新能源汽車驅動系統的維修技術分析

摘要：隨著我國新能源汽車的快速發展和大面積擴張生產，新能源汽車驅動系統系列設備維修行業的需求量也在快速地增長。在新能源汽車的維修中，驅動系統的故障排查與維修一直是重中之重。新能源汽車與常規燃油車相比，其結構和操縱方式具有根本的不同，所以對其進行檢修時必須要對其進行正確的分析和維護。針對新能源汽車驅動系統裝置的具體故障原因、分析技術、維修設備方法及維修技術等進行分析，以此為汽車維修人員、院校教師和專業維修學生的技術成長和實際工作做參考。

關鍵詞：驅動系統；新能源汽車；技術維修

中圖分類號：U472.42? 收稿日期：2023-04-03

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.06.029

1 新能源汽車輛驅動系統的基本構成

新能源汽車的驅動裝置是將電力轉換為機械能并驅動車輛的動力，它是一種以驅動電機、控制器和傳動裝置為核心的驅動裝置[1]。其中，以定子、轉子、殼體等為主，當前存量新能源汽車中電動機以永磁同步電動機為主；它的優點是功率密度高，能耗低，體積小[2]。控制器包括控制器軟件、控制器硬件，例如功率驅動模塊、DC/DC、高壓插頭、電流傳感器等，控制器硬件接收汽車控制器軟件的命令，對電動機的電流和電流進行控制，以確保驅動馬達能夠在需要的方向、轉速和扭矩下工作[3]。該驅動裝置的核心部分包括減速器、齒輪組、高速軸承等，這些減速器部件在汽車運行時起重要作用，減小了汽車的輸出速度，以提高汽車的轉矩，確保新能源電動汽車的有效運行。

2 新能源汽車輛的主要故障及維護技術

2.1 電動機的常見問題及維護技術

2.1.1 汽車振動而無法前行

故障表現實際情況：新能源汽車的車體搖晃但不能行駛。

維修方式：首先要到新能源汽車的故障檢測系統中去查看其運行狀況，并檢測其輸出的總電壓為350 V，轉向、目標扭矩、馬達扭矩等與期望相符，若驅動馬達的信號與VCG所提供的指令相符，而車輛依然不能正常運行，必須對三相位緊固螺栓進行檢查；檢查電動機有沒有折線和折斷，使用萬能電表檢測有關傳動馬達的接線是否接通[4-5]。

2.1.2 電機過速

在新能源汽車中，電動機的過速是最常見的一種，其產生的原因很多。當發生修理時，要思考車輛的負荷會不會突然改變，進而造成馬達的扭力失控，最后造成馬達的轉速過快，這個問題可以用再充電來處理。此外，由于電動機的低壓信號導線接頭有松動，也有可能造成失效。檢查時應著重對電動機的信號線插塞進行檢測，并對其進行補強接合[6]。如果沒有以上兩種情形，則要根據控制器有無損傷，如果檢測到有問題，可以用替換的方式來修復。

故障表現實際情況：新能源汽車的儀表盤上會出現限速行駛、維修或者 EHPS故障等情況，這時新能源汽車不能進入高壓電，掛擋后依然不能行駛，但發動機的噪聲還是很大。

維修方式：這時要使用故障查詢系統，對故障代碼進行檢測，并依據故障和目前的故障代碼，例如驅動電機2級故障、驅動電機3級故障、HVIL斷開等，并結合故障點和細節進行詳細的檢修。首先要確認電機的接頭連接情況，然后要注意電機和差速器之間有沒有機油滲出來，若有機油滲漏，要對壓力表的工作狀況和機構的完整性進行進一步的檢驗。如果以上兩部分均工作正常，應對驅動馬達的旋轉量進行進一步測量，其旋轉量為：a.1＃和12#旋轉量為15 Ω；b.2#和11#旋轉量36 Ω；c.3#和10#旋轉量為36 Ω。若不是以上所說，就是驅動馬達的內部問題。

2.1.3 發電機旋轉失效

故障表現實際情況：新能源汽車在運行時發生了嚴重的脫軌事故，導致無法進行Ready，在儀表板上顯示“系統故障”時，首先要確認發電機的插頭是否有問題，電線有沒有折斷、倒針等情況，如果這些電路都是正確的，就必須對發電機的旋轉值進行檢測；檢查其是否滿足規定的電阻，若以上操作都未能解決，表示發電機內有問題，必須進行更換。

2.1.4 驅動電機溫度過高

驅動電機的溫度偏高，通常是因為電阻增加造成的。此外，由于馬達籠式轉子斷條或繞線式線圈連接松動，使電動機控制系統不能隨氣溫的變化而發生動力不穩。采用自動調速馬達，內建溫度感應器，可對電動機的溫度進行即時監測，一旦發現電動機線圈工作中的溫度有任何不正常現象，可由控制器控制。例如，如果探測到的是在120～140 ℃時，電動機的工作效率逐漸下降，在140 ℃以上時，電動機將不能正常工作。當出現問題時，必須對電動機進行認真的檢測，同時要將長期超負荷運轉的傳動馬達替換掉。

2.1.5 旋轉變壓器報故障

旋轉變壓器是一種以產生跟隨數字化的電子、角度的電子和角度的電磁感應元件，由于它的運算功能而被稱作“解算器”。如果變壓器發生了問題，那么就會使電動機失去動力，或者轉矩的輸出值低于標準，使車輛的功率下降。因此，當出現問題時，必須使用萬能表校驗旋轉變壓器和旋變譯碼回路，若其值為無限，說明變壓器已破損，必須進行零件的替換；如果數值顯示是正確的，則表示內部的回轉譯碼回路有問題，可以替換主控制面板。

2.1.6 驅動電動機缺少相位

如果新能源汽車驅動電動機不轉，需要分析其有無缺少相位的問題。驅動電動機的脫相器是一種勵磁失效，通常是由于電動機某個相中霍爾元件的問題引起的。霍爾元件作為一種磁鐵控制器件，它可以探測到磁場的改變，并把所獲得的磁場信息轉換成能夠被控制器接收的控制三相的輸出。霍爾元件的失效導致了電動機的失相，從而導致了磁鐵的運行不正常。在判斷失效時，先要檢查電機有無振動，運轉時有無噪聲，然后對霍爾元件的引線和電源引線之間的霍爾元件進行測試；采用比較方法對霍爾元件的失效進行判斷，并進行替換。三個霍爾元件可以在同一時間被替換，從而確保電動機的換向位精度。

2.1.7 頓挫問題

“頓挫”是新能源汽車輛在駕駛時，會產生較為顯著的動力停滯現象，并且在駕駛時會有較為清晰的感受。不過，因為剎車的原因，儀表板上的所有數據都不會有任何變化，而且這種情況并不會對整個行車造成任何的負面影響，所以大部分司機都不會把這個問題放在心上。如果這種問題在很長一段時間內沒有得到有效的處理，就會對車輛的零件產生損傷，從而導致車輛的失靈。在修理的過程中，應使用專用的儀器對電動機進行檢測，確認其不會惡化，并對其進行快速地檢修。

2.2 電動機控制系統的一般失效及維護技術

電動機控制器的功能是接受汽車的命令，把 DC電流轉換成 AC電流，從而控制發電機在各種轉速下的轉矩。本文從電動機控制的常用故障和維護的幾種方式入手，并結合當前在市面上普遍使用的比亞迪唐轎車電動機控制裝置的總體維修方案進行了探討。

2.2.1 控制器高溫問題

故障表現實際情況：當新能源汽車輛在駕駛時，由電控狀態突然轉換到燃油－電力，并且不能重新轉換到電控狀態，此時如果儀表板顯示是正確的；沒有任何的報故障，通過ED400的讀數，在汽車進入燃油－電力混合的一剎那，控制器的溫度就會上升到100 ℃。

維修方式：發電機制冷系統的防凍液不足，電動機水泵運行異常，散熱器阻塞，直流電機過熱等都是造成高溫的重要因素。在進行檢修時，首先利用ED400讀出驅動馬達的資料，以確認水泵的工作狀態；其次要看散熱器里的散熱片能不能工作；最后要對水泵的線路進行檢查，比如斷線等，同時檢查是否有斷裂處，然后再進行連接和測試。

2.2.2 控制器和直流系統報故障

故障表現實際情況：汽車OK燈亮，汽車發動后無法采用電力方式，并有“請查看動力系統”的報錯提示。

維修方式：使用汽車診斷設備對汽車的錯誤代碼進行檢測，并對其進行分析，在排除錯誤代碼后進行檢測。如果無法恢復正常，應對其進行進一步的檢測，對比標準值，看看是否在正常的范圍內；最后，對驅動器控制裝置的接頭等進行檢驗，如果仍然不能解決問題，那么，驅動控制器應當替換。

2.2.3 電動機的故障檢修流程

在電動機控制裝置發生錯誤時，整個汽車處于非EV狀態，在儀表板上會有“請檢查動力系統”字樣，如果發生了問題，則要通過汽車診斷儀器來讀取發動機的故障，通常會有“無應答”和“讀取錯誤代碼”，如果是前者，則要對整個汽車進行徹底地檢修。如果是后者，只需要對錯誤代碼進行檢修。

無應答系統問題的處理過程：首先，對低電壓接頭的有關管腳進行檢測，若有不正常情況，將進一步檢驗電源、通信等低電壓線路。

a.讀取錯誤代碼的處理過程：當發生“P1B0100”的錯誤代碼，IPM失效時，首先，試幾次OK擋，看看故障會不會消失；其次，要對三相線上的直流母線的壓降進行檢測，如果出現異常，應立即進行電動機調速；如果管壓降是正確的，那么就會有其他的錯誤代碼，如果連續的檢測錯誤代碼都無法解決，那么就必須進行驅動器控制的替換。

b.出現“P1B0900”的錯誤代碼，在開蓋防護時，首先，應先進行OK擋測試，看看故障會不會消除；其次，要檢測驅動馬達的控制罩有沒有開；當最終的問題還沒有解決時，必須替換驅動馬達的控制器。

2.3 無法確定故障方位時的通用性技術維修

2.3.1 對驅動電機進行檢查和維修

驅動電機的安裝位置一般在前艙的動力總成支架下面，其由電機、溫度傳感器、旋轉變壓器、冷卻循環水道和殼體組成。電動車輛驅動系統中的驅動馬達是其關鍵部分，以下是通用性維修技術方案。

a.檢驗所述驅動馬達的外表。檢測電動機外部表面有無機油滲出的問題；檢測驅動馬達的上下管道有無裂紋或泄漏；抬起汽車，查看底盤的保護層有無碰撞或破損，驅動馬達有無碰撞或破損。

b.將驅動馬達的外表污物及粉塵清理干凈。用壓縮空氣或者擦干凈馬達外殼上的塵土和塵埃。

c.檢驗驅動馬達的絕緣性能。為了確保電動機在工作環境中工作，必須滿足一定的安全性，所以要對其進行絕緣度檢測。選用適用于電動機的絕緣電抗器，并按其上標明的電位進行電動機的絕緣度試驗

d.檢驗所述驅動馬達的定子線圈。使用萬能計對三個線圈U-V、V-W、W-U之間的阻值進行測試，以確定是否有短路。

e.檢驗所述驅動馬達的旋轉變壓器。對電動機和電動機的控制裝置的低電壓接頭的狀況進行檢驗，以確認接頭是否有退針、虛接現象，并將其用于驅動電動機的低壓接頭A、B、C、D、E、F為驅動馬達的解耦終端。驅動馬達低壓插19針腳和終端的界定。

f.檢驗驅動馬達的溫度傳感器。利用萬能電表對驅動馬達的溫敏元件進行電阻測試，以確定其有無損壞。在正常環境下進行，驅動馬達的溫敏元件是由驅動馬達的低電壓接頭G端子和H端子組成。G端子與H端之間的電阻，一般為1 kΩ，若為無限大，即為斷路。

g.檢驗所述驅動馬達的高電壓聯鎖端。通過使用萬能電表，對高電壓聯鎖器的電壓進行測試，以確定高壓聯鎖器的接線情況。對L、M兩個終端之間的電阻值進行測試，若其數值顯示無，說明測量點為斷路。

2.3.2 其他維修技術方法

a.清洗：在新能源汽車的驅動馬達的外表和電線等細部，要經常進行清洗。

b.固定松動檢查：在平時的維修中，要注意對新能源汽車的各螺釘進行適當地擰緊。

c.表面檢查：對新能源汽車的驅動馬達進行表面磨損、侵蝕等檢測，并對其軸線有無損壞。

d.冷卻液檢查：新能源汽車的動力系統中，冷卻液的存在關系著其工作狀況和使用年限，所以在定期維護中要注意觀察和補充冷卻水是否已經到達了標準值。

3 結語

新能源汽車的維護和管理技術是保證新能源汽車工業發展的一個關鍵因素。作為新能源汽車的關鍵零部件，新能源汽車的驅動系統是整車的核心所在，其工作性能的好壞將直接影響到整車的動力性能、經濟性能和行駛舒適度。通過對新能源汽車的駕駛實踐和故障診斷技術入手，對其常見故障分析、維修技術進行了較為詳盡的分析，要著重解決其在使用中所出現的各種問題，并進行詳細的維護工作和專業的故障檢修工作，確保新能源汽車處于安全、高效的使用狀態當中。

參考文獻：

[1]陳明華新能源汽車的維修與故障診斷技術研究[J]汽車實用技術，2018，279（24）：15-16+32.

[2]楊軍身新能源汽車維修保養技術[J]中國西部，2017（2）：73.

[3]張子容淺析新能源汽車驅動電機維護保養與故障維修[J]河北農機，2019（1）：61.

[4]楊香蓮淺析新能源汽車驅動電機維護保養與故障維修[J]南方農機，2019，50（21）：134.

[5]劉波，楊照偉新能源汽車驅動電機維護保養與故障維修措施探析[J]華東科技：綜合，2019（7）：331-332.

[6]廖新鋒北汽新能源純電動汽車驅動電機控制系統故障維修[J]汽車維修，2019（4）：8-10.

作者簡介：

孫中濤，男，1982年生，講師，研究方向為新能源汽車、智能網聯汽車和機械設計制造。