某汽车驱动电机低压线束破损分析与改进

2018-10-08李岩，李浩，李刚

汽车电器 2018年9期

李岩，李浩，李刚

（长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

自进入21世纪以来，中国汽车行业发展迅速，现在中国已经成为世界上最大的汽车消费国之一［1］。传统的内燃机汽车排放大量的废气污染物。在中国城市大气污染中，汽车尾气排放所占的比例已经超过70%。在环境污染和能源短缺的压力下，电动汽车以环境污染低和可持续的特点越来越受到重视。电动汽车已成为解决当今环保和能源等问题的研究热点［2］。

驱动电机是电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能，特别是影响电动汽车的最高车速、加速性能及爬坡性能等［3］。目前电动汽车广泛使用交流电机，主要包括异步电机、开关磁阻电机和永磁电机（包括无刷直流电机和永磁同步电机）［4］。电机在不同工作状况下运行，会频繁启动、停车和急加速，要求电机运行中具有可靠性和容错能力［5］。因此解决电机运行中出现的问题，提高电机可靠性具有重要的意义。

本文对某新能源汽车驱动电机低压线束破损问题进行分析，通过查找破损部位，分析旋转变压器与温度传感器的装配方式，找到问题根源；通过改进周边件的结构与线束出线方式进行改进，最终解决问题。

1 问题描述

车辆在下线检测过程中，无法上高压电，通过故障检测为电机旋变信号丢失。对电机进行拆解，发现低压线束破损，裸露部分与壳体接触短路，导致故障发生。

电机低压线束分为旋变线、温度传感器线与搭铁线。其中搭铁线与壳体搭接，不存在线皮破损发生故障的情况。旋变线破损如图1所示，温度传感器线破损如图2所示。由于旋变线与温度传感器线路径不完全相同，导致在不同的位置出现破损。因此对旋变线与温度传感器线分别分析其破损原因与改进措施。

图1 旋变线破损

图2 温度传感器线破损

2 旋变线破损问题分析与改进措施

旋变线束由旋转变压器中伸出，另一端通过端盖上的开孔连接电机低压插接件，如图3所示。安装时，首先将旋变线束一端穿过低压接线盒，其次将旋转变压器安装到定子旋变槽中，再次安装旋变护盖，最后安装旋变线挡板，如图4所示。

在安装过程中发现问题，对此进行分析并改进。

1）旋变线束过长，低压插接件内部狭小，线束受到挤压易破损，如图5所示。对此通过缩短外露线束长度的方式可以改进。在端盖内部将旋变线束折弯，缩短低压接线盒出口线束的伸出长度，在低压插接件装配时线束不再受到挤压，工艺性得到改善，如图6、图7所示。

2）旋变线挡板结构、位置不合理。挡板距离旋变线较近，且弯曲程度大，容易干涉旋变线；挡板边缘锋利易划伤旋变线，如图8所示。对此通过改进挡板结构，减小弯曲，边缘打磨、倒角，增大挡板与旋变线的距离，如图9所示。改进后的挡板不再与旋变线干涉，避免了划伤旋变线的风险。

3）低压接线盒内部边缘无倒角，边角锋利易划伤旋变线。在低压插接件装配到电机端盖过程中，由于线束较多且无防护，将线束推进接线盒内部时，存在线束碰到接线盒边缘而导致划破的风险。由于旋变线与温度传感器线共同连接到低压插接件，所以温度传感器线也存在低压接线盒划伤线束的风险。对于此问题首先要改进低压接线盒，对其边缘进行倒角处理，避免划伤，如图10所示。其次对线束进行加固，在旋变线与温度传感器线外分别套耐磨管包裹，避免线束与接线盒边缘接触，如图11所示。通过对低压接线盒与线束的改进，有效减小线束划伤的风险，提升了低压线束的可靠性。

3 温度传感器线破损问题分析与改进措施

温度传感器共2个，安装在电机定子绕组中。温度传感器线从绕组侧面伸出，沿绕组边缘布线，如图12所示。在定子压装进壳体时，由于定子最上端为绕组，不能受力，需要工装一端抵住定子外边缘，另一端抵住端盖，进行装配。工装边缘锋利，与温度传感器线有接触，存在挤伤、划伤温度传感器线的风险，如图13所示。因此对温度传感器出线方式进行改进，线束从绕组上面伸出，由扎带进行固定，避免了受到工装划伤的风险，如图14所示。

4 结论与展望

驱动电机是电动汽车驱动系统的核心部件，其性能好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能，提高电机可靠性具有重要意义。本文对某新能源汽车驱动电机低压线束破损问题进行分析，首先查找线束破损部位，分析破损原因是线束问题还是周边件问题；通过改进旋变线挡板、低压接线盒的结构，并改进旋变线束、温度传感器线束的出线方式，最终解决问题。

发展新能源汽车有助于中国实现从汽车大国迈向汽车强国的目标，有助于节约能源和实现可持续发展，有助于解决汽车排气污染治理，实现环境保护［6］。目前整个电动汽车行业还处于发展阶段，电动汽车驱动电机还存在许多需要改进的地方。下一步的工作是分析改变电机内部结构与改变低压线束布线方式对电机稳定性的影响。