新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修 課件 任務(wù)6 電機(jī)控制器檢測(cè)與更換

驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修任務(wù)六電機(jī)控制器檢測(cè)與更換任務(wù)導(dǎo)入場(chǎng)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(dòng)汽車在快速行駛中，無(wú)意間闖過(guò)一處路面破損嚴(yán)重的路段，在一陣劇烈顛簸后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障信號(hào)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(jī)控制器內(nèi)部故障，需要更換電機(jī)控制器。提出問(wèn)題如何檢測(cè)和更換電機(jī)控制器？任務(wù)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容電機(jī)控制器作用、安裝位置電機(jī)控制器銘牌及主要性能參數(shù)識(shí)別電機(jī)控制器更換流程電機(jī)控制器工作原理與檢測(cè)電機(jī)控制器功能測(cè)試任務(wù)目標(biāo)能結(jié)合具體車型，規(guī)范完成電機(jī)控制器更換與匹配作業(yè)。能根據(jù)電機(jī)控制器工作原理，完成電機(jī)控制器數(shù)據(jù)讀取與信號(hào)檢測(cè)作業(yè)。能安裝電機(jī)控制器各功能測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范完成電機(jī)控制器功能測(cè)試作業(yè)。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器作用

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

電機(jī)控制器一般與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相鄰安裝或與驅(qū)動(dòng)電機(jī)一體安裝，常見(jiàn)的安裝位置有車輛前機(jī)艙內(nèi)、車輛后備箱下方等。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器連接結(jié)構(gòu)

電機(jī)控制器與動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)之間通過(guò)高壓母線相連；與驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器銘牌

電機(jī)控制器銘牌主要包括制造廠商、型號(hào)、編號(hào)、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(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器型號(hào)命名

電機(jī)控制器型號(hào)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器類型代號(hào)、工作電壓規(guī)格代號(hào)、信號(hào)反饋元件代號(hào)、工作電流規(guī)格代號(hào)、冷卻方式代號(hào)、預(yù)留代號(hào)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(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器主要參數(shù)

電機(jī)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(hào)項(xiàng)目參數(shù)單位1產(chǎn)品尺寸（長(zhǎng)×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(hào)50%水+50%乙二醇-任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器更換流程

①高壓安全防護(hù)，包括環(huán)境安全防護(hù)和人身安全防護(hù)

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

③排放冷卻液；

④拆卸電機(jī)控制器，脫開(kāi)冷卻水管→斷開(kāi)低壓線束→脫開(kāi)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(jī)控制器拆卸任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器更換流程

①電機(jī)控制器型號(hào)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(wú)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(wú)誤，且不應(yīng)脫離。檢查安裝電機(jī)控制器安裝大體以拆卸的倒序進(jìn)行，同時(shí)需注意下列事項(xiàng)：

①各管路連接完成后，按照規(guī)定加注冷卻液；

②更換電機(jī)控制器后需要進(jìn)行匹配。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解電機(jī)控制器更換流程電機(jī)控制器的匹配步驟如下：

①關(guān)閉啟動(dòng)開(kāi)關(guān)；

②連接車輛診斷儀；

③將啟動(dòng)開(kāi)關(guān)置于“ON”擋；

④使用診斷儀讀取故障碼，確認(rèn)整車無(wú)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(dòng)力蓄電池電壓在正常范圍內(nèi)；

⑥進(jìn)入診斷儀匹配界面，根據(jù)提示進(jìn)行匹配操作。匹配技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配新能源教學(xué)整車高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機(jī)、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(dòng)總成托舉工具、環(huán)箍鉗工具技能操作根據(jù)操作過(guò)程及結(jié)果，填寫工作頁(yè)電機(jī)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(xiàng)目要求安全注意事項(xiàng)時(shí)間技能操作任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器更換與匹配知識(shí)講解任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器檢測(cè)電機(jī)控制器信號(hào)采集電機(jī)控制器在工作中對(duì)所有的輸入信號(hào)進(jìn)行處理，并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。序號(hào)采集信號(hào)信號(hào)功能信號(hào)來(lái)源1轉(zhuǎn)子位置信號(hào)電機(jī)控制器需根據(jù)轉(zhuǎn)子的不同位置輸出對(duì)應(yīng)方向、大小的電流，用以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及方向旋轉(zhuǎn)變壓器2電機(jī)溫度信號(hào)電機(jī)控制器通過(guò)溫度信號(hào)，可判斷驅(qū)動(dòng)電機(jī)是否處于合理工作溫度，實(shí)現(xiàn)過(guò)溫保護(hù)功能溫度傳感器3輸入、輸出電流信號(hào)電機(jī)控制器通過(guò)輸入、輸出電流信號(hào)，可判斷兩側(cè)電流是否符合正常工作范圍，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能電流傳感器4輸入、輸出電壓信號(hào)電機(jī)控制器通過(guò)輸入、輸出電壓信號(hào)，可判斷兩側(cè)電壓是否符合正常工作范圍，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)功能電壓傳感器知識(shí)講解任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器檢測(cè)電機(jī)控制器工作原理

電機(jī)控制器對(duì)所有的輸入信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)位置傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，經(jīng)處理后得到電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)；根據(jù)擋位、加速、制動(dòng)踏板等信號(hào)，處理后得到電機(jī)的需求轉(zhuǎn)速；并通過(guò)矢量控制，得到PWM發(fā)生器的輸入信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生控制逆變器功率元件（IGBT）導(dǎo)通和斷開(kāi)的控制信號(hào)，輸入給逆變器，從而控制車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、行駛速度、剎車等行駛狀態(tài)知識(shí)講解任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器檢測(cè)電機(jī)控制器檢測(cè)連接診斷儀，讀取電機(jī)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(jī)控制器的輸入輸出信號(hào)是否正常。檢測(cè)電機(jī)控制器電源信號(hào)是否正常，包括供電（保險(xiǎn)及線束）、搭鐵信號(hào)。檢測(cè)電機(jī)控制器的控制信號(hào)是否正常，包括電機(jī)繼電器、電機(jī)喚醒線等信號(hào)。檢測(cè)電機(jī)控制器通訊信號(hào)（CAN信號(hào)）是否正常。技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器檢測(cè)新能源教學(xué)整車高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機(jī)、冷卻液、減速器齒輪油、空調(diào)制冷劑、密封膠、電驅(qū)動(dòng)總成吊裝工具工具技能操作根據(jù)操作過(guò)程及結(jié)果，填寫工作頁(yè)讀取電機(jī)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(xiàng)目要求安全注意事項(xiàng)時(shí)間技能操作任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器檢測(cè)電機(jī)控制器信號(hào)檢測(cè)知識(shí)講解任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試絕緣檢測(cè)檢測(cè)內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)

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

測(cè)

方

法①斷開(kāi)電機(jī)控制器的高壓與低壓連接線束；②測(cè)量電機(jī)控制器動(dòng)力端子與外殼、控制器信號(hào)端子與外殼、控制器動(dòng)力端子與控制器信號(hào)端子之間的絕緣電阻。任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解工頻耐電壓測(cè)試測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)最高工作電壓試驗(yàn)電壓（有效值）1U≤60V500V260V＜U≤125V1000V3125V＜U≤250V1500V4250V＜U≤500V2000V5U＞500V1000V+2×U任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解控制精度測(cè)試①將電機(jī)控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于空載、熱態(tài)、電動(dòng)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(gè)不同的轉(zhuǎn)速點(diǎn)作為目標(biāo)值。③對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)速目標(biāo)值均進(jìn)行以上試驗(yàn)，選取轉(zhuǎn)速控制精度中的誤差最大值，作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制精度。轉(zhuǎn)速控制精度任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解控制精度測(cè)試①將電機(jī)控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于熱態(tài)、電動(dòng)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(gè)不同的轉(zhuǎn)矩點(diǎn)作為目標(biāo)值。③對(duì)每一個(gè)轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值均進(jìn)行以上試驗(yàn)，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(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制精度。轉(zhuǎn)矩控制精度任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解響應(yīng)時(shí)間測(cè)試①將電機(jī)控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于空載、熱態(tài)、電動(dòng)工作狀態(tài)。②按照轉(zhuǎn)速期望值設(shè)定電機(jī)控制器或上位機(jī)軟件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)直接旋轉(zhuǎn)加速。③改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)起始位置，沿圓周方向等分取5個(gè)點(diǎn)，在同一轉(zhuǎn)速期望值條件下分別重復(fù)以上試驗(yàn)，取5次測(cè)量結(jié)果中記錄時(shí)間的最大值作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)該轉(zhuǎn)速期望值的轉(zhuǎn)速響應(yīng)時(shí)間。轉(zhuǎn)速響應(yīng)時(shí)間任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解響應(yīng)時(shí)間測(cè)試①將電機(jī)控制器直流母線電壓設(shè)定為額定電壓，確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)處于堵轉(zhuǎn)、熱態(tài)、電動(dòng)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(jī)控制器或上位機(jī)軟件，對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩從零快速增大。③改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)起始位置，沿圓周方向等分取5個(gè)點(diǎn)，在同一轉(zhuǎn)矩期望值條件下分別重復(fù)以上試驗(yàn)，取5次測(cè)量結(jié)果中記錄時(shí)間的最大值作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)對(duì)該轉(zhuǎn)矩期望值的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時(shí)間任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)講解安全性檢查電機(jī)控制器接地點(diǎn)應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志。如無(wú)特定的接地點(diǎn)，應(yīng)在有代表性的位置設(shè)置接地標(biāo)志。電機(jī)控制器中能觸及的可導(dǎo)電部分與外殼接地點(diǎn)處的電阻應(yīng)不大于0.1Ω。檢測(cè)時(shí)，首先將電機(jī)控制器與供電電源以及負(fù)載斷開(kāi)，然后將萬(wàn)用表檢測(cè)端子分別連接至接地點(diǎn)和機(jī)殼，檢測(cè)值應(yīng)不大于0.1Ω。安全接地檢查任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試知識(shí)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(shí)測(cè)量電機(jī)控制器支撐電容兩端的開(kāi)路電壓。記錄支撐電容開(kāi)路電壓從切斷時(shí)刻直至下降到60V經(jīng)過(guò)的時(shí)間，此數(shù)值即為電機(jī)控制器支撐電容的被動(dòng)放電時(shí)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(jī)控制器參與放電過(guò)程，同時(shí)測(cè)量電機(jī)控制器支撐電容兩端的開(kāi)路電壓，記錄支撐電容開(kāi)路電壓從切斷時(shí)刻直至下降到60V經(jīng)過(guò)的時(shí)間，此數(shù)值即為電機(jī)控制器支撐電容的主動(dòng)放電時(shí)間。支撐電容放電時(shí)間測(cè)試技能操作操作準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施——電機(jī)控制器功能測(cè)試新能源教學(xué)整車高壓安全防護(hù)用品、絕緣工具、絕緣扭力扳手、舉升機(jī)、冷卻液、減速器齒輪油、空調(diào)制冷劑、密封膠、電驅(qū)動(dòng)總