純電動汽車輪轂電機故障診斷與維修分析

陳丹 劉良 劉福華

(宜賓職業技術學院 644000)

純電動汽車輪轂電機故障診斷與維修分析

陳丹 劉良 劉福華

(宜賓職業技術學院 644000)

汽車現在已經成為生產生活重要交通設備，生產制造技術也在不斷更新，尤其是電動汽車生產數量持續增加，已經由研發階段進入到量化生產階段。為提高電動汽車運行可靠性，需要對輪轂電機常見故障原因進行分析，應用有效技術進行診斷，最終選擇合適措施進行維護，及時消除故障，避免造成更進一步的影響，本文就此進行了簡單分析。

電動汽車；輪轂電機；故障診斷

對于純電動汽車來講，在輪轂電機故障診斷與維護技術的選擇上，與傳統汽車維修差異較大。為提高維修效果，還需要從專業角度出發，結合純電動汽車特點，選擇有效技術維護處理，避免故障對汽車運行狀態的影響。

1 純電動汽車輪轂電機驅動系統分析

輪轂電機驅動系統為新型電機驅動方式，布置靈活性高，以車輛驅動方式為依據，可以設置在汽車兩后輪、兩前輪或者四個車輪輪轂內。與傳統內燃機汽車以及其他驅動形式電動汽車相比，輪轂電機驅動式汽車在底盤結構、動力源配置等方面具有更大優勢。

例如，電動汽車車輪卻動力可實現獨立控制，響應速度快，正反轉靈活性高，并且可以實現各輪電氣制動、制動能量回饋、機電復合制動等，提高了對整車能源的利用效率。另外，應用此種驅動系統，整車布局與車身造型設計自由性提高，實現了產品多樣化與系列化設計，可有效縮短產品設計周期[1]。

2 基于滑模觀測器車輪轂電機故障診斷

2.1 輪轂電機故障分析

基于滑模觀測器對車輪轂電機故障進行診斷時，可以將電機與電機驅動看作為一個整體，可用控制增益k表示，其定義為如下。

k=T/u

其中T表示電機輸出轉矩，u表示控制器遵循駕駛員意圖傳輸給電機的控制信號。正常狀態下k為正常值，電機輸出轉矩T通過增益k根據駕駛員意圖變化。如果電機運行出現異常情況，增益k將會發生變化，使得電機輸出轉矩與期望轉矩之間產生差異，將其作為電機故障診斷依據。

電機運行經常會因為各項因素的影響出現故障，且表現形式不同。當其出現磁性減弱、電機溫度升高以及繞組反向等故障時，電機控制增益k值減小，電機輸出轉矩小于期望轉矩[2]。如果出現電機定子繞組開路或者匝間短路等故障時，電機控制增益k值會隨著時間發生正弦變化，電機輸出轉矩也隨時間發生正弦變化。如果遇到其他故障，電機實際轉矩和期望轉矩之間維持正常差值，或者是會隨著時間不斷變化。

2.2 輪轂電機故障診斷

在故障診斷時，為避免對任何因素的忽視，獲得包含故障信息的車輛狀態量，除了要重視駕駛員控制信息的收集外，還需要提高對車輛傳感器實測車輛狀態信息的利用，結合整車模型完成故障診斷。即電機故障后，實際輸出轉矩與期望轉矩差值異常，利用偏差信號特征便可確定電機是否故障，以及故障類型。

實際診斷中，需要基于整車模型搭配合適觀測器，將電動機期望輸入轉矩、非線性觀測器估計輪胎縱向摩擦力以及車輪制動力矩等作為已知量輸入，將電機實際輸出轉矩與期望輸出轉矩差值作為故障信號，構造滑模觀測器判斷輪轂電機是否存在運行故障，確定故障后采取有效措施進行維修。

2.3 輪轂電機故障維修

在完成故障診斷后，需要根據故障所處位置，分析判斷其原因，有針對性的采取措施處理。例如電機供電線路短路，需要全面檢查短路位置，對電機定子線圈引出線端子兩兩間電阻值進行測量，根據線圈絕緣性能，來判斷定子線圈線路短路故障是否排除。

3 結束語

純電動機車電驅動系統與傳統汽車驅動系統相比差異較大，對于輪轂電機故障的診斷維護研究較少，專業經驗能夠起到的作用很少，需要基于電機驅動系統特點，選擇合適技術方法進行有效診斷，得到準確故障信息，為維護工作提供依據，提高汽車運行穩定性與可靠性。

[1]潘漢明,雷良育,王子輝.基于小波分析的電動汽車輪轂電機永磁體故障診斷[J].中國機械工程,2016,(11):1488-1492.

[2]常亮.純電動汽車輪轂電機故障診斷與維修[J].汽車維修,2015,(10):25-26.

U26

A

陳丹（1982—），男，助教，本科，研究方向為汽車電子。

劉良（1981—），男，講師，本科，研究方向為汽車電控發動機。

劉福華（1971—），男，副教授，本科，研究方向為汽車底盤電控系統。