奇瑞瑞虎3xe驱动电机与电机控制器故障的检测

◆文/山东 刘春晖 浙江 王伟杰
奇瑞瑞虎3xe驱动电机与电机控制器故障的检测
2018年3月28日，奇瑞旗下的新能源电动SUV——瑞虎
3xe(图1)正式上市，新车包括瑞虎3xe 400、瑞虎3xe 480两款
车型。

瑞虎3xe 400基本沿用了奇瑞瑞虎3x的设计风格，外观沿
袭Chery Design设计理念，车身时尚动感，采用从大自然获得
灵感的HDS水流动感车身理念，硬朗和酷炫的流线设计。

瑞虎
3xe 400采用奇瑞新能源独有的3R-Body高强度笼式车身设计，
三电安全管理系统、电池热管理系统，以及整车多层次高压安全
保护。

瑞虎3xe 400搭载一台高性能永磁同步电机，并融合了全
球电机行业巨头安川电机的先进技术，最大功率达90kW，最大
扭矩为276N·m，最高车速达到151km/h，0-50km/h加速4s以
内。

新车提供快充+慢充两种方式，快充30min即可充电至80%，
慢充6～8h充电至100%。

奇瑞新能源瑞虎3xe的续航里程达到了
401km。

图1 奇瑞瑞虎3xe外观
一、驱动电机及电机控制器
1.驱动电机
如图2所示，奇瑞瑞虎3xe纯电动汽车采用的驱动电机为三相
永磁同步电机，用作纯电动轿车的驱动，安装于前舱位置。

此类
电机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高等特点。

在控制器
的控制下，电机能在宽广的速度范围内工作，以满足纯电动轿车
的运行工况。

电机内置旋转变压器一个，用于检测转子的转速和
位置，以实现对电机的矢量控制，电机冷却方式为液冷结构。

电
驱动系统结构图如图3所示，驱动电机技术参数见表1。

注意：J69-2103010驱动电机总成必须匹配J60-2142010
电机控制器。

图2 J69-2103010驱动电机的结构
图3 电驱动系统结构图
表1 驱动电机技术参数
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2.电机控制器
电机控制器的结构如图4所示，电机控制器功能部分的技术参数见表2，其主要功能有：
①控制电机运行在电动模式或发电模式；②电机驱动系统的扭矩控制；
③具有过温、过流、过压等保护功能；
④具有CAN通讯和诊断功能。

图4 电机控制器的结构
表2 电机控制器功能部分的技术参数
二、控制原理
电机控制系统的电气原理图如图5所示，电机信号插接件针脚定义见表3，MCU低压插接件针脚定义见表4。

针脚功能信号类型1
EXTP_R1旋变励磁+2
EXTP_R2旋变励磁-3
EXTAN_MOTOR_TEMP_1温度
4EXTGND_MOTOR_TEMP_1温度5CANshield CAN屏蔽6CANL CAN通讯栏目编辑：高中伟
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图5 电机控制系统的电气原理图
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三、故障检测
1.电机缺相的检测
电机缺相是由于电机内部发生了某一相或两相由于某种原因不通电或者电阻值较大的现象。

其主要产生的原因可能为：电机内某相烧毁、电缆与电机内部绕线断开连接或电缆接头由于未打紧发生烧蚀。

电机缺相的检测过程如下：
(1)如图6所示，打开控制器小盖板，11个M5螺栓，检查电缆接头有无烧蚀现象(此故障多由于接头在安装时未打紧引起的)维
修后一定把图中电缆接头紧固到位。

图6 电缆接头的检查
(2)如图7所示，检查缺相，利用万用表分别检测电机的A相与B相之间、B相C相之间、A相C相之间电阻来判断是否发生缺相，AB，BC，AC相互之间的差值大于0.5Ω即判定为电机缺相，请更换电机。

注意：将维修开关拔掉，打开电机控制器小盖板，将U、V、W三相线螺栓松开(M8螺栓)，将万用表打至最小单位刻度
档，测量相间的阻值。

图7 电机缺相的检测2.电机位置传感器信号静态测试方法
电机位置传感器负责监控电机转子位置，为电机控制提供位置信号。

电机位置传感器采用旋转变压器结构。

可能出现故障模式为内部发生短路或者断路。

电机尾端信号线插件PIN定义如表5所示。

PA～PFpin为旋变信号，PG、PHpin为温度信号，测量电阻值时应PA～PB一组，PC～PD一组，PE～PF一组，PG～PH一组。

测试参数见表6。

3.MCU低压插件信号检测方法
(1)首先从控制器上拔下低压插件，检查线束端插件各针脚有无退针现象，如发现针脚退针请打开插件维修或更换该插件。

(2)使用万用表检测插件各针脚信号，测试参考值见表7。

注意：使用万用表测试时，不能直接将表针插入低压插件针脚中测试，以免使针脚出现退针现象，需对表针做延长加细处理(图8)，然后再进行测试，同时保证无液体流入或溅入低压
插件内部。

图8 表针做延长加细处理
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4.电驱系统绝缘故障的检测
(1)测试说明。

测试时，先将整车钥匙取下或置于OFF档，拔掉高压维修开关(在副仪表板换挡机构下面)，确认母线电压低于5V后，拔掉电机控制器端信号线插件。

(2)绝缘检测。

驱动电机绝缘故障常因为电机内部进水，或者是电机的绝缘层受热失效，或绕组某处烧蚀对地短接；电机控制器绝缘故障常因为控制器内部进水，或者是爬电距离变小。

①调整好绝缘检测表，选择测试电压为1 000V档。

②当电驱系统发生绝缘故障时，常会引起控制器报模块故障，或者是整车绝缘故障。

检查电驱系统绝缘故障时应将电机系统从整车上脱离(将高压配电盒到MCU的动力电缆插件拔出，确保电驱系统从整车上分离)，分别对电机系统的正负对地用绝缘表进行测试，绝缘表测试电压1 000V，要求测试时电机温度接近常温，测试结果阻值应大于20MΩ。

若低于此值，则需进一步判定是电机的问题还是控制器的问题。

③打开控制器小盖板，将三相线螺栓拆掉，将线与安装底座脱开，单独对电机控制器进行绝缘测试(图9)，如果测试结果阻值
低于20MΩ，判定为控制器损坏，请更换控制器。

图9 电机控制器的测试
表7 线束插件各针脚信号检测方法及参考值
④若控制器绝缘阻值大于20MΩ，则需对电机单体进行绝缘测试，红笔连接电机三相端子，黑笔连接电机壳体，若测试结果小于20MΩ，则更换电机；否则，认为电机绝缘正常。

(作者王伟杰工作单位：浙江华建工程管理有限公司)。