新能源汽車驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修 課件 任務(wù)6 電機控制器檢測與更換

驅(qū)動電機及控制系統(tǒng)檢修任務(wù)六電機控制器檢測與更換任務(wù)導(dǎo)入場景：廣汽新能源汽車售后維修中心人物：維修技師小劉、客戶王先生情節(jié)：王先生的廣汽GE3純電動汽車在快速行駛中，無意間闖過一處路面破損嚴(yán)重的路段，在一陣劇烈顛簸后，驅(qū)動電機故障信號裝置突然亮起，車主立即減速停靠路邊，并聯(lián)系最近的服務(wù)站。經(jīng)維修技師初檢后，判斷為電機控制器內(nèi)部故障，需要更換電機控制器。提出問題如何檢測和更換電機控制器？任務(wù)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容電機控制器作用、安裝位置電機控制器銘牌及主要性能參數(shù)識別電機控制器更換流程電機控制器工作原理與檢測電機控制器功能測試任務(wù)目標(biāo)能結(jié)合具體車型，規(guī)范完成電機控制器更換與匹配作業(yè)。能根據(jù)電機控制器工作原理，完成電機控制器數(shù)據(jù)讀取與信號檢測作業(yè)。能安裝電機控制器各功能測試方法及標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范完成電機控制器功能測試作業(yè)。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器作用

電機控制器將動力蓄電池系統(tǒng)輸出的直流電源逆變?yōu)轵?qū)動電機所需的大小和頻率可調(diào)的交流電，從而使驅(qū)動電機輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩滿足整車各種運行工況的需求，如啟動、加速、爬坡、減速、倒車、制動及能量回收等。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器安裝位置

電機控制器一般與驅(qū)動電機相鄰安裝或與驅(qū)動電機一體安裝，常見的安裝位置有車輛前機艙內(nèi)、車輛后備箱下方等。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器連接結(jié)構(gòu)

電機控制器與動力蓄電池系統(tǒng)之間通過高壓母線相連；與驅(qū)動電機之間有低壓線束、高壓線束連接；與整車控制器之間有低壓線束連接。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器銘牌

電機控制器銘牌主要包括制造廠商、型號、編號、名、主要參數(shù)（額定電壓，最大輸出電流，額定輸出容量，冷卻方式，重量）等信息。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器型號命名

電機控制器型號由驅(qū)動電機控制器類型代號、工作電壓規(guī)格代號、信號反饋元件代號、工作電流規(guī)格代號、冷卻方式代號、預(yù)留代號六部分組成。M——光電編碼器；X——旋轉(zhuǎn)變壓器；H——霍爾元件；任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器主要參數(shù)

電機控制器的主要參數(shù)包括尺寸、體積/重量、工作環(huán)境溫度、額定電壓（輸入電壓）、輸出電流、控制方式、冷卻方式等。序號項目參數(shù)單位1產(chǎn)品尺寸（長×寬×高）337×206×196mm2產(chǎn)品體積/重量約8.6/約9.8L/kg3產(chǎn)品工作環(huán)境溫度-40~105℃4逆變器直流輸入電流最大持續(xù)電流±190A5逆變器直流輸入電壓240~430V6逆變器輸出相電流峰值400Armsfor10s@336V；持續(xù)：190Arms@Tcool_max=65℃，8L/minV7冷卻液型號50%水+50%乙二醇-任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器更換流程

①高壓安全防護，包括環(huán)境安全防護和人身安全防護

②高壓斷電，關(guān)閉所有用電器、關(guān)閉啟動開關(guān)→斷開輔助蓄電池負(fù)極→拆卸高壓維修開關(guān)

③排放冷卻液；

④拆卸電機控制器，脫開冷卻水管→斷開低壓線束→脫開高壓線束（三相交流電源和直流母線）→拆卸固定螺栓→移出電機控制器拆卸任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器更換流程

①電機控制器型號應(yīng)與原車一致；

②表面不應(yīng)有銹蝕、碰傷、劃痕，涂覆層不應(yīng)有剝落；

③緊固件連接應(yīng)牢固，引出線或接線端應(yīng)完整無損，顏色和標(biāo)志應(yīng)正確；

④銘牌的字跡和內(nèi)容應(yīng)清晰無誤，且不應(yīng)脫離。檢查安裝電機控制器安裝大體以拆卸的倒序進行，同時需注意下列事項：

①各管路連接完成后，按照規(guī)定加注冷卻液；

②更換電機控制器后需要進行匹配。任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解電機控制器更換流程電機控制器的匹配步驟如下：

①關(guān)閉啟動開關(guān)；

②連接車輛診斷儀；

③將啟動開關(guān)置于“ON”擋；

④使用診斷儀讀取故障碼，確認(rèn)整車無故障碼；

⑤使用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，確認(rèn)輔助蓄電池電壓在正常范圍內(nèi)，動力蓄電池電壓在正常范圍內(nèi)；

⑥進入診斷儀匹配界面，根據(jù)提示進行匹配操作。匹配技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配新能源教學(xué)整車高壓安全防護用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機、冷卻液回收裝置、減速器齒輪油回收裝置、制冷劑回收裝置、電驅(qū)動總成托舉工具、環(huán)箍鉗工具技能操作根據(jù)操作過程及結(jié)果，填寫工作頁電機控制器更換與匹配安全第一操作規(guī)范7S管理40分鐘任務(wù)項目要求安全注意事項時間技能操作任務(wù)實施——電機控制器更換與匹配知識講解任務(wù)實施——電機控制器檢測電機控制器信號采集電機控制器在工作中對所有的輸入信號進行處理，并將驅(qū)動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息通過CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。序號采集信號信號功能信號來源1轉(zhuǎn)子位置信號電機控制器需根據(jù)轉(zhuǎn)子的不同位置輸出對應(yīng)方向、大小的電流，用以控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速及方向旋轉(zhuǎn)變壓器2電機溫度信號電機控制器通過溫度信號，可判斷驅(qū)動電機是否處于合理工作溫度，實現(xiàn)過溫保護功能溫度傳感器3輸入、輸出電流信號電機控制器通過輸入、輸出電流信號，可判斷兩側(cè)電流是否符合正常工作范圍，實現(xiàn)過流保護功能電流傳感器4輸入、輸出電壓信號電機控制器通過輸入、輸出電壓信號，可判斷兩側(cè)電壓是否符合正常工作范圍，實現(xiàn)過壓保護功能電壓傳感器知識講解任務(wù)實施——電機控制器檢測電機控制器工作原理

電機控制器對所有的輸入信號進行處理，根據(jù)位置傳感器檢測到轉(zhuǎn)子位置信號，經(jīng)處理后得到電機實際轉(zhuǎn)速信號；根據(jù)擋位、加速、制動踏板等信號，處理后得到電機的需求轉(zhuǎn)速；并通過矢量控制，得到PWM發(fā)生器的輸入信號，通過驅(qū)動電路產(chǎn)生控制逆變器功率元件（IGBT）導(dǎo)通和斷開的控制信號，輸入給逆變器，從而控制車輛的啟動運行、行駛速度、剎車等行駛狀態(tài)知識講解任務(wù)實施——電機控制器檢測電機控制器檢測連接診斷儀，讀取電機控制器相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括輸入電壓（母線電壓）、輸入電流（母線電流）、輸出電壓、輸出電流，判斷電機控制器的輸入輸出信號是否正常。檢測電機控制器電源信號是否正常，包括供電（保險及線束）、搭鐵信號。檢測電機控制器的控制信號是否正常，包括電機繼電器、電機喚醒線等信號。檢測電機控制器通訊信號（CAN信號）是否正常。技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實施——電機控制器檢測新能源教學(xué)整車高壓安全防護用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機、冷卻液、減速器齒輪油、空調(diào)制冷劑、密封膠、電驅(qū)動總成吊裝工具工具技能操作根據(jù)操作過程及結(jié)果，填寫工作頁讀取電機控制器數(shù)據(jù)安全第一操作規(guī)范7S管理40分鐘任務(wù)項目要求安全注意事項時間技能操作任務(wù)實施——電機控制器檢測電機控制器信號檢測知識講解任務(wù)實施——電機控制器功能測試絕緣檢測檢測內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

電機控制器動力端子與外殼、信號端子與外殼、動力端子與信號端子之間的絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。檢

測

方

法①斷開電機控制器的高壓與低壓連接線束；②測量電機控制器動力端子與外殼、控制器信號端子與外殼、控制器動力端子與控制器信號端子之間的絕緣電阻。任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解工頻耐電壓測試測試標(biāo)準(zhǔn)序號最高工作電壓試驗電壓（有效值）1U≤60V500V260V＜U≤125V1000V3125V＜U≤250V1500V4250V＜U≤500V2000V5U＞500V1000V+2×U任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解控制精度測試①將電機控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動電機處于空載、熱態(tài)、電動工作狀態(tài)。②在10%~90%最高工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均勻取10個不同的轉(zhuǎn)速點作為目標(biāo)值。③對每一個轉(zhuǎn)速目標(biāo)值均進行以上試驗，選取轉(zhuǎn)速控制精度中的誤差最大值，作為驅(qū)動電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制精度。轉(zhuǎn)速控制精度任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解控制精度測試①將電機控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動電機處于熱態(tài)、電動工作狀態(tài)。②在設(shè)定轉(zhuǎn)速條件下的10%~90%峰值轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，均勻取10個不同的轉(zhuǎn)矩點作為目標(biāo)值。③對每一個轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值均進行以上試驗，選取轉(zhuǎn)矩控制精度中的誤差最大值，即為特定轉(zhuǎn)速條件下驅(qū)動電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制精度。轉(zhuǎn)矩控制精度任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解響應(yīng)時間測試①將電機控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動電機處于空載、熱態(tài)、電動工作狀態(tài)。②按照轉(zhuǎn)速期望值設(shè)定電機控制器或上位機軟件，驅(qū)動電機由靜止?fàn)顟B(tài)直接旋轉(zhuǎn)加速。③改變驅(qū)動電機定子和轉(zhuǎn)子的相對起始位置，沿圓周方向等分取5個點，在同一轉(zhuǎn)速期望值條件下分別重復(fù)以上試驗，取5次測量結(jié)果中記錄時間的最大值作為驅(qū)動電機系統(tǒng)對該轉(zhuǎn)速期望值的轉(zhuǎn)速響應(yīng)時間。轉(zhuǎn)速響應(yīng)時間任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解響應(yīng)時間測試①將電機控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動電機處于堵轉(zhuǎn)、熱態(tài)、電動工作狀態(tài)。②在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，按照轉(zhuǎn)矩期望值設(shè)定電機控制器或上位機軟件，對電機進行轉(zhuǎn)矩控制，使驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩從零快速增大。③改變驅(qū)動電機定子和轉(zhuǎn)子的相對起始位置，沿圓周方向等分取5個點，在同一轉(zhuǎn)矩期望值條件下分別重復(fù)以上試驗，取5次測量結(jié)果中記錄時間的最大值作為驅(qū)動電機系統(tǒng)對該轉(zhuǎn)矩期望值的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解安全性檢查電機控制器接地點應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志。如無特定的接地點，應(yīng)在有代表性的位置設(shè)置接地標(biāo)志。電機控制器中能觸及的可導(dǎo)電部分與外殼接地點處的電阻應(yīng)不大于0.1Ω。檢測時，首先將電機控制器與供電電源以及負(fù)載斷開，然后將萬用表檢測端子分別連接至接地點和機殼，檢測值應(yīng)不大于0.1Ω。安全接地檢查任務(wù)實施——電機控制器功能測試知識講解安全性檢查將直流母線電壓應(yīng)設(shè)定為最高工作電壓，電壓穩(wěn)定后，立即切斷直流供電電源，同時測量電機控制器支撐電容兩端的開路電壓。記錄支撐電容開路電壓從切斷時刻直至下降到60V經(jīng)過的時間，此數(shù)值即為電機控制器支撐電容的被動放電時間。將直流母線電壓應(yīng)設(shè)定為最高工作電壓，電壓穩(wěn)定后，立即切斷直流電源，并且電機控制器參與放電過程，同時測量電機控制器支撐電容兩端的開路電壓，記錄支撐電容開路電壓從切斷時刻直至下降到60V經(jīng)過的時間，此數(shù)值即為電機控制器支撐電容的主動放電時間。支撐電容放電時間測試技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實施——電機控制器功能測試新能源教學(xué)整車高壓安全防護用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機、冷卻液、減速器齒輪油、空調(diào)制冷劑、密封膠、電驅(qū)動總