纯电动汽车轮毂电机故障诊断与维修分析

陈丹 刘良 刘福华

(宜宾职业技术学院 644000)

纯电动汽车轮毂电机故障诊断与维修分析

陈丹 刘良 刘福华

(宜宾职业技术学院 644000)

汽车现在已经成为生产生活重要交通设备，生产制造技术也在不断更新，尤其是电动汽车生产数量持续增加，已经由研发阶段进入到量化生产阶段。为提高电动汽车运行可靠性，需要对轮毂电机常见故障原因进行分析，应用有效技术进行诊断，最终选择合适措施进行维护，及时消除故障，避免造成更进一步的影响，本文就此进行了简单分析。

电动汽车；轮毂电机；故障诊断

对于纯电动汽车来讲，在轮毂电机故障诊断与维护技术的选择上，与传统汽车维修差异较大。为提高维修效果，还需要从专业角度出发，结合纯电动汽车特点，选择有效技术维护处理，避免故障对汽车运行状态的影响。

1 纯电动汽车轮毂电机驱动系统分析

轮毂电机驱动系统为新型电机驱动方式，布置灵活性高，以车辆驱动方式为依据，可以设置在汽车两后轮、两前轮或者四个车轮轮毂内。与传统内燃机汽车以及其他驱动形式电动汽车相比，轮毂电机驱动式汽车在底盘结构、动力源配置等方面具有更大优势。

例如，电动汽车车轮却动力可实现独立控制，响应速度快，正反转灵活性高，并且可以实现各轮电气制动、制动能量回馈、机电复合制动等，提高了对整车能源的利用效率。另外，应用此种驱动系统，整车布局与车身造型设计自由性提高，实现了产品多样化与系列化设计，可有效缩短产品设计周期[1]。

2 基于滑模观测器车轮毂电机故障诊断

2.1 轮毂电机故障分析

基于滑模观测器对车轮毂电机故障进行诊断时，可以将电机与电机驱动看作为一个整体，可用控制增益k表示，其定义为如下。

k=T/u

其中T表示电机输出转矩，u表示控制器遵循驾驶员意图传输给电机的控制信号。正常状态下k为正常值，电机输出转矩T通过增益k根据驾驶员意图变化。如果电机运行出现异常情况，增益k将会发生变化，使得电机输出转矩与期望转矩之间产生差异，将其作为电机故障诊断依据。

电机运行经常会因为各项因素的影响出现故障，且表现形式不同。当其出现磁性减弱、电机温度升高以及绕组反向等故障时，电机控制增益k值减小，电机输出转矩小于期望转矩[2]。如果出现电机定子绕组开路或者匝间短路等故障时，电机控制增益k值会随着时间发生正弦变化，电机输出转矩也随时间发生正弦变化。如果遇到其他故障，电机实际转矩和期望转矩之间维持正常差值，或者是会随着时间不断变化。

2.2 轮毂电机故障诊断

在故障诊断时，为避免对任何因素的忽视，获得包含故障信息的车辆状态量，除了要重视驾驶员控制信息的收集外，还需要提高对车辆传感器实测车辆状态信息的利用，结合整车模型完成故障诊断。即电机故障后，实际输出转矩与期望转矩差值异常，利用偏差信号特征便可确定电机是否故障，以及故障类型。

实际诊断中，需要基于整车模型搭配合适观测器，将电动机期望输入转矩、非线性观测器估计轮胎纵向摩擦力以及车轮制动力矩等作为已知量输入，将电机实际输出转矩与期望输出转矩差值作为故障信号，构造滑模观测器判断轮毂电机是否存在运行故障，确定故障后采取有效措施进行维修。

2.3 轮毂电机故障维修

在完成故障诊断后，需要根据故障所处位置，分析判断其原因，有针对性的采取措施处理。例如电机供电线路短路，需要全面检查短路位置，对电机定子线圈引出线端子两两间电阻值进行测量，根据线圈绝缘性能，来判断定子线圈线路短路故障是否排除。

3 结束语

纯电动机车电驱动系统与传统汽车驱动系统相比差异较大，对于轮毂电机故障的诊断维护研究较少，专业经验能够起到的作用很少，需要基于电机驱动系统特点，选择合适技术方法进行有效诊断，得到准确故障信息，为维护工作提供依据，提高汽车运行稳定性与可靠性。

[1]潘汉明,雷良育,王子辉.基于小波分析的电动汽车轮毂电机永磁体故障诊断[J].中国机械工程,2016,(11):1488-1492.

[2]常亮.纯电动汽车轮毂电机故障诊断与维修[J].汽车维修,2015,(10):25-26.

U26

A

陈丹（1982—），男，助教，本科，研究方向为汽车电子。

刘良（1981—），男，讲师，本科，研究方向为汽车电控发动机。

刘福华（1971—），男，副教授，本科，研究方向为汽车底盘电控系统。