电动汽车驱动系统常见故障与排除方法分析

张治国

摘 要：我国是汽车使用大国，新能源汽车在当前受到人们的欢迎，电动汽车和以往的汽车系统结构相比，在一些方便有着不同，这对新能源汽车故障维修提出了新的要求。电动汽车系统中驱动系统是比较重要组成，该驱动系统对电动汽车行驶的安全有着直接影响，所以提高驱动系统故障处理的质量和效率比较重要。本文就电动汽车驱动系统中高压绝缘以及高压互锁故障进行阐述，提出相应故障排除的方法，能为实际故障处理提供参考依据。

关键词：电动汽车;驱动系统;故障排除

燃油汽车是运用12V给车内电气供电，不容易发生触电事故，而电动汽车是采用动力电池来提供动力驱动电动机，所以汽车高压蓄电池输出电压超过安全电压。绝缘如果发生损坏，就比较容易造成触电事故。驱动系统中高压互锁系统是比较重要的，高压互锁是采用低压信号监视高压回路完整性的安全设计方法，运用低压信号检查电动汽车和高压线相连的组件，以及对高压系统回路电气连接的连续以及完整性进行检查。所以高压互锁系统的安全显得比较重要，这是保障电动汽车安全稳定运行的要素。

1 电动汽车驱动系统主要特征和构成

1.1系统特征

电动汽车驱动系统有着鲜明的特征，体现在几个重要层面，电动汽车电驱动系统和内燃机汽车有着根本性不同，由于电动汽车对驱动系统要求比较高，驱动系统要符合相应的要求，瞬时功率比较大，短时过载的能力强，满足爬坡和加速需要【1】。驱动系统调速的范围比较宽，实际运行中全部速度范围以及负载范围中，有比较高效率，在电机所有工作范围内综合效率比较高，尽量提升电动汽车续航里程。电动汽车的驱动系统可靠性比较高，使用也比较简便，功率密度高，质量轻，体积小，这对保障电动汽车的使用性能有着积极意义。

1.2系统构成

电动汽车驱动系统是多个部分构成的，如：①驱动电机;②变速器;③功率变换器;④电子控制器。不同的构成部分发挥的作用不同，电子控制器也就是电动机调速控制装置，是变速以及方向变换设置，控制电动机电压以及电流，从而完成电动机驱动转矩以及旋轉方向。早期电动汽车上直流电动机调速，采用的是串接电阻，改变电动磁场线圈匝数实现，调速有级，产生附加能量消耗以及使用电动机结构复杂，当前应用较少【2】。现阶段的电动汽车应用比较广的是晶闸管斩波调速，匀速改变直流电动机端电压，控制电机电流，实现电动机无极调速。驱动电机重要系统组成，现阶段的电池容量比较小，在电力电子技术不断发展下，大规模集成电路以及计算机技术迅速发展和新材料出现，机电一体化交流驱动系统显示了其优越性，驱动系统的效率比较高，驱动力大，交流驱动系统更多的在电动汽车当中应用，电动汽车中主要是运用永磁同步电机驱动系统，开关磁阻电机驱动系统等。功率变速器也是重要组成，功率转换器技术发展目标需要达到高功率密度以及高效，功率变换器常见的为三相全桥拓扑结构，电压型逆变器研究比较多，控制方式是PWM调制占主流。

2 电动汽车驱动系统高压绝缘和高压互锁故障及排除

2.1高压绝缘故障及排除

2.1.1故障检测原理

高压绝缘故障检测要明确检测原理，电动汽车的电动驱动系统，是构成高压系统重要部分，动力电池是通过电缆以及电机控制器输入端相连，电机控制器的内部是铜排构成直流母线电路，电机控制器输出端和电机三相电缆相连。定子绕组在电机内相连，能把电机侧三相电缆对地绝缘电阻等效成绝缘电阻【3】。通过电桥测量的方法来对绝缘电阻检测，高压系统启动后动力电池接入主电路，高压系统处在待机状态，电机此时是不工作的，不用考虑电机侧绝缘状态。高压绝缘故障检测中对直流侧以及交流侧对地绝缘检测，电驱动系统运行中，动力电池系统以及电机和控制器处在工作状态，这一状态下需要对高电压系统绝缘性能在线监测，此时直流侧以及交流侧绝缘电阻关系和系统静态时候不同。零矢量状态检测能降低绝缘检测难度，有效实现电机侧绝缘状态监测。

2.1.2故障排除方法

电动汽车驱动系统高压绝缘故障的排除，需要相应故障检修人员明确故障类型，找到故障原因，电动汽车是电池为动力来驱动车辆运行的，动力电池输出电压大部分是在DC/72V—DC/600V间，甚至会更高【4】。人体安全电压通常是不致使人直接致死致残的电压，通常环境条件下允许持续接触的安全特地电压是DC/36V，电动汽车动力电池输出的直流电区间超过安全电压，所以国家的电动汽车安全要求标准对触电防护有明确要求，涉及到绝缘电阻值最低要求。故障排除中，要能结合具体故障的状况，采取针对性方式应对。

高压绝缘故障的排出中，结合故障表现，有不同的故障类型，排除中相关工作人员需要依照步骤操作，车辆仪表如果能正常显示，正确反映是不是存在故障，说明绝缘监测系统自身是正常工作的。车辆仪表如果是显示绝缘没有连接，就要检查低压控制线路的状况，是否低压线束插接件插针松脱以及扭曲造成连接失效问题发生。对于低压连接线问题排除中，要排除CAN总线通信故障，检查终端电阻值是不是正常【5】。而在车辆的组合仪表有明确显示存在故障的时候，说明车辆绝缘故障发生在高压回路，高电压部件发生绝缘电阻低的状况，就要对高压部件检查，这一绝缘检测系统不能对绝缘故障点定位，要人工逐步排查。

2.2高压互锁故障及排除

高压互锁故障发生后要及时排除，不同的故障排除的方法不同，如线路插头虚插的故障进发生后，作为常见故障，在对故障排查中就要对低压电池电压精确检验分析，查看是不是达到13.8V标准，出现的其他功率数据就是有故障。也要注重对高压互锁回路线束检测，接插如果存在不合理之处，就要及时进行干预。线路虚插的判断要建立在实践检验基础上。另外，对于PTC故障的排除，要多观察，查看PTC是不是完整，运行状况如何，通常该故障容易发现，和其内部结构简单不无关系，通过肉眼就能发现故障【6】。为能保障故障检验正确，通过相应工具运用比较重要，发现故障后要马上维修维护，保障PTC价值充分发挥出来。除此之外，对于动力电池包故障的排除中，以磷酸铁锂电池特点动力电池包为例，分析后发现有十三个电池模组，是串联方式连接的，通过专业设备测试发现电压输出电流保持在633.6V上下，检验电池包的内部结构发现了具备4个接触器，通过故障分析酌情把电池负极断开，启动导线连接器，把四合一控制器端盖拆卸处理连接负极，降低风险发生率。

3 结语

总之，为能有效保障电动汽车驱动系统应用的安全，在实践当中要结合不同故障类型进行应对。此次对电动汽车驱动系统故障中的高压绝缘故障以及高压互锁故障进行了探究，提出了相应的应对策略，这对实际故障处理能起到积极作用，有助于促进新能源电动汽车驱动系统良好运行。

参考文献：

[1]王学军，张坤，刘玉振.电动汽车驱动电机系统故障分析[J].汽车实用技术，2020，45（23）：183-185.

[2]乔俊叁.电动汽车驱动系统常见故障及其排除方法[J].时代农机，2020，47（06）：17-18.

[3]张晶.电动汽车驱动系统故障分析[J].湖北农机化，2019（21）：83.

[4]闫云敬.电动汽车驱动系统故障诊断方法分析[J].产业与科技论坛，2019，18（02）：35-36.

[5]岳姗.浅析混合动力电动汽车电机驱动系统的故障诊断[J].内燃机与配件，2018（08）：162-163.

[6]曹砚奎，王超.电动汽车驱动系统常见故障及其排除方法[J].汽车电器，2018（02）：73.