新能源汽车驱动电机的维护保养与故障维修

江玉婷

(江苏省无锡交通高等职业技术学校，江苏 无锡 214151)

0 前言

近年来，我国经济飞速发展，科技水平逐年进步，生活水平提升，越来越多的家庭拥有了汽车。但是，随着人均汽车保有量的增加，环境污染问题也日益严重，为了保护环境，国家大力扶持新能源汽车行业。作为新能源汽车3大核心部件之一的驱动电机，直接决定了新能源汽车的动力输出及车辆使用寿命，但是新能源汽车应用的驱动电机在维护保养、故障维修等方面仍存在缺陷。本文首先介绍了驱动电机的种类，然后分析了新能源汽车驱动电机的维护保养及故障维修工作，最后为电机的维护与故障排除提供了解决办法。

1 驱动电机种类

驱动电机是汽车的“心脏”，是整个汽车运行的动力核心。对新能源汽车所使用的驱动电机在体积、功率、重量等方面均有一定的要求，与传统汽车所使用的内燃机相比，其动力输出有很大不同。驱动电机主要依靠电磁感应原理，通过旋转电磁机械结构将电能转化为势能，驱动汽车运行。与发动机相比，驱动电机的结构较简单，不需要复杂的变速箱。目前常见的驱动电机有2种，一种是交流感应电机，基本结构如图1所示；另外一种是永磁同步电机，工作原理如图2所示。一般情况下，商务乘用车型安装的是交流感应电机，对于普通乘用车型，大多安装的是永磁同步电机。新能源汽车的驱动系统由自转系统和机械传动系统2部分组成，自转系统包括电动机、控制器、转速传感器、温度传感器等部件，该系统负责为汽车提供动能，而机械传动系统负责将电机所产生的动力传递给轮胎，驱动汽车行驶。

图1 交流感应电机

图2 永磁同步电机

2 新能源汽车驱动电机的维护保养

汽车驱动电机的维护保养工作对于维护汽车状态、减小发生故障的概率有极其重要的意义。新能源汽车的维护保养一般可分为A级保养方案和B级保养方案2种。A级保养方案主要针对整车保养，且一般用于新车。当新车行驶超过7 500 km后，需要采用这种保养方案。B级保养方案仅对车辆的局部进行保养。该保养方式也可分为多个套餐，例如电池保养、轮胎保养、线路保养等。新能源汽车驱动电机的维护保养一般采用上述2种保养方案相结合的方式。

2.1 日常维护保养

驱动电机的日常维护保养十分重要，能够使电机长时间保持良好的运行状态，也是汽车保养工作中最基础的部分。在进行日常电机维护保养时，首先，要清洁电机，将附着于电机表面的污垢、线缆连接处及死角清洁干净；其次，对用于固定电机的螺栓进行加固操作，确保电机不会出现松动，并将电机附件线束紧固；再次，全面检测电机状况，确定电机表面是否存在明显裂痕或者凹陷处；最后，补满电机冷却液，做好冷却液的补给。

2.2 定期全面维护保养

定期全面维护是在日常维护保养工作的基础上，进一步对驱动电机进行维修保护，定期维护保养工作更专业和全面。首先，通过专业设备抬高汽车，仔细检查车辆是否存在划痕或者磕碰问题；然后，拧开驱动电机的、及旋变，利用电阻表检测电阻数值，如电阻值低于500 Ω，需检查是否存在线路短路的可能性，即对驱动电机进行绝缘检查；最后，检查冷却循环系统，排出冷却液管中的空气，防止冷却液循环不畅。

3 新能源汽车驱动电机的故障维修

新能源汽车驱动电机的故障主要分为机械故障与电气故障。其中，机械故障主要是由于电机运行时，各种机械元件相互碰撞或摩擦所致，例如轴承磨损、转子扫膛等。这些故障均会导致电机运行原位置出现偏离，进而增加电机内部元件的磨损。判断电机是否出现机械故障比较容易，而电气故障发生的原因更多，在排查故障及维修时，更加困难。为了更好地完成新能源汽车的故障维修，需了解电池系统、电机系统与电控系统，并深入了解各部分零部件的连接关系和工作原理，熟练地使用万用表及常用的故障检测设备。

3.1 间歇性转速过快故障维修

电机超速过快故障是新能源汽车驱动电机较易出现的故障之一，导致此故障的原因较多。在维修故障时，考虑是否因汽车负载出现急剧变化从而导致电机扭转控制失效，最终导致电机超速。可以通过重新上电的方式解决该问题。另外，也可能因为电机低压信号线的连接处出现松动而导致故障发生。检查故障时，要重点检查电机信号线插头，对插头重新进行加固连接处理。如不是上述2种情况，应考虑是否存在控制器损坏的情况，如经检查发现控制器损坏，通过更换控制器解决故障。

3.2 驱动电机温度过高故障维修

驱动电机温度过高，一般是由于电阻增大导致的。另外，也可能是因为电机笼型转子断条或绕线转子线圈接头松脱，造成电机控制器无法根据温度变化改变功率，导致整个电机运行情况不稳定。设计驱动电机候，内置温度传感器实时检测驱动电机温度，如新能源汽车驱动电机绕组运行时温度出现异常，及时通过控制器限制电机运行功率。比如，当检测温度为120～140 ℃时，运行功率会逐步降低，当电机温度超过140 ℃后，电机直接停止工作。在排除故障时，需仔细检查电机本身，并更换长时间过载工作的驱动电机。

3.3 旋转变压器故障维修

旋转变压器是一种电磁式传感器，主要用于在随动系统及数字系统中生成电信号和转角信号，因其具有解算能力，被称为解算器。如旋转变压器出现故障，会造成驱动电机无法启动，或转矩输出值达不到正常数值，从而导致汽车动力不足。所以，在故障排除时，需要利用万用表检查旋转变压器及控制器旋变解码电路，如数值为无穷大，说明变压器损坏，需更换部件；如数值显示正常，说明内部的旋变解码电路出现问题，更换主控板即可。

3.4 驱动电机缺相故障维修

当新能源汽车在行驶过程中出现电机时常不转动的情况时，需考虑是否存在驱动电机缺相故障的可能性。驱动电机缺相故障是励磁故障的一种，往往是因为驱动电机某相内部的霍尔元件出现问题。霍尔元件是一种磁体控制传感器，用于检测磁场是否发生变化，并将采集到的磁场信息转化为控制器可理解的信号，以控制三相输出。缺相故障是由于电机中的霍尔元件故障，使得磁体控制工作出现异常。在判断故障时，可以通过观察电动机是否发生抖动，以及运行中是否存在噪声较大的情况进行初步判定，再测量霍尔元件输出引线相对于霍尔地线与电源引线的电阻，通过比较法判定出现故障的霍尔元件，并进行更换。为了保证电机换相位置的精确性，可以同时更换3个霍尔元件。

3.5 顿挫故障维修

顿挫故障是指在新能源汽车行驶过程中，出现较明显的动力停顿，驾驶员在驾驶过程中有较明显的感觉。但是由于出现顿挫时，汽车仪表盘各项实数不会显示异常，且顿挫并不影响整个行驶过程，大多数驾驶员并不重视此故障。但是如该故障长期不解决，可能会对汽车零部件造成损坏，增加汽车故障发生率。在维修顿挫故障时，先用专业工具检查电机是否出现问题，并确保故障不会加剧，及时排除故障。

4 驱动电机故障具体案例

以比亚迪唐型号汽车为例，具体排查分析驱动电机故障。驾驶员发动新能源汽车后，发现仪表盘上显示“请检查动力系统”的信息，如图3所示。这说明电机控制器出现了问题，需要通过诊断仪读取存储在电机控制模块中的数据流。在读取数据流时，通常会出现以下2种情况：① 汽车动力系统无任何应答，需要全面诊断电机。② 可以读取出故障码，按照具体故障码采取相应的措施。

图3 “请检查动力系统”故障演示

在“系统无应答”状态下，要检查低压插件引脚，并根据具体的故障部位，检查电源、接地及控制器局域网络(CAN)通信等对应的低回压路。

如故障码为“P1B0100：IPM故障”，首先要确认驱动电机控制器的程序版本号，通过版本信息更新清除故障码，挂OK档位试车，检测是否已成功消除故障。如该故障码仍然存在，需要通过检测直流母线与三相线之间管压降的方式排除故障，如管压降不正常，需更换驱动电机控制器和直流转换器。

如故障码为“P1B0500：高压欠压”，可以先检查电机控制器的程序版本号，尝试清除故障码。如故障未被消除，需要测量动力电池的电压大小，如电压小于400 V，说明动力电池在供电方面存在故障，需要依次检查高压电缆、配电箱及动力电池。另外，还可以使用诊断器诊断直流母线电压，对比直流母线电压控制器电压，决定是否需更换直流变换器总成或驱动电机控制器。

如故障码为“P1B0900：开盖保护”，并无法通过更新驱动电机控制器程序版本信息的方式清除故障码，需检查控制机盖，并更换驱动电机控制器的直流变换器总成。

经过检测，如故障类型为电机缺相，需要检查电机三相电。首先，要及时退入OFF档位，取下维修开关，并拔出驱动电机三相线高压插件。然后，测量3个电机的3项高压线阻值是否为(0.36±0.02)Ω的状态。如电阻不在正常区间内，需检查接插件的连接情况，在接插件没有松动的情况下，很大概率是动力总成出现故障。

当汽车电机温度过高时，首先应检查电机冷却系统的防冻液存储情况，检查冷却系统中是否存留空气；其次应检查电动水泵工作状态及电机散热器堵塞情况；最后检查驱动电机控制器的直流变换器总成。

在检查电源继电器时，需要查看电机控制单元(MCU)电源继电器线圈端子2个插脚之间的电阻数值，一般来说，电源继电器的电阻值为133 Ω时，属于正常状态。如MCU电源继电器线圈端子的2个插脚电阻没有问题，需要检查电源继电器开关端子电阻。检查步骤为：将万用表设定为电阻值为200 Ω档位，连通蓄电池正负极，以验证是否可以连通，如发现电阻值异常，可以确定故障发生原因。

5 结语

综上所述，作为国家重点帮扶项目，新能源汽车项目具有能源清洁、构造简单、能量转化率高等特点，符合当前我国建成资源节约型社会的目标要求。但新能源汽车对于各部分元件的要求高于传统汽车，尤其是驱动电机部分元件，且当前新能源行业发展迅速，市场保有量逐年上升，技术更新迭代较快，这对新能源汽车驱动电机的保养与故障维修工作提出了更高要求。本文通过对驱动电机的保养维护及故障诊断进行研究，提出了新能源汽车日常维护方式及常见的故障维修和保养措施，以提高故障诊断效率，为新能源汽车的维护及保养提供借鉴。