项目4检修驱动电机及其控制系统故障.docx

项目4检修驱动电机及其控制系统故障任务1检修驱动电机和减速器故障教师姓名授课形式i并授授课时数6授课日期年月日授课班级授课项目及任务名称任务1检修驱动电机和减速器故障教学目标知识目标1 .能查阅维修手册，理解驱动电机系统的构成及工作模式。2 .能就车认识各种类型的驱动电机及其特点。3 .能就车理解减速器的工作原理。技能目标能小组合作，执行维修手册标准，掌握检修驱动电机和减速器故障的方法。教学重点检修驱动电机和减速器故障教学难点检修驱动电机和减速器故障教学方法教学手段借助于多媒体课件，播放视频讲授驱动电机系统的构成及工作模式，各种类型的驱动电机及其特点；减速器的工作原理。通过教师的示范和视频的示范讲授检修驱动电机和减速器故障。让学生更直接地学会检修驱动电机和减速器故隙技巧与方法。学时安排1 .讲授驱动电机系统的构成及工作模式，工作原理和工作过程，约30分钟；2 .利用教学设备讲授各种类型的驱动电机及其特点；约40分钟3 .利用教学设备讲授减速器的工作原理约25分钟4 .利用教学设备完成检修驱动电机和减速器故障，约105分钟；3.教学实训，完成工作页内容约40分钟。教学条件多媒体课件、北汽EV160纯电动汽车维修手册、纯电动汽车检修学习工作页、汽车维修专用工具。课外作业阅读维修手册、完成工作页检查方法1 .随堂提问，计平时成绩。2 .完成检修驱动电机和减速器测试评分，计平时成绩。教学后记授课主要内容【情景引入】某北汽4S店的高级汽车维修工小王接到一张任务工作单:车主黄先生驾驶一辆行驶里程为5000km的北汽EV160纯电动汽车在某高速公路上行驶时追尾前方车辆,使得黄先生的车辆前部严重损毁，无法启动。经过初步检查，确定驱动电机损坏，现需进一步检修以确认故障原因。如果你是小王，应该如何检修该故障呢？【知识链接】一、驱动电机系统概述1 .驱动电机系统的构成驱动电机系统主要由驱动电机（DM）、电机控制器（MCU）、整车控制器（VeU）、机械传动装置等构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接。驱动电机系统各部件的连接如图所示。驱动电机系统各部件的连接2 .驱动电机系统的工作条件要保证驱动电机系统正常工作需要满足以下条件： 高压电源输入正常（绝缘性能大于20MQ）。 低压12V电源供电正常（电压范围916V）,与整车控制器通信正常。电容放电正常。旋变传感器信号正常。三相交流输出电路正常。驱动电机及MCU温度正常。开盖保持开关信号正常。3.驱动电机系统的工作模式驱动电机系统的工作模式主要分为驱动模式和发电模式两种，具体内容如图所示。驱动模式整车控制器根据车辆运行的不同情况，包括车速、挡 位、电池、SOC值来决定驱动电机的输出扭矩或功率。当 MCU从整车控制器处得到扭矩输出命令时,将动力电池 提供的直流电能转化成交流电能，以使驱动电机输出扭 矩，驱动车辆行驶.发电模式当车辆在减速或刹车制动时，MCU从整车控制器得到发电命令后，控制驱动电机处于发电状态.此时驱动电 机会将车辆动能转化成交流电能，交流电能通过MCU转 化为直流电，存储到动力电池中.驱动电机系统的工作模式二、认识驱动电机1 .驱动电机的功能及特点驱动电机在纯电动汽车中承担着驱动车辆和发电的双重功能，即在正常行驶时发挥其主要的电机功能，将电能转化为机械能；而在降速或下坡滑行时驱动电机转变为发电机，将车轮的惯性动能转换为电能。通常要求纯电动汽车的驱动电机能够频繁地启动/停车、加速/减速。在低速或爬坡时要求高转矩、低转速，而高速行驶时则要求低转矩、恒功率，并且要求变速范围大，因此纯电动汽车的驱动电机般要具有良好的转矩、转速特性。为了适应纯电动汽车在各种行驶工况下的负载特性匹配要求，纯电动汽车的驱动电机具有以下特点：启动力矩大且过载能力强。在运行时要满足带负载起步要求，同时，在汽车加速时，还要有较强的短时过载能力。峰值电流小于动力电池最大允许放电电流。调速范围宽。驱动电机有较宽的调速范围，这样可以保障汽车在高、低速各种工况下均能高效运行，并保持理想的调速特性。调速响应快。驱动电机的动态响应性高，这样可以改善行驶中的可控制性能，使车辆操作更加顺畅、行驶更加稳定。可靠性高。2 .驱动电机的分类纯电动汽车常用的驱动电机主要有直流电机、三相交流异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。（1）直流电机早期的纯电动汽车大多采用直流电机。由于直流电机转速范围不大，因此在行驶时如果不辅以二级减速器或变速器，车辆的最高时速会比较低，因此这种电机更适合小型车或微型车领域。直流电机的优点和缺点见下表。特点具体内容结构简单具有优良的电磁转矩控制特性,可实现基速以下恒转矩、基速以上恒功率,可满足优占汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求优'可频繁快速地启动、制动和反转调速平滑、无级、精确、方便、范围广；抗过载能力强，能够承受频繁的冲击负载控制方法简单,只需要用电压控制,不需要检测磁极位置价格高、体积大、质量重缺占设有电刷和换向器.高速和大负荷运行时换向器表面易产生电火花,电火花会产生瞅AA电磁干扰；另外换向器维护困难,很难向大容垃、高速度方向发展不宜在多尘、潮湿、易燃易爆的环境中使用(2)三相交流异步电机三相交流异步电机又称感应电机，其结构如图所示。三相交流异步电机的结构(3)永磁同步电机永磁同步电机的结构。目前永磁同步电机在纯电动汽车中得到了广泛的应用，大部分纯电动汽车如北汽EV160、荣威E50、腾势500等采用的都是永磁同步电机。永磁同步电机主要由定子、转子、机座、散热风扇等部件组成，如图4-1-6所示。永磁同步电机的结构北汽EV160纯电动汽车采用的永磁同步电机(C33DB)具有效率高、体积小、重量轻等优点,其剖面结构如图所示。C33DB电机的剖面结构永磁同步电机的定子结构与普通感应电机的定子结构非常相似。永磁同步电机与普通感应电机的不同之处在于转子结构，永磁同步电机的转子上安装有永磁体磁极。永磁电机的工作原理。永磁电机包括永磁直流电机、无刷直流电机和永磁同步电机等，它们的原理结构基本相同。下面以12槽10极分数槽集中绕组永磁直流电机为例，来介绍永磁电机的工作原理，如图所示为其定子与转子的组合图，如图所示为其基本工作原理图。12槽10极分数槽集中绕组槽10极分数槽集中绕组永磁直流电机的定子与转子永磁直流电机的工作原理永磁同步电机的优缺点。永磁同步电机的优点和缺点见表。特点具体内容优点功率因数大、密度大、效率高结构简单，便于维护；使用寿命较长，可靠性高调速性能好，精度高具有良好的瞬时特性，转动惯量低，响应速度快输出转矩大，极限转速和制动性能优于其他类型的电机采用电子功率器件作为换向装置，驱动灵活，可控性强形状和尺寸灵活多样，便于进行外形设计体积小、质量轻缺点成本高。一方面，木身造价较高；另一方面，在恒功率模式下，操纵较为复杂，控制系统成本也较高弱磁能力差，调速范围有限功率范围较小，受永磁材料工艺的影响和限制，最大功率仅为几十千瓦低速时额定电流较大，损耗大，效率较低抗腐蚀性差，不易装配(4)开关磁阻电机开关磁阻电机作为一种新型电机，相对于其他类型的驱动电机而言，其结构最为简单，主要由定子绕组、定子铁芯、转子等组成。开关磁阻电机由于在技术上还存在着局限性，其控制系统的设计相对复杂，特别是在研发阶段，现有技术很难为其建立准确的数学模型，还未能广泛地应用于纯电动汽车领域。开关磁阻电机的优点和缺点见下表。I特点具体内容；优点结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修具有直流调速系统的可控性好的优良特性,同时适用于恶劣环境缺点控制系统的设计相对复杂对直流电源会产生很大的脉冲电流电机振动发出的噪声大三、机械传动装置一减速器机械传动装置的主要功能是将驱动电机的转速降低、转矩升高，以满足整车对驱动电机的转矩、转速需求，搭配驱动电机共同驱动车辆行驶。1 .减速器的构成纯电动汽车较多的采用固定速比的减速装置一一减速器来与驱动电机搭配，从而省去了变速器、离合器等部件。减速器由壳体、输入轴组件、中间轴组件、差速器等构成，如图4J-15所示。北汽EV160纯电动汽车搭配J'EF126BO2型减速器，它是一款前置前驱型减速器，采用左右分箱、两级传动结构，具有体积小、结构紧凑等特点。2 .减速器的工作原理减速器动力传动机械部分是依靠两级齿轮副来实现减速增扭的目的，其动力传递路线为驱动电机一输入轴一输入轴齿轮一中间轴齿轮1一中间轴齿轮2f差速器齿轮一差速器一左右半轴左右车轮。3 .减速器的保养通常，在汽车行驶300Okm或3个月后需要对减速器进行保养，更换润滑油。减速器的保养周期见表。公里1万2万3万4万5万6万7万8万月数612182430364248方法BHBHBHBH备注B：维护保养检查必要时更换润滑油；H：更换润滑油(行驶每满2万公里后必须更换)润滑油的检查及更换步骤如图所示。润滑油的检查将车停放在水平位BL检查油位；目视检查减 速器是否漏油.如有泄漏应检修泄漏部位：拆下油位 零塞.检查润滑油是否与油位螺塞孔齐平,如不齐平应 添加泗清油，西到油位如塞孔流出油为止.润滑油的更换涣油之前,必须停车断电，用举升机将车 辆水平升起；待车辆水平开好后，检查是否濡 油，如有泡嘉应处理；用专用工具拆下放油 螺塞,排放废油；废油排放完毕后，在放 油媒塞上涂上少量的密封胶,并按规定的力矩 （812Nm）拧;R;拆下油位螺塞和迸油螺 塞；加注规定型号和Bl的润滑油；在油位螺 塞、迸油螺塞上涂上少的空封胶,并按规定的力 矩拧紧.卜润滑油的检查及更换步骤四、驱动电机和减速器常见故障及其处理方法1.驱动电机常见故障及其处理方法故障现象故障原因处理方法电机在空载时不能启动电源未接通逆变器控制故障定子绕组故障（断路、短路、接地和连接错误）电源电压过低检查开关、接触器触点及电机引出线头，找出故障并修复检查逆变器检查定子绕组，找出故障并修复检查电源电压和每个连接处电机通电后无法启动，且“嗡嗡”响定子、转子绕组断路绕组引出线始末端接错或绕组内部接反电机负载过大或卡住电源未能全部接通查明断路点，并进行修复定子绕组中通入直流电，检查绕组极性（用指南针）；判定绕组首末端是否连接正确检查设备，排除故障紧固接线柱松动的螺钉，用万用表检查电源线某相断线或假接故障，然后修复电机超速故隙整车负载突然降低，电机转矩控制失效电机低压信号线插头连接松动或者退针重新上电，如车辆恢复正常，则将信息反馈给技术中心；如车辆不能恢复正常，则检查MCU检查信号线插头电机过温故障电机低压信号线插头连接松动或者退针冷却系统工作异常电机本体损坏（长时间过载检查信号线插头检查冷却液是否充足，水泵是否正常工作，冷却管路是否堵塞或堵气运行）更换电机定子过热输电线一相断线或定子绕组一