新能源汽车电机及控制系统检修 -课件 -项目四 电机控制器的认知及检修

新能源汽车电机及控制系统检修项目

四

电机控制器的

认知及检修

1.故障案例：一辆特斯拉modelx电动汽车，车主反映，车辆在打开电源后，整车不工作，并且仪表电源灯闪烁。2.故障诊断：关断电源开关，将接入控制器的所有控制线全部拔掉，只保留接入控制器的电源线以及控制器与电动机相连的线，在控制器上找出与转把相连接的接插件。打开电源开关，用镊子将该接插件的+5V与信号两端短路，看一下电动机是否转动。此时如果电动机运转正常，说明控制器没有故障，问题出在外围的功能部件上。如果电机无反应，关断电源开关，将接入控制的电源线以及控制器与电动机相连的线拔掉，控制器与整车彻底脱离。情景导入

接下来将电源线与电动机线直接连接。打开电源开关，观察电动机运转是否正常。如果电动机无反应，则说明电动机已坏，更换或维修电动机。如果此时电动机运行正常，即可判断是电机控制器损坏。3.故障问题：电机控制器微电子部分损坏可能很小，主要是功率管、电容等大功率元件损坏的较多，出现该故障需要更换电机控制器板。情景导入任务一

电机控制器的认知项目描述

电机控制器是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，它是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的模块。它使得电机应用范围更加广泛、输出效率更好，以及噪声更小等。本任务介绍了电机控制器的发展、定义、关键技术和内部组件。学习目标理论知识

一、电机控制器的组成

电机控制器是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，如图４-１-１所示，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成，电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的模块，它使得电机应用范围更加广泛、输出效率更好以及噪声更小等。理论知识

1、电机控制器的内部组件及功能(１)内部组件电机控制器是纯电动汽车整车驱动控制系统的核心，它的作用至关重要。电机控制器总成包含屏蔽板组件、箱体盖板组件、控制主板组件、驱动主板组件、传感器支架组件、ＵＶＷ插接器和直流高压插接器等组件，如图４-１-２所示。(２)功能１)驱动控制(放电)２)充电控制３)另外还有ＶＴＯＧ、ＶＴＯＬ和ＶＴＯＶ理论知识

二、电机控制器关联部件

１.驱动电机管理模块(１)控制(２)内部零件２.功率模块3.旋转变压器4.高压配电箱5.漏电传感器(ＬＳ)理论知识

三、电机控制器的基本电路转换原理1.ＡＣ/ＤＣ变换器(１)单相半波整流电路(２)单相桥式整流电路(３)三相桥式整流电路(４)三相电压型ＰＷＭ整流电路理论知识

２.ＤＣ/ＤＣ变换器

(１)ＤＣ/ＤＣ变换器的工作原理(２)ＤＣ/ＤＣ变换器的功用理论知识

3.ＤＣ/ＡＣ变换器

(３)三相电流型逆变电路321(１)电压型ＤＣ/ＡＣ变换器(２)电流型ＤＣ/ＡＣ变换器理论知识

四、电机控制器控制策略1.驱动电机系统上下电控制策略驱动电机系统上下电控制策略下面以北汽EV200为例介绍驱动电机系统上下电控制策略。EV200采用的是基于STATE机制的驱动电机系统上下电控制策略。基于整车STATE机制上下电策略要求，约束了该机制下MCU在整车上下电过程各STATE中应该执行的动作、需要实现逻辑功能、允许及禁止的诊断等。理论知识

２.驱动电机系统工作模式驱动电机系统工作模式主要分为驱动电机系统驱动模式和驱动电机系统发电模式。(１)驱动电机系统驱动模式12(２)驱动电机系统发电模式理论知识

五、能量回收系统能量回收系统也称制动能量回收系统或再生制动，是指新能源汽车在减速制动(或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能,并将电能储存在储存装置(如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮)中，最终增加新能源汽车的续驶里程。本任务介绍了能量回收系统的原理、作用、影响因素及其回收方法。理论知识

１、制动能量回收系统的工作原理及作用３、制动能量回收方法２、制动能量回收的影响因素及条件(１)制动能量回收的影响因素(２)能量回馈所具备的条件技能提升

电机控制器的总成更换与检测:1.车辆准备

准备吉利ＥＶ４５０纯电动汽车一辆、绝缘手套等防护工具一套、绝缘工具一套，并且根据维修手册找到电机控制器位置，如图４-１-33所示。2.操作步骤

(１)高压安全下电(２)拆卸电机控制器(３)安装电机控制器总成

１、电机控制器是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成，电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的模块，它使得电机应用范围更加广泛、输出效率更好，以及噪声更小等。２、电机控制器的主要功用包括驱动控制、充电控制、ＶＴＯＧ、ＶＴＯＬ和ＶＴＯＶ。３、驱动电机管理模块(ＭａｃｈｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ，ＭＣＵ)主要用于管理和控制驱动电机的运转速度、方向，以及将驱动电机作为逆变电机发电，ＭＣＵ的功能类似于传统汽车的发动机控制模块。学习小结

４、电机控制器的主体是“逆变器(Ｉｎｖｅｒｔｅｒ)”，逆变器对电机电流电压进行控制，经常选用的功率器件主要有ＭＯＳＦＥＴ或者ＩＧＢＴ等。５、旋转变压器也称角度传感器，简称旋变，它是一种输出电压随转子转角变化的信号元件，电机转速由旋转变压器进行控制和监测。６、高压配电箱的作用是完成动力蓄电池电源的输出及分配，其上游是动力蓄电池组，下游包括双向交流逆变式电机控制器(ＶＴＯＧ)、ＤＣ/ＤＣ、ＰＴＣ水加热器、电动压缩机、漏电传感器，也将ＶＴＯＧ和车载充电器的高压直流电分配给动力蓄电池组，实现对支路充电器的保护及切断。学习小结

７、漏电传感器本身也是一个动力网ＣＡＮ模块，通过监测与动力蓄电池输出相连接的正母线与车身底盘之间的绝缘电阻来判定高压系统是否存在漏电，漏电传感器将绝缘阻值信息通过ＣＡＮ信号发送给电池管理器、ＶＴＯＧ，采取相应保护措施。８、驱动电机系统工作模式主要分为驱动电机系统驱动模式和驱动电机系统发电模式。９、能量回收系统也称制动能量回收系统或再生制动，是指新能源汽车在减速制动(或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电能，并将电能储存在储存装置(如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮)中，最终增加新能源汽车的续驶里程。学习小结

１０、能量回收系统的主要作用:１)提高电动汽车的能量利用率，２)延长电动汽车的行驶里程，电制动与传统制动相结合，减轻传统制动器的磨损，增加其使用周期，降低成本。３)减少汽车制动器在制动，尤其时缓速下长坡及滑行过程中产生的热量，降低汽车制动器的热衰退，提高汽车的安全性和可靠性。学习小结知识巩固

知识巩固

任务二

电机控制器的检修项目描述

电机控制器是新能源汽车的核心部件，对新能源汽车的整体性能起到至关重要的作用，本任务介绍了电机控制器的自检及其检修。学习目标理论知识

一、电机控制器自检１.电机控制器供电检测和内部软件的自检测（1）供电检测

电机控制器内部会有来自车辆蓄电池的12V参考电源，以运行驱动电机传感器及其他处理器。当连接的参考电源电压过低或者过高时，电机控制器将会自动关闭，并对外输出诊断故障码。（2）内部软件的自检测

电机控制器内部包括电机控制器单元、逆变器控制单元等，这些部件都有集成电路及CPU,在正常运行过程中，系统会对其自身读写存储器的能力进行监测，这属于电机控制器的内部故障检测，一般不能进行维修处理。理论知识

二、电机控制器性能检测１.ＩＧＢＴ性能检测２.驱动电机Ｕ、Ｖ、Ｗ相电流检测3.电机温度检测4.驱动电机位置传感器的检测5.电机控制器高压绝缘检测技能提升

一、电机控制器性能检测

1检查电机控制器熔丝ＥＦ１８、ＥＦ３１和蓄电池正极柱头熔丝是否熔断2检查电机控制器低压电源电压3检查电机控制器接地电阻4检查分线盒线束5检查检测ＤＣ/ＤＣ与蓄电池之间的线路技能提升

二、电机控制器总成拆卸与控制板更换１)将ＭｏｄｅｌＸ的三合一电驱动系统从车上卸下。２)将Ｕ、Ｖ、Ｗ的护套拆下。３)拆卸掉Ｕ、Ｖ、Ｗ三相线固定螺钉孔。

４)将电机控制器外围的螺钉拆卸掉。５)在拆卸电机控制器外壳时，还需要将旋变解码信号线和电机定子绕组的温度传感器信号线拨开。６)将电机控制器整体拆下。７)将连接在电机控制器控制板上的旋变信号线的接