新能源汽车驱动电机及控制系统检修 课件 任务6 电机控制器检测与更换

驱动电机及控制系统检修任务六电机控制器检测与更换任务导入场景：广汽新能源汽车售后维修中心人物：维修技师小刘、客户王先生情节：王先生的广汽GE3纯电动汽车在快速行驶中，无意间闯过一处路面破损严重的路段，在一阵剧烈颠簸后，驱动电机故障信号装置突然亮起，车主立即减速停靠路边，并联系最近的服务站。经维修技师初检后，判断为电机控制器内部故障，需要更换电机控制器。提出问题如何检测和更换电机控制器？任务目标教学内容电机控制器作用、安装位置电机控制器铭牌及主要性能参数识别电机控制器更换流程电机控制器工作原理与检测电机控制器功能测试任务目标能结合具体车型，规范完成电机控制器更换与匹配作业。能根据电机控制器工作原理，完成电机控制器数据读取与信号检测作业。能安装电机控制器各功能测试方法及标准，规范完成电机控制器功能测试作业。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器作用

电机控制器将动力蓄电池系统输出的直流电源逆变为驱动电机所需的大小和频率可调的交流电，从而使驱动电机输出的转速和转矩满足整车各种运行工况的需求，如启动、加速、爬坡、减速、倒车、制动及能量回收等。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器安装位置

电机控制器一般与驱动电机相邻安装或与驱动电机一体安装，常见的安装位置有车辆前机舱内、车辆后备箱下方等。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器连接结构

电机控制器与动力蓄电池系统之间通过高压母线相连；与驱动电机之间有低压线束、高压线束连接；与整车控制器之间有低压线束连接。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器铭牌

电机控制器铭牌主要包括制造厂商、型号、编号、名、主要参数（额定电压，最大输出电流，额定输出容量，冷却方式，重量）等信息。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器型号命名

电机控制器型号由驱动电机控制器类型代号、工作电压规格代号、信号反馈元件代号、工作电流规格代号、冷却方式代号、预留代号六部分组成。M——光电编码器；X——旋转变压器；H——霍尔元件；任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器主要参数

电机控制器的主要参数包括尺寸、体积/重量、工作环境温度、额定电压（输入电压）、输出电流、控制方式、冷却方式等。序号项目参数单位1产品尺寸（长×宽×高）337×206×196mm2产品体积/重量约8.6/约9.8L/kg3产品工作环境温度-40~105℃4逆变器直流输入电流最大持续电流±190A5逆变器直流输入电压240~430V6逆变器输出相电流峰值400Armsfor10s@336V；持续：190Arms@Tcool_max=65℃，8L/minV7冷却液型号50%水+50%乙二醇-任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器更换流程

①高压安全防护，包括环境安全防护和人身安全防护

②高压断电，关闭所有用电器、关闭启动开关→断开辅助蓄电池负极→拆卸高压维修开关

③排放冷却液；

④拆卸电机控制器，脱开冷却水管→断开低压线束→脱开高压线束（三相交流电源和直流母线）→拆卸固定螺栓→移出电机控制器拆卸任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器更换流程

①电机控制器型号应与原车一致；

②表面不应有锈蚀、碰伤、划痕，涂覆层不应有剥落；

③紧固件连接应牢固，引出线或接线端应完整无损，颜色和标志应正确；

④铭牌的字迹和内容应清晰无误，且不应脱离。检查安装电机控制器安装大体以拆卸的倒序进行，同时需注意下列事项：

①各管路连接完成后，按照规定加注冷却液；

②更换电机控制器后需要进行匹配。任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解电机控制器更换流程电机控制器的匹配步骤如下：

①关闭启动开关；

②连接车辆诊断仪；

③将启动开关置于“ON”挡；

④使用诊断仪读取故障码，确认整车无故障码；

⑤使用诊断仪读取数据流，确认辅助蓄电池电压在正常范围内，动力蓄电池电压在正常范围内；

⑥进入诊断仪匹配界面，根据提示进行匹配操作。匹配技能操作操作准备任务实施——电机控制器更换与匹配新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液回收装置、减速器齿轮油回收装置、制冷剂回收装置、电驱动总成托举工具、环箍钳工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页电机控制器更换与匹配安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——电机控制器更换与匹配知识讲解任务实施——电机控制器检测电机控制器信号采集电机控制器在工作中对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过CAN网络发送给整车控制器。序号采集信号信号功能信号来源1转子位置信号电机控制器需根据转子的不同位置输出对应方向、大小的电流，用以控制驱动电机的转速及方向旋转变压器2电机温度信号电机控制器通过温度信号，可判断驱动电机是否处于合理工作温度，实现过温保护功能温度传感器3输入、输出电流信号电机控制器通过输入、输出电流信号，可判断两侧电流是否符合正常工作范围，实现过流保护功能电流传感器4输入、输出电压信号电机控制器通过输入、输出电压信号，可判断两侧电压是否符合正常工作范围，实现过压保护功能电压传感器知识讲解任务实施——电机控制器检测电机控制器工作原理

电机控制器对所有的输入信号进行处理，根据位置传感器检测到转子位置信号，经处理后得到电机实际转速信号；根据挡位、加速、制动踏板等信号，处理后得到电机的需求转速；并通过矢量控制，得到PWM发生器的输入信号，通过驱动电路产生控制逆变器功率元件（IGBT）导通和断开的控制信号，输入给逆变器，从而控制车辆的启动运行、行驶速度、刹车等行驶状态知识讲解任务实施——电机控制器检测电机控制器检测连接诊断仪，读取电机控制器相关数据，主要包括输入电压（母线电压）、输入电流（母线电流）、输出电压、输出电流，判断电机控制器的输入输出信号是否正常。检测电机控制器电源信号是否正常，包括供电（保险及线束）、搭铁信号。检测电机控制器的控制信号是否正常，包括电机继电器、电机唤醒线等信号。检测电机控制器通讯信号（CAN信号）是否正常。技能操作操作准备任务实施——电机控制器检测新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液、减速器齿轮油、空调制冷剂、密封胶、电驱动总成吊装工具工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页读取电机控制器数据安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——电机控制器检测电机控制器信号检测知识讲解任务实施——电机控制器功能测试绝缘检测检测内容及标准

电机控制器动力端子与外壳、信号端子与外壳、动力端子与信号端子之间的绝缘电阻应不小于1MΩ。检

测

方

法①断开电机控制器的高压与低压连接线束；②测量电机控制器动力端子与外壳、控制器信号端子与外壳、控制器动力端子与控制器信号端子之间的绝缘电阻。任务实施——电机控制器功能测试知识讲解工频耐电压测试测试标准序号最高工作电压试验电压（有效值）1U≤60V500V260V＜U≤125V1000V3125V＜U≤250V1500V4250V＜U≤500V2000V5U＞500V1000V+2×U任务实施——电机控制器功能测试知识讲解控制精度测试①将电机控制器直流母线电压设定为额定电压，确保驱动电机处于空载、热态、电动工作状态。②在10%~90%最高工作转速范围内，均匀取10个不同的转速点作为目标值。③对每一个转速目标值均进行以上试验，选取转速控制精度中的误差最大值，作为驱动电机系统的转速控制精度。转速控制精度任务实施——电机控制器功能测试知识讲解控制精度测试①将电机控制器直流母线电压设定为额定电压，确保驱动电机处于热态、电动工作状态。②在设定转速条件下的10%~90%峰值转矩范围内，均匀取10个不同的转矩点作为目标值。③对每一个转矩目标值均进行以上试验，选取转矩控制精度中的误差最大值，即为特定转速条件下驱动电机系统的转矩控制精度。转矩控制精度任务实施——电机控制器功能测试知识讲解响应时间测试①将电机控制器直流母线电压设定为额定电压，确保驱动电机处于空载、热态、电动工作状态。②按照转速期望值设定电机控制器或上位机软件，驱动电机由静止状态直接旋转加速。③改变驱动电机定子和转子的相对起始位置，沿圆周方向等分取5个点，在同一转速期望值条件下分别重复以上试验，取5次测量结果中记录时间的最大值作为驱动电机系统对该转速期望值的转速响应时间。转速响应时间任务实施——电机控制器功能测试知识讲解响应时间测试①将电机控制器直流母线电压设定为额定电压，确保驱动电机处于堵转、热态、电动工作状态。②在堵转状态下，按照转矩期望值设定电机控制器或上位机软件，对电机进行转矩控制，使驱动电机输出转矩从零快速增大。③改变驱动电机定子和转子的相对起始位置，沿圆周方向等分取5个点，在同一转矩期望值条件下分别重复以上试验，取5次测量结果中记录时间的最大值作为驱动电机系统对该转矩期望值的转矩响应时间。转矩响应时间任务实施——电机控制器功能测试知识讲解安全性检查电机控制器接地点应有明显的接地标志。如无特定的接地点，应在有代表性的位置设置接地标志。电机控制器中能触及的可导电部分与外壳接地点处的电阻应不大于0.1Ω。检测时，首先将电机控制器与供电电源以及负载断开，然后将万用表检测端子分别连接至接地点和机壳，检测值应不大于0.1Ω。安全接地检查任务实施——电机控制器功能测试知识讲解安全性检查将直流母线电压应设定为最高工作电压，电压稳定后，立即切断直流供电电源，同时测量电机控制器支撑电容两端的开路电压。记录支撑电容开路电压从切断时刻直至下降到60V经过的时间，此数值即为电机控制器支撑电容的被动放电时间。将直流母线电压应设定为最高工作电压，电压稳定后，立即切断直流电源，并且电机控制器参与放电过程，同时测量电机控制器支撑电容两端的开路电压，记录支撑电容开路电压从切断时刻直至下降到60V经过的时间，此数值即为电机控制器支撑电容的主动放电时间。支撑电容放电时间测试技能操作操作准备任务实施——电机控制器功能测试新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液、减速器齿轮油、空调制冷剂、密封胶、电驱动总