電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)常見故障與排除方法分析

張治國

摘 要：我國是汽車使用大國，新能源汽車在當前受到人們的歡迎，電動汽車和以往的汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，在一些方便有著不同，這對新能源汽車故障維修提出了新的要求。電動汽車系統(tǒng)中驅(qū)動系統(tǒng)是比較重要組成，該驅(qū)動系統(tǒng)對電動汽車行駛的安全有著直接影響，所以提高驅(qū)動系統(tǒng)故障處理的質(zhì)量和效率比較重要。本文就電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中高壓絕緣以及高壓互鎖故障進行闡述，提出相應(yīng)故障排除的方法，能為實際故障處理提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電動汽車;驅(qū)動系統(tǒng);故障排除

燃油汽車是運用12V給車內(nèi)電氣供電，不容易發(fā)生觸電事故，而電動汽車是采用動力電池來提供動力驅(qū)動電動機，所以汽車高壓蓄電池輸出電壓超過安全電壓。絕緣如果發(fā)生損壞，就比較容易造成觸電事故。驅(qū)動系統(tǒng)中高壓互鎖系統(tǒng)是比較重要的，高壓互鎖是采用低壓信號監(jiān)視高壓回路完整性的安全設(shè)計方法，運用低壓信號檢查電動汽車和高壓線相連的組件，以及對高壓系統(tǒng)回路電氣連接的連續(xù)以及完整性進行檢查。所以高壓互鎖系統(tǒng)的安全顯得比較重要，這是保障電動汽車安全穩(wěn)定運行的要素。

1 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)主要特征和構(gòu)成

1.1系統(tǒng)特征

電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)有著鮮明的特征，體現(xiàn)在幾個重要層面，電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)和內(nèi)燃機汽車有著根本性不同，由于電動汽車對驅(qū)動系統(tǒng)要求比較高，驅(qū)動系統(tǒng)要符合相應(yīng)的要求，瞬時功率比較大，短時過載的能力強，滿足爬坡和加速需要【1】。驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速的范圍比較寬，實際運行中全部速度范圍以及負載范圍中，有比較高效率，在電機所有工作范圍內(nèi)綜合效率比較高，盡量提升電動汽車續(xù)航里程。電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)可靠性比較高，使用也比較簡便，功率密度高，質(zhì)量輕，體積小，這對保障電動汽車的使用性能有著積極意義。

1.2系統(tǒng)構(gòu)成

電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)是多個部分構(gòu)成的，如：①驅(qū)動電機;②變速器;③功率變換器;④電子控制器。不同的構(gòu)成部分發(fā)揮的作用不同，電子控制器也就是電動機調(diào)速控制裝置，是變速以及方向變換設(shè)置，控制電動機電壓以及電流，從而完成電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩以及旋轉(zhuǎn)方向。早期電動汽車上直流電動機調(diào)速，采用的是串接電阻，改變電動磁場線圈匝數(shù)實現(xiàn)，調(diào)速有級，產(chǎn)生附加能量消耗以及使用電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，當前應(yīng)用較少【2】?，F(xiàn)階段的電動汽車應(yīng)用比較廣的是晶閘管斬波調(diào)速，勻速改變直流電動機端電壓，控制電機電流，實現(xiàn)電動機無極調(diào)速。驅(qū)動電機重要系統(tǒng)組成，現(xiàn)階段的電池容量比較小，在電力電子技術(shù)不斷發(fā)展下，大規(guī)模集成電路以及計算機技術(shù)迅速發(fā)展和新材料出現(xiàn)，機電一體化交流驅(qū)動系統(tǒng)顯示了其優(yōu)越性，驅(qū)動系統(tǒng)的效率比較高，驅(qū)動力大，交流驅(qū)動系統(tǒng)更多的在電動汽車當中應(yīng)用，電動汽車中主要是運用永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)，開關(guān)磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)等。功率變速器也是重要組成，功率轉(zhuǎn)換器技術(shù)發(fā)展目標需要達到高功率密度以及高效，功率變換器常見的為三相全橋拓撲結(jié)構(gòu)，電壓型逆變器研究比較多，控制方式是PWM調(diào)制占主流。

2 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)高壓絕緣和高壓互鎖故障及排除

2.1高壓絕緣故障及排除

2.1.1故障檢測原理

高壓絕緣故障檢測要明確檢測原理，電動汽車的電動驅(qū)動系統(tǒng)，是構(gòu)成高壓系統(tǒng)重要部分，動力電池是通過電纜以及電機控制器輸入端相連，電機控制器的內(nèi)部是銅排構(gòu)成直流母線電路，電機控制器輸出端和電機三相電纜相連。定子繞組在電機內(nèi)相連，能把電機側(cè)三相電纜對地絕緣電阻等效成絕緣電阻【3】。通過電橋測量的方法來對絕緣電阻檢測，高壓系統(tǒng)啟動后動力電池接入主電路，高壓系統(tǒng)處在待機狀態(tài)，電機此時是不工作的，不用考慮電機側(cè)絕緣狀態(tài)。高壓絕緣故障檢測中對直流側(cè)以及交流側(cè)對地絕緣檢測，電驅(qū)動系統(tǒng)運行中，動力電池系統(tǒng)以及電機和控制器處在工作狀態(tài)，這一狀態(tài)下需要對高電壓系統(tǒng)絕緣性能在線監(jiān)測，此時直流側(cè)以及交流側(cè)絕緣電阻關(guān)系和系統(tǒng)靜態(tài)時候不同。零矢量狀態(tài)檢測能降低絕緣檢測難度，有效實現(xiàn)電機側(cè)絕緣狀態(tài)監(jiān)測。

2.1.2故障排除方法

電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)高壓絕緣故障的排除，需要相應(yīng)故障檢修人員明確故障類型，找到故障原因，電動汽車是電池為動力來驅(qū)動車輛運行的，動力電池輸出電壓大部分是在DC/72V—DC/600V間，甚至?xí)摺?】。人體安全電壓通常是不致使人直接致死致殘的電壓，通常環(huán)境條件下允許持續(xù)接觸的安全特地電壓是DC/36V，電動汽車動力電池輸出的直流電區(qū)間超過安全電壓，所以國家的電動汽車安全要求標準對觸電防護有明確要求，涉及到絕緣電阻值最低要求。故障排除中，要能結(jié)合具體故障的狀況，采取針對性方式應(yīng)對。

高壓絕緣故障的排出中，結(jié)合故障表現(xiàn)，有不同的故障類型，排除中相關(guān)工作人員需要依照步驟操作，車輛儀表如果能正常顯示，正確反映是不是存在故障，說明絕緣監(jiān)測系統(tǒng)自身是正常工作的。車輛儀表如果是顯示絕緣沒有連接，就要檢查低壓控制線路的狀況，是否低壓線束插接件插針松脫以及扭曲造成連接失效問題發(fā)生。對于低壓連接線問題排除中，要排除CAN總線通信故障，檢查終端電阻值是不是正?！?】。而在車輛的組合儀表有明確顯示存在故障的時候，說明車輛絕緣故障發(fā)生在高壓回路，高電壓部件發(fā)生絕緣電阻低的狀況，就要對高壓部件檢查，這一絕緣檢測系統(tǒng)不能對絕緣故障點定位，要人工逐步排查。

2.2高壓互鎖故障及排除

高壓互鎖故障發(fā)生后要及時排除，不同的故障排除的方法不同，如線路插頭虛插的故障進發(fā)生后，作為常見故障，在對故障排查中就要對低壓電池電壓精確檢驗分析，查看是不是達到13.8V標準，出現(xiàn)的其他功率數(shù)據(jù)就是有故障。也要注重對高壓互鎖回路線束檢測，接插如果存在不合理之處，就要及時進行干預(yù)。線路虛插的判斷要建立在實踐檢驗基礎(chǔ)上。另外，對于PTC故障的排除，要多觀察，查看PTC是不是完整，運行狀況如何，通常該故障容易發(fā)現(xiàn)，和其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單不無關(guān)系，通過肉眼就能發(fā)現(xiàn)故障【6】。為能保障故障檢驗正確，通過相應(yīng)工具運用比較重要，發(fā)現(xiàn)故障后要馬上維修維護，保障PTC價值充分發(fā)揮出來。除此之外，對于動力電池包故障的排除中，以磷酸鐵鋰電池特點動力電池包為例，分析后發(fā)現(xiàn)有十三個電池模組，是串聯(lián)方式連接的，通過專業(yè)設(shè)備測試發(fā)現(xiàn)電壓輸出電流保持在633.6V上下，檢驗電池包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了具備4個接觸器，通過故障分析酌情把電池負極斷開，啟動導(dǎo)線連接器，把四合一控制器端蓋拆卸處理連接負極，降低風(fēng)險發(fā)生率。

3 結(jié)語

總之，為能有效保障電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用的安全，在實踐當中要結(jié)合不同故障類型進行應(yīng)對。此次對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)故障中的高壓絕緣故障以及高壓互鎖故障進行了探究，提出了相應(yīng)的應(yīng)對策略，這對實際故障處理能起到積極作用，有助于促進新能源電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)良好運行。

參考文獻：

[1]王學(xué)軍，張坤，劉玉振.電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)故障分析[J].汽車實用技術(shù)，2020，45（23）：183-185.

[2]喬俊叁.電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)常見故障及其排除方法[J].時代農(nóng)機，2020，47（06）：17-18.

[3]張晶.電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)故障分析[J].湖北農(nóng)機化，2019（21）：83.

[4]閆云敬.電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷方法分析[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（02）：35-36.

[5]岳姍.淺析混合動力電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷[J].內(nèi)燃機與配件，2018（08）：162-163.

[6]曹硯奎，王超.電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)常見故障及其排除方法[J].汽車電器，2018（02）：73.