責將電能轉(zhuǎn)化為機械能，根據(jù)其工作原理可分為直流電機和交流電機2 種。直流電機通過直流電源提供的電壓和電流產(chǎn)生磁場，進而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩；交流電機則利用交流電源提供的交變電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。不同類型的電機在結(jié)構(gòu)和原理上存在差異，但均通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生力矩，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。對于直流電機，電源通常是直流電池或直流電源；而對于交流電機，電源則是交流電源，通過提供電壓和電流來激勵電機，使其能正常運轉(zhuǎn)。不同類型的電機需要不同的電源參數(shù)，如電壓、頻率、電流等，所以在設(shè)計電機驅(qū)動系統(tǒng)時要根據(jù)電機要求選擇合適的電源?？刂破髫撠煴O(jiān)測和調(diào)節(jié)電機的工作狀態(tài)，使其按照預定的要求運行?？刂破骺梢酝ㄟ^各種傳感器獲得電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和位置等信息，并據(jù)此來調(diào)節(jié)電機的功率輸出和轉(zhuǎn)速?？刂破鬟€可以根據(jù)外部輸入信號實現(xiàn)對電機的啟停、正反轉(zhuǎn)、速度調(diào)節(jié)等功能?，F(xiàn)代電機驅(qū)動系統(tǒng)通常采用微處理器、可編程邏輯控制器（PLC）等作為控制器，實現(xiàn)高精度控制［2］。

2 新能源汽車驅(qū)動電機故障分析

2. 1 驅(qū)動電機過熱

新能源汽車在實際行駛過程中會產(chǎn)生大量熱量，如果溫度超過40 ℃甚至60 ℃，就有可能導致電機漆包線絕緣失效，引發(fā)短路和電機損壞等問題。經(jīng)過對電動車電機過熱故障進行分析后發(fā)現(xiàn)原因有以下幾種：首先是溫度傳感器故障，溫度傳感器是監(jiān)測電機溫度的關(guān)鍵設(shè)備，當溫度傳感器出現(xiàn)故障時，無法準確獲取電機的溫度信息，導致控制系統(tǒng)誤判，從而引發(fā)過熱故障，此時需要對溫度傳感器進行修復，或者更換新的傳感器；其次是冷卻系統(tǒng)故障，冷卻系統(tǒng)是保證電機正常工作的重要組成部分，當冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，無法及時將電機產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，導致電機溫度升高，從而引發(fā)過熱故障，這種情況下需要檢查冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確保冷卻液循環(huán)暢通、冷卻風扇正常運轉(zhuǎn)，以及確認散熱器是否有堵塞等問題；最后是電機控制算法的設(shè)計不合理，電機控制算法是驅(qū)動電機控制系統(tǒng)的核心，對于電機的控制和保護起著至關(guān)重要的作用，如果電機控制算法設(shè)計不合理，可能導致電機長時間在高負荷狀態(tài)下工作，無法被有效冷卻，從而引發(fā)過熱故障，此時需要優(yōu)化控制算法，確保電機在工作過程中能得到冷卻保護［3］。

2. 2 電機工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)

隨著人們環(huán)保意識的日益提高，我國對燃油車實施了一系列嚴格的汽車尾氣排放標準，新能源汽車逐漸成為汽車市場的主流。在新能源汽車中，驅(qū)動電機控制技術(shù)起著至關(guān)重要的作用，電機工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)是保證電機正常運行的關(guān)鍵。然而，在實際使用過程中，該系統(tǒng)可能會出現(xiàn)故障。第一，傳感器故障。電機工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)通常依賴于傳感器來實時監(jiān)測電機的工作溫度，但由于傳感器長期在高溫、高濕等惡劣環(huán)境下工作，其可靠性可能受到影響，一旦傳感器出現(xiàn)故障，可能導致無法準確測量電機的溫度，進而影響電機的正常工作。第二，控制算法故障。電機工作溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)中的控制算法是保證電機工作溫度穩(wěn)定的關(guān)鍵。通過對電機的工作狀態(tài)進行監(jiān)測和分析，控制算法可以實時調(diào)節(jié)電機的輸出功率，維持電機工作溫度在合理范圍內(nèi)。如果算法設(shè)計不當，或者軟件系統(tǒng)開發(fā)錯誤，控制算法可能會出現(xiàn)故障，導致無法正確控制電機的工作溫度。因此，在開發(fā)和使用控制算法時，應(yīng)進行充分測試，確保其穩(wěn)定性。第三，冷卻系統(tǒng)故障。如果電機繞組溫度一直處于160 ℃以上，則永磁體會出現(xiàn)磁退，在車輛加速時冷卻系統(tǒng)可能會出現(xiàn)故障，如冷卻液泄漏、風扇故障等［4］，如果冷卻系統(tǒng)無法正常工作，電機工作溫度無法得到有效控制，從而可能導致電機過熱，甚至損壞。溫度傳感器在不同溫度下的電阻值見表1。

2. 3 新能源汽車旋變信號故障

旋變信號是指車輛驅(qū)動電機控制系統(tǒng)中的輸入信號，用于監(jiān)測車輛的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，從而實現(xiàn)對電機的精確控制。然而，在實際使用過程中，新能源汽車的旋變信號可能會出現(xiàn)故障，導致驅(qū)動電機控制系統(tǒng)無法準確獲取車輛的轉(zhuǎn)向角度信息。在驅(qū)動電機控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向角度是重要的參數(shù)，直接影響到電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制，如果旋變信號出現(xiàn)故障，如信號傳輸線路受損或者傳感器故障，驅(qū)動電機控制系統(tǒng)將無法準確獲取車輛的轉(zhuǎn)向角度信息，導致電機控制失效。在這種情況下，駕駛員可能無法正常操控車輛，甚至會造成交通事故。同時，轉(zhuǎn)速是衡量驅(qū)動電機運行狀態(tài)的重要指標，也是控制電機輸出功率和轉(zhuǎn)向的關(guān)鍵參數(shù)。如果旋變信號出現(xiàn)故障，如傳感器損壞、信號干擾等，驅(qū)動電機控制系統(tǒng)將無法準確獲取車輛的轉(zhuǎn)速信息，導致電機控制失效。在這種情況下，電機可能無法按照預期的方式工作，進而影響車輛的安全性。另外，在驅(qū)動電機控制系統(tǒng)中，旋變信號是重要的輸入?yún)?shù)，直接影響到電機控制算法的執(zhí)行和電機輸出功率。如果旋變信號出現(xiàn)故障，如信號失真、延遲，驅(qū)動電機控制系統(tǒng)將無法準確控制電機的輸出功率，導致電機控制失效。在這種情況下，電機可能會出現(xiàn)異常噪聲、振動、過熱等問題，影響車輛的穩(wěn)定性［5］。

3 新能源汽車驅(qū)動電機故障處理

3. 1 設(shè)備和安全防護準備

在驅(qū)動電機故障處理方面，工作人員需準備扳手、螺絲刀、電壓表等基本工具，進行簡單的檢修、維護工作。針對較為復雜的故障，工作人員要準備專業(yè)的儀器設(shè)備，如電流表、振動分析儀等，對其進行故障診斷。由于新能源汽車的驅(qū)動電機是采用高電壓的方式來保證高功率需求，工作人員在處理故障時須格外小心，先要確保電源已經(jīng)切斷，并采取相應(yīng)的安全措施，如戴上絕緣手套、穿戴絕緣鞋等，注意故障處理過程中的防火防爆措施，尤其是在電池組附近操作時需要謹慎。此外，工作人員需遵循相關(guān)的操作規(guī)程和標準，嚴格按照步驟進行操作，避免因操作錯誤而造成危險。隨著新能源汽車技術(shù)不斷發(fā)展，驅(qū)動電機技術(shù)也在不斷更新，為了更好地處理故障，工作人員要及時了解最新的技術(shù)知識，掌握最新的故障處理方法，提高自身專業(yè)水平［6］。

3. 2 電機溫度過熱故障處理

新能源汽車驅(qū)動電機在長時間高速運行過程中會發(fā)生電機溫度過熱故障。當驅(qū)動電機溫度升高至超過正常范圍時，車輛會發(fā)出警告信號，提醒駕駛員注意，此時駕駛員應(yīng)立即停車并檢查電機的溫度情況，可以通過觀察儀表盤上的溫度表、電腦顯示屏上的溫度數(shù)據(jù)，判斷電機是否過熱，并利用紅外線測溫儀對電機進行測量，確保準確判斷電機溫度是否超標。一旦發(fā)現(xiàn)電機過熱故障，駕駛員應(yīng)立即停車，并關(guān)閉電機，避免給電機造成進一步危害；再將車輛停放在陰涼處，打開散熱器、空調(diào)或者車窗，以增強散熱效果，降低電機溫度，如果條件允許，駕駛員可使用冷卻劑來冷卻電機，部分新能源汽車配備有專門的冷卻系統(tǒng)，可通過噴灑冷卻劑來降低電機溫度。另外，為了避免發(fā)生電機過熱故障，駕駛員應(yīng)定期對電機進行維護檢查，保持電機周圍的通風良好，避免灰塵和雜物堆積；定期更換電機冷卻液，并確保冷卻系統(tǒng)正常工作；定期檢查電機的散熱器和風扇是否正常運轉(zhuǎn)，確保其散熱效果良好；在長時間高速運行后，駕駛員應(yīng)注意電機的冷卻時間，避免連續(xù)高溫運行導致電機過熱［7］。

3. 3 旋轉(zhuǎn)變壓器故障處理

在日常使用中，如果發(fā)現(xiàn)電動汽車的性能下降、加速度減慢、噪聲增大等異常情況，很可能是旋轉(zhuǎn)變壓器出現(xiàn)了故障，駕駛員應(yīng)及時停車檢查，有利于及早發(fā)現(xiàn)問題。此外，定期的維護保養(yǎng)能有效避免發(fā)生潛在的安全故障。如果發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器存在故障，應(yīng)進行詳細排查，找出故障原因。故障原因主要包括溫度過高導致的絕緣損壞、軸承磨損、線圈短路等。對于這些故障，工作人員需仔細觀察、測量和測試，準確找出故障原因。在處理旋轉(zhuǎn)變壓器故障時，工作人員要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施。例如：針對溫度過高導致的絕緣損壞問題，考慮增加散熱裝置或者降低負載；對于軸承磨損問題，應(yīng)進行軸承潤滑；對于線圈短路問題，可以進行線圈修復。在處理故障時，工作人員要遵循專業(yè)的技術(shù)標準，確保操作安全可靠［8］。

4 結(jié)論

綜上所述，本研究通過對新能源汽車和電機驅(qū)動控制技術(shù)進行深入研究，得出了以下結(jié)論：

（1） 電機驅(qū)動技術(shù)是新能源汽車的核心控制技術(shù)，直接影響新能源汽車的性能、效率和安全性。因此，進一步研究高效的電機驅(qū)動技術(shù)對于推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

（2） 目前，新能源汽車的電機驅(qū)動系統(tǒng)在效率和控制精度方面仍存在改進空間。因此，工作人員要進一步研究新的電機驅(qū)動技術(shù)，提高驅(qū)動系統(tǒng)的能量利用率和控制精度，提升新能源汽車的性能。

（3） 在新能源汽車中，電機驅(qū)動系統(tǒng)包括電機、電池、控制器等部件，結(jié)構(gòu)較為復雜。因此，需要注重各部件之間的協(xié)同工作，優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能和效率。同時，還需考慮驅(qū)動系統(tǒng)與車輛其他部分的匹配問題，確保整個車輛的協(xié)調(diào)運行。