纯电动汽车驱动电机静态检测分析＊

张小兴

（云南交通运输职业学院，云南 昆明 650300）

引言

随着现代社会经济的快速发展，人们的生活水平和生活追求也越来越高，在国家大力推广新能源汽车的政策下，使得我国新能源汽车保有量迅速增长，特别是新能源汽车中的纯电动汽车，发展更是迅猛。但人们对纯电动汽车的了解还是不足，纯电动汽车售后维修服务人员服务跟不上，影响纯电动汽车的推广。为了确保纯电动汽车能够获得更好的发展，必须要了解纯电动汽车的结构、原理、维修检测知识，本文重点分析纯电动汽车的动力系统静态检测，希望售后维修人员更好的掌握纯电动汽车的维修知识，提高纯电动汽车的售后服务。

1 纯电动汽车驱动电机概述

纯电动汽车动力系统主要由驱动电机和变速箱组成。驱动电机根据冷却形式分风冷和水冷，根据结构分为直流有刷电机和直流无刷电机以及交流电机。现在很多的国产纯电动汽车使用的电机为交流无刷永磁同步电机（如图1为永磁同步电机），通过采集电机旋变信号进行工作。

图1 永磁同步电机实物

1.1 永磁同步电机

永磁同步电机主要由转子、定子绕组、转速传感器以及外壳、冷却等零部件组成（图2为永磁同步电机转子和定子实物图），在定子和转子中间还有一个比较小的空气隙。定子有比较充足的硬度和韧度，可以减少电动机运转时产生的铁耗。转子装有永磁材料，由叠片压制而成，材料有硅钢片、铜导条和铝等。

图2 永磁同步电机转子、定子

当车辆要行驶时，电机通过旋转变压器检测到电机的位置，位置信号通过控制器的处理，发送相关信号给控制器IGBT，逻辑信号控制IGBT开断，控制器输出的近似正弦波交流电。电机定子的三相绕组在正弦绕组下形成圆形的旋转磁场，驱动电机转子旋转，在旋转的过程，旋转变压器作为速度及位置检测，可以反馈给控制器进行监测，来准确控制电机的转速及位置[1]。

动力电机是纯电动汽车的唯一动力源，可向外输出扭矩，驱动汽车前进后退；同时也可以作为发电机发电（例如，在高坡下滑、高速滑行以及刹车制动过程中把势能或者动能通过电机转化为电能存储）。

1.2 旋转变压器

旋转变压器（简称旋变）是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正、余弦函数关系，这种旋转变压器又称为正余弦旋转变压器。旋转变压器用于运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感和测量用。永磁交流电动机的位置传感器，原来是以光学编码器居多，但这些年来，却迅速地被旋转变压器代替。可以举几个明显的例子，在家电中，不论是冰箱、空调、还是洗衣机，目前都是向变频变速发展，采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。

2 纯电动汽车驱动电机静态检测

2.1 驱动电机电路图

检测时，根据纯电动汽车驱动电机电路进行各数据的检测，如图3所示为比亚迪e6的驱动电机电路图。纯电动汽车驱动电机静态检测主要是测量驱动电机 UVW 相对电机壳体绝缘电阻值，测量驱动电机 UVW 相两两之间电阻值，测量旋变传感器励磁、正弦、余弦线圈电阻值，根据测量得到的数据和标准数据对比，从而确定电机的各部件是否存在故障。

图3 纯电动汽车电路图

2.2 检测工具及防护用品

动力电机检查检测工具有万用表、毫欧表、绝缘电阻测试仪、绝缘手套。

检测前，先进行工具的检查，检查工具的步骤：（1）目视检查万用表检测线外观有无破损、表针是否完好；（2）目视检查万用表外观有无损伤，旋动万用表量程调节旋钮，确定万用表可正常开机、选择量程；（3）连接万用表表红黑检测线，选择“欧姆”挡，短接红黑表表笔，观察万用表读数，显示为 0 欧，万用表可用；（4）目视检查毫欧表检测线外观有无破损、表夹是否完好；（5）目视检查毫欧表外观有无损伤，旋动毫欧表量程调节旋钮，确定毫欧表可正常开机、选择量程；（6）连接毫欧表 T+、T-检测线，并将表夹短接，先点击 STARTSTOP 键，再点击 ZERO 键，观察毫欧表读数，显示为 0 毫欧，毫欧表可用；（7）目视检查绝缘电阻测试仪检测线外观有无损伤，表针是否完好，鳄鱼夹是否完好；（8）目视检查绝缘电阻测试仪外观有无损伤，点击“ONOFF”键，确定绝缘电阻测试仪可以正常开机，点击上下键，确定绝缘电阻测试仪可以正常调节量程，点击“TEST”键，确定“TEST”键可以正常打开、关闭（亮起红色指示灯）；（9）佩戴绝缘手套，连接绝缘电阻测试仪检测线、表针，将绝缘电阻测试仪 量程调制“100V”挡，点击“TEST”键，绝缘电阻测试仪显示“OL”，红黑表笔短接，绝缘电阻测试仪显示“0.0MΩ”，绝缘电阻测试仪可用。

2.3 驱动电机静态检测

2.3.1 测量驱动电机 UVW 相对电机壳体绝缘电阻值

测量前先拆卸电机三相绕组电源输入接口盖板。先拆掉4颗电机接口盖板固定螺栓，然后取下电机接口盖板。使用绝缘电阻测试仪分别测量驱动电机UVW相对电机壳体绝缘电阻值。测量时，将绝缘电阻测试仪红表笔接电机U相接口，黑表笔接壳体（如图4所示），点击测试键或红表笔上的白色按钮读数，大于20MΩ代表绝缘良好，并记录（标准值为20MΩ以上）。依照上面的测试方法，测量电机VW相绝缘阻值（自减速器侧开始依次为 UVW）并记录[2]。

图4 驱动电机三相绕组绝缘测量

2.3.2 测量驱动电机 UVW相两两之间电阻值

使用毫欧表测量驱动电机UVW相两两之间电阻值，测量时，将毫欧表表夹夹在电机U 相、V相上，电机START键读数，并记录。依次测量电机U相和W相、V相和W相电阻值，并记录。比较测量数值，任意两相电阻值在 25mΩ±5mΩ区间内，且三组数值相差在2mΩ以内，电机绕组阻值正常（标准值为25mΩ左右）。

2.3.3 测量旋变传感器励磁电阻值

使用万用表测量旋变传感器励磁线圈电阻值，测量时，将万用表红表笔接励磁+，黑表笔接励磁-，记录万用表读数（如图5所示为电机旋变传感器引出线路示教板），在8Ω±2Ω之间，励磁线圈正常，并记录（励磁线圈标准电阻值为8Ω左右）。

图5 旋变传感器励磁电阻值测量

2.3.4 测量旋变传感器正弦电阻值

使用万用表测量旋变传感器正弦线圈电阻值，测量时，将万用表红表笔接正弦+，黑表笔接正弦-，记录万用表读数（如图6所示为电机旋变传感器引出线路示教板），在16Ω ±2Ω之间，正弦线圈正常（正弦线圈标准电阻值为16Ω左右）。

图6 旋变传感器正弦电阻值测量

2.3.5 测量旋变传感器余弦电阻值

使用万用表测量旋变传感器余弦线圈电阻值，测量时，将万用表红表笔接余弦+，黑表笔接余弦-，记录万用表读数（如图7所示），在14Ω±2Ω之间，余弦线圈正常（余弦线圈标准电阻值为14Ω左右）。

图7 旋变传感器余弦电阻值测量

2.3.6 测量驱动电机绕组温度传感器电阻值

使用万用表测量驱动电机绕组温度传感器电阻值， 测量时，将万用表红表笔接温度+，黑表笔接温度-，记录万用表读数（如图8所示），常温状况下，数值在 80kΩ～120kΩ之间，温度传感器正常（驱动电机绕组温度传感器标准电阻值为80kΩ-120kΩ）[3]。

图8 驱动电机绕组温度传感器电阻值测量

3 结语

新能源汽车是我国汽车行业未来发展的重要趋势，加强新能源汽车的推广有利于缓解我国的能源危机，保护我国的生态环境，促使我国汽车产业的健康、可持续发展。纯电动汽车的驱动电机的静态检测只是整个故障检测的一个点，故障诊断需要先检查车辆功能，确认故障现象，并且根据对车辆的了解，初步分析造成故障发生的可能原因有哪些。然后通过诊断设备、诊断数据、技术资料提供的信息，进行检测，并根据检测数据与结果，查找到最终原因。最终完成车辆的修复。车辆故障诊断能力最能体现专业维修人员技术水平，只有提高维修技术人员的技术水平，才能提高纯电动汽车的售后服务质量。