電動汽車輪轂電機(jī)故障診斷與維修

1、1電動汽車輪轂電機(jī)故障診斷與維修電動汽車輪轂電機(jī)故障診斷與維修黃孩【摘 要】汽車H前對我們生活來說十分關(guān)鍵，隨之而來的，生產(chǎn)制造技術(shù) 也在不停創(chuàng)新中，特別是電動汽車生產(chǎn)越來越多，已經(jīng)不再單純是研發(fā)階段，而 到了量化生產(chǎn)的時刻。為讓電動汽車運(yùn)行更加安全，應(yīng)及時分析輪轂電機(jī)的普遍 故障及原因，并通過有效技術(shù)診斷，最后選中一個適當(dāng)?shù)膶Σ呔S護(hù)，盡快排除故 障，防止出現(xiàn)更深入的影響，因此，論文對電動汽車輪轂電機(jī)故障診斷進(jìn)行研究。Abstract Automobile is very important to our life at present Alongwith it , the productio

2、n and manufacturing technology is constantlyinnovating, especially the electric automobile production is more and more,which is no longer just the stage of research and development, but themoment of quantitative production In order to make the operation ofelectric automobile safer, we should analyze

3、 the common faults and causesof hub motor in time, and through effective technical diagnosis , finallyselect an appropriate countermeasure for maintenancer and eliminate thefaults as soon as possible to prevent further impact Therefore, thispaper studies the fault diagnosis of hub motor of electric

4、automobile【關(guān)鍵詞】電動汽車;輪轂電機(jī);故障診斷;維修【Keywords electric automobile; hub motor; fault diagnosis;maintenance【中圖分類號】U472【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【文章編號】1673-1069 (20XX) 03-0190-021引言現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了不少新能源汽車，代表是混合動力與純電動新能源汽車， 并且備受市場喜愛。對純電動汽車而言，診斷輪轂電機(jī)的故障以及選擇維護(hù)技術(shù) 時，需2要注意和之詢的選擇不同。為確保維修效果，應(yīng)該盡可能專業(yè)化，并充分 考慮純電動汽車的特點(diǎn)，選擇可靠的技術(shù)進(jìn)行維護(hù)，防止故障給汽車運(yùn)行帶來阻 礙

5、。不過，由于之前的汽車維修人員缺乏深入的維修知識，在新能源汽車維修方 面經(jīng)驗(yàn)不足，因此，希望本文中提出的診斷對策可以給該領(lǐng)域帶來一定的借鑒價 值。2故障現(xiàn)象的分析與診斷某輪轂驅(qū)動式純電動汽車的用途是科研，運(yùn)行時忽然降低了動力，沒有需要 的動力來繼續(xù)進(jìn)行加速、爬坡等動作。檢查分析：通過舉升機(jī)舉起車輛后，發(fā)現(xiàn) 掛前進(jìn)擋與倒擋，用腳踩進(jìn)行加速，車輛后輪中的右輪沒有反應(yīng)，所以先判斷為 右輪動力系統(tǒng)出現(xiàn)問題1。通常來講，驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成為兩個部分，為控制器 與電機(jī)。而車輛中也有獨(dú)立控制器，分別對應(yīng)控制后軸的驅(qū)動輪轂。此時，車輛 的左輪驅(qū)動沒有發(fā)現(xiàn)問題， 所以， 嘗試調(diào)換左邊和右邊的控制器， 也就是說之前

6、用在左輪的用在了右輪，發(fā)現(xiàn)還是存在問題，所以，這時可以確定是右后輪轂電 機(jī)出現(xiàn)故障。電機(jī)是直流的無刷電動機(jī)，在電機(jī)定子中有三組線圈，呈現(xiàn)星狀連接形式。 而其中的磁塊材料為稀土永磁，在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)圈中，關(guān)鍵部分是三組霍爾傳感器, 進(jìn)行轉(zhuǎn)子磁場的變換檢測工作，還要傳輸信號給控制器。之后，控制器開始執(zhí)行 自己的控制作用，讓電機(jī)帶動車輪運(yùn)行?；厥罩苿幽芰繒r，磁場是不停下的，之 后出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，可以讓電動機(jī)代替發(fā)電機(jī)來工作。同時，停止點(diǎn)火開關(guān)，控 制器會立刻停下，定子線圈斷路，就沒有回路了，也就沒有感應(yīng)電流，無法形成 反力矩，此時驅(qū)動輪沒有較大的轉(zhuǎn)動阻力。在停下點(diǎn)火開關(guān)時，轉(zhuǎn)動后輪，發(fā)現(xiàn) 右邊的阻力比左

7、側(cè)的大，表示其中是有感應(yīng)電流與回路的?？刂破髂軌蛘粘９ぷ? 所以，可判定為電機(jī)定子線圈的短路問題。之后，通過萬能表測電機(jī)定子線圈引 岀線不同端子間的電阻值，發(fā)現(xiàn)不同端子間的阻值是一樣的，其中還有兩個端子 間差不多沒有電阻值，那就說明有短路問題。同時，線束的絕緣保護(hù)層發(fā)現(xiàn)被破 壞，實(shí)際是里面不同線路有所糾纏，這很容易導(dǎo)致故障2。可初步分析是，車 輛工作了太長時間，而電機(jī)供電線由于布線等原因無法正常散熱，從而導(dǎo)致了絕 緣層熔化，引起短路問題。此后，裝配電機(jī)并測試裝車，發(fā)現(xiàn)右輪電機(jī)還是有問 題，不過可手動操作，表示電機(jī)定子線圈已經(jīng)正常。山于電機(jī)控制器是通過傳感 器傳遞信號，并給其給予電壓，如果霍爾傳

8、感器有問題，那么控制器也會相應(yīng)出 現(xiàn)問題，所以，要通過檢測查看是否有輸出信號，能夠判定為右后輪的霍爾傳感 器有故障。故障排除：更換霍爾傳感器，重新組裝電機(jī)，并通過示波3器測量其中 信號，當(dāng)信號表示沒問題后，此刻右側(cè)電機(jī)已經(jīng)恢復(fù)正常運(yùn)行。3滑模觀測器車輪轂電機(jī)故障診斷3. 1輪轂電機(jī)故障分析純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)通常構(gòu)成是控制器與電機(jī)，而且兩個控制器與后驅(qū)動 輪轂也是相對獨(dú)立的。只要后輪沒有故障，那么控制器也應(yīng)該是沒問題的。起動 開關(guān)運(yùn)行后驅(qū)動輪，如果在手動用力之后才可轉(zhuǎn)動，表示里面已經(jīng)有了回路，因 為控制器正常運(yùn)行，因此，就能確定是電機(jī)定子線圈線束的短路問題。之后開始 診斷分析，此時的電機(jī)和電機(jī)

9、驅(qū)動可以是一個整體，表示為控制增益k, k二T/u,其中T是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，而u是控制器傳輸出的控制信號3。在沒有任何故障 時，k也是常規(guī)的數(shù)值，其中T按照k的變化而變化。一旦電機(jī)有故障，則增益k也有波動，那么電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和預(yù)期會有不同，這個可以作為可黑的故障診斷 依據(jù)。而電機(jī)在工作時總是會山于多方面的原因?qū)е聠栴}產(chǎn)主，而且有多種表現(xiàn) 形式。其中，k也會因?yàn)闀r間問題出現(xiàn)正弦變化，因此要格外注意這一點(diǎn)。3.2輪轂電機(jī)故障診斷診斷故障時，為了防止多方面因素的干擾，不僅要注意收集駕駛員的控制信 息，還應(yīng)利用好車輛真實(shí)的狀態(tài)信息，還要充分結(jié)合整車模型。在電機(jī)出現(xiàn)問題 時，實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩和理想中的有差距，通

10、過偏差信號特征能夠判斷故障。在現(xiàn)實(shí) 中診斷時，應(yīng)充分結(jié)合整車模型，加上恰當(dāng)?shù)挠^測器，輸入如輪胎摩擦力、車輪 制動力矩等關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，時刻注意電機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩和預(yù)期之間的差異，只要判 斷了具體的故障類型就可及時進(jìn)行維修。3.3輪轂電機(jī)故障維修診斷完故障后，應(yīng)按照不同的故障類型，分析產(chǎn)生故障的因素，并通過有效 的對策進(jìn)行維修處理。如果電機(jī)供電線路短路，應(yīng)多方位進(jìn)行檢測，對電機(jī)定子 線圈引出電阻值，還要充分結(jié)合線圈的絕緣性能，有效考慮能否盡快排除該短路 故障。4電機(jī)傳感器損壞的故障診斷因?yàn)殡姍C(jī)控制器需要通過霍爾傳感器來輸入信號分配電壓，所以，霍爾傳感 器不能出現(xiàn)問題，否則，控制器是不能正常運(yùn)行的，所以

11、，對于霍爾傳感器的檢 測十分重要。開啟開關(guān)，舉升車輛，并手動轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)霍爾傳感器輸出的信號呈 現(xiàn)波形，最終為零，這就表示是霍爾傳感器出現(xiàn)了故障。故障分析：因?yàn)檩嗇炿?機(jī)為直流無刷電4動機(jī)， 其中電機(jī)定子的連接構(gòu)成為不同的線圈， 并通過對應(yīng)的霍 爾傳感器來進(jìn)行工作，之后才山電機(jī)帶動車輪旋轉(zhuǎn)。在回收制動能量時，永磁鐵 的產(chǎn)出磁場跟著一起旋轉(zhuǎn)，且出現(xiàn)感應(yīng)電動勢。通常而言，當(dāng)停下開關(guān)時，控制 器也不再運(yùn)行，此時，星形連接的定子線圈斷路。由于是斷路的狀態(tài)，所以即便 出現(xiàn)感應(yīng)電動勢也沒有回路，同時也沒有感應(yīng)電流與反力矩，因此，轉(zhuǎn)動驅(qū)動輪 沒有較大阻力4。而車輛因?yàn)楣ぷ鲿r間較長，其中的電機(jī)沒有進(jìn)行正常散熱，

12、 容易熔化絕緣層，導(dǎo)致供電線短路。此時，因?yàn)槎搪饭收?，控制器為確保正常運(yùn) 行，不得不關(guān)閉供電。而電機(jī)中所有霍爾傳感器都是41F雙極性的，電源電壓在4. 524V,溫度最低是40 C,最高為150 C。因?yàn)榛魻杺鞲衅髦胁煌€路是一 起包的，結(jié)合之前的檢查分析可知，因?yàn)槠渲械墓╇娋€絕緣層熔化，導(dǎo)致不同電 壓的供電線互相接觸，這就很容易破壞霍爾傳感器。故障排除：更換所有的霍爾 傳感器，重新組裝電機(jī)后，檢測信號全部恢復(fù)，且電機(jī)也可以正常運(yùn)行。5結(jié)語總的而言，電動機(jī)車的電驅(qū)動系統(tǒng)和傳統(tǒng)的還是有不小的差別，所以在充分 結(jié)合了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的特點(diǎn)之后，應(yīng)盡快確定較為恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)診斷，并獲取安全 可靠的故障信息，這樣維修才有依據(jù)，從而切實(shí)確保汽車運(yùn)行的可鼎穩(wěn)定。U前， 新能源汽車的熱潮是大勢所趨，那就也要加強(qiáng)汽車維修人員對于該類汽車維修的 了解，不僅要盡量普及相關(guān)的技術(shù)理論知識，也應(yīng)主動學(xué)習(xí)汽車電工電子技術(shù), 才可通過不同的診斷設(shè)施進(jìn)行故障診斷。【參考文獻(xiàn)】【1】潘漢明，靂良育，王子輝.基于小波分析的電動汽車輪轂電