纯电动汽车电机位置信号故障分析与排除

佘翔 潘军 刘冬梅

摘 要：吉利EV300纯电动汽车的电机控制器通过旋转变压器随着采集转子位置，控制电机运转。旋变信号若出现故障，会导致电机系统无法启动或转矩输出偏小等现象。本文以该车型为例，介绍了旋转变压器的结构、工作原理、控制方法和故障诊断思路，对维修人员从事电动汽车旋转变压器信号故障的检修具有一定的借鉴意义。

关键词：电动汽车;旋转变压器;检修

电机作为纯电动汽车的动力驱动装置，常见的有永磁同步电机、交流异步电流、无刷直流电机和开关磁阻电机四类。其中，吉利EV300纯电动汽车使用的是永磁同步电机，在电机在运转时，电机控制器通过旋转变压器随着检测转子位置，控制电机运转。旋变信号若出现故障，会导致电机系统无法启动或转矩输出偏小等故障。因此，學会其故障检测和诊断方法是非常有必要的。

1 旋转变压的工作原理

旋转变压器安装在电机内，它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压，安装在壳体上，转子绕组作为变压器的副边，安装在电机转子上，通过电磁耦合得到感应电压。具体来说：电机运转时，励磁线圈内通入交流信号，副边线圈输出的信号幅值随位置变化而变化，但频率不变。在实际应用中，设置了两组输出线圈，两者相位差90度，从而可以输出幅值为SIN与COS变化的两组信号，如图1所示。

2 旋转变压器的电路图与故障分析

故障分析要结合电路图进行，图2是通过查阅吉利EV300汽车维修资料获取的旋转变压器相关电路图，旋变在驱动电机中，通过6根线与电机控制器相连。其中RFF+和RFF-为励磁信号，SIN+和SIN-为正弦信号，COS+和COS-为余弦信号。

电机控制器通过采集正弦与和余弦信号判断电机位置，若信号异常，会生成相应的故障代码，如：sine/cosine 输入信号消波故障、sine/cosine 输入信号超过电压阀值、sine/cosine 输入信号低于电压阀值、信号失配错误等，点亮仪表上功率限制故障灯（俗称“乌龟灯”），汽车无法正常行驶。

3 旋转变压器信号故障的排除

结合电路图可知，旋转变压器信号故障原因可以从传感器、相关线路（6根线）、电机控制器三方面进行分析，线路故障又分为短路、断路、虚接三种情况。诊断方法如下（安全操作不赘述）：

（1）传感器检测：①将电源开关置于OFF挡，断开低压辅助蓄电池负极，②拆卸驱动电机低压线束插头（EP13），③用万用表分别测量励磁线圈（EP13/11与EP13/12）、正弦线圈（EP13/9与EP13/10）、余弦线圈（EP13/7与EP13/8）的电阻。正常应分别为9.5±1.5Ω、13.5±1.5Ω和14.5±1.5Ω，若不正常，判断传感器自身故障，如图3所示。

（2）线路检测：以正弦信号线路检测为例。用万用表分别测量线路的导通和绝缘，测量与结果判断方法见表1。

余弦和励磁信号检测方法类似。

（3）电机控制器自身：若线路和传感器都正常，则说明故障点在电机控制器内部，需更换电机控制器。

4 小结

本文以吉利EV300纯电动车型为例，介绍了旋转变压器的结构、工作原理、控制方法和故障诊断思路，对维修人员从事电动汽车旋转变压器信号故障的检修具有一定的借鉴意义。

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