混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除1
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项目四 混合动力汽车故障诊断与排除
广东合赢教育科技股份有限公司
任务二 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
建议课时：4学时
广东合赢教育科技股份有限公司
任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
知识目标
1. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统的故障症状。 2. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统的故障码和数据流。 3. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统典型故障诊断与排除方法。
（2）故障原因分析
变频器模块会通过电机内的温度传感器和供给的电流计算电机的温度，当温度异常时，系统将
降低电机的输出功率，让电机尽快冷却。
采集电机温度的传感器是热敏电阻传感器。热敏电阻的阻值和电机温度传感器相关，它根据电
机温度的变化而变化。电机温度越低，热敏电阻的阻值越大。相反，电机温度越高，热敏电阻的阻
MG1变频器温度/最小 -50℃，最大：205℃
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
MG2变频器温度/最小 -50℃，最大：205℃
变速驱动桥油温度/最 小-50℃，最大： 205℃
MG2电机温度/最小50℃，最大：205℃
增压转换器温度/最小50℃，最大：205℃
以发电电机温度传感器为例，其相关电路图及连接端子，如图4-2-2所示。
图4-2-2 电机传感器电路图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
（3）诊断关键步骤及参数： 1）使用诊断仪读取电机温度传感器数据 进入专用诊断仪的下列菜单：powertrain/Hybird Contro/Data list。读取专用诊断仪上显示的MG1 发电电机温度值[ 提示：如果电路开路或+B短路♦，则专用诊断仪显示的数据是-50℃（-58℃）。如 果电路GND短路，则专用诊断仪显示的数据是205℃（401℃）。]。
混合动力汽车驱动系统故障码请参照仪器故障码显示的内容。主要读取到的数据流内容如表4-2-1
所示。
表4-2-1混合动力汽车的数据流内容
诊断仪显示（缩写词汇） 测量项目/范围（显示）
参考范围
诊断注解
MIL发动机运行时间（MIL On Eng Time）
起动发动机后待时和CHK ENG开/最小：0min，最大
——
电机（MG2）扭矩（MG2 MG2扭矩/最小：-500Nm,
Torq）
最大：500Nm
——
G（MG1）扭矩执行数值（ MG1 Trq Exc Val）
MG1扭矩执行数值/最小： -512Nm,最大：508Nm
发动机自动起动且REDAY灯开 一秒后，发动机停止，空调风 扇高速转，前照灯开，P档：
低于MG1 TORQ的±20%
充电状态（SOC）
蓄电池充电状态/最小：0%，最 大：100%
WOUT控制器电源（WOUT 放电控制电源值/最小0W，最大
Ctrl Power）
：81600W
WIN 控制器电源（WIN Ctrl 充电控制电源值/最小-40800W
Power）
，最大： 0W
请求放电至SOC（Dehg
请求放电调整SOC/最小：-
技能目标
1.进行混合动力汽车驱动电机系统相关项目的检测。
教学目标
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
任务导入
一辆混合动力汽车因为驱动电机系统存在故障而无法行驶，动力系统故障指示灯点亮。主管要求 进行故障诊断并排除，你能完成这个任务吗
值越小。电机温度传感器与HV控制ECU连接。由HV控制ECU的MMT端子提供的5V的电源电压经
过电阻R到达电机温度传感器。
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
为了防止电机过热，HV控制ECU根据这种信号限制负载。另外，HV控制ECU检查电机温度传 感器是否出现线路故障和传感器故障。
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
（1）仪表指示灯点亮 如图4-2-1所示, 驱动系统故障会导致仪表以下指示灯点亮。
图4-2-1 混合动力汽车仪表动力系统故障指示灯
（2）车辆功率降低或暂停动力输出 混合动力汽车驱动系统故障会导致车辆降低运行功率或暂停动力输出。
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与器原理图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
以MG2电机角度传感器控制电路为例，其控制电路图如图4-2-4所示。
图4-2-4 电机角度传感器电路图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
加速踏板程度（Accclerator 加速踏板踩下角度/最小：0%，
）
最大：100%
要求动力（Power Rqst）
发动机功率输出要求值/最小0W ，最大：320000W
目标发动机转速（Target 目标发动机转速/最小：0转/分，
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路 如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路 如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：GND传感器 电路开路短路
—— —— ——
—— —— ——
—— ——
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
电源VB（PWr Resource VB ） 电源IB（PWr Resource IB ）
VL电压上升前（VL）
VH电压上升后（VH）
压力上升比（Rais Pres Ratio）
再生制动扭矩（Regen Rqst 再生制动执行扭矩/最小：
Torq）
0Nm,最大：186Nm
——
请求再生制动扭矩（Regen Rqst Torq）
再生制动要求扭矩/最小： 0Nm,最大：186Nm
车速30km/h（19mph），主 缸液压-200Nm：随制动踏板
压力变化
—— —— —— —— ——
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
2. 电机角度传感器异常的故障 （1）故障症状 仪表显示驱动系统故障，车辆不能正常驱动（MG2角度故障）；或发动机不能被正常起动（ MG1角度故障） （2）故障原因分析 如图4-2-3所示，电机角度传感器是一种检测转子磁极位置的传感器，它对保证MG1和MG2的高 效控制是必需的。角度传感器的定子包括一个励磁线圈和两个检测线圈。因为转子是椭圆形状的， 定子和转子间的间隙随着转子转动而变化。预定频率的交流电流过励磁线圈和检测线圈S和C并且根 据传感器转子的位置输出交流电。 HV ECU根据检测线圈S和C的相位及它们的波形高度来检测转子的绝对位置。此外，为了把角 度传感器用做一个速度传感器，CPU计算出在一段预定的时间内位置的变化次数。
表4-2-2 MG1发电电机温度值显示 温度显示
-50℃（-58℉） 205℃（401℉） -49℃-204℃（-57℉-400℉）
2）若是显示的温度不在正常范围-49℃~204℃，需要检查温度传感器与模块之间的连接线路以 及温度传感器本身技术状态。详细检查方法与步骤，请参考热敏电阻类传感器的诊断方法。
——
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
引导问题3
获取信息
如果混合动力汽车驱动电机系统发生故障，如何进行诊断与排除？
以下以实际案例为例，介绍混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除步骤。
1. 驱动电机温度传感器异常的故障
（1）故障症状
仪表提示驱动电机温度过高，系统功率降低。
Eng Spd）
最大：8000转/分
发动机转速（Engine Spd）
目标发动机转速/最小：0转/分， 最大：8000转/分
车速（Vehicle Spd）
车速/最小：-256km/h,最大： 254km/h
主缸扭矩（Meyl Ctrl Power 制动扭矩相当于主缸液压/最小：
）
-512 Nm，最大：508 Nm
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
引导问题2 : 混合动力汽车驱动电机系统有哪些典型的故障代码和数据流？
混合动力汽车驱动电机系统发生故障后，应该首先采用故障诊断仪器进行故障代码读取和数据流
分析。驱动系统的数据流主要在HV ECU内，可使用诊断仪读取到关于驱动系统的故障码和数据流。
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉） ♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉） ♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
Rqst SOC）
20480W，最大:20320W
加速踏板踩下：随加速踏板压力 改变 ——
——
怠速：950-1050转/分 以40km/h（25mph）的速度行 驶，40km/h（25mph） 加速踏板踩下：随加速踏板压力 改变 恒定：0-100%
21000W或更小
-25000W或更大 ♦统一车上充电：-4400W♦一般 0W
：65.535min
——
——
MIL状态（MIL Status）
CHK ENG 状态/开或关
CHK ENG开： 开
恒定开：依据检测到的 DTC修理
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
电机（MG2）转速（ MG2Rev）
MG2转速/最小：-16.383 转/分，最大：16.383转/分
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
引导问题1 : 混合动力汽车驱动电机系统发生故障候有哪些症状？
以下以丰田普锐斯为例，介绍混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除，其他车型可以参考。 1.混合动力汽车驱动电机系统常见的故障 混合动力汽车驱动电机系统故障将导致车辆不能正常行驶，常见的故障如下： 1)变频器本身故障； 2)变频器温度传感器故障或控制电机温度过高； 3)控制电机角度传感器故障等。 2.混合动力汽车驱动电机系统的故障症状 混合动力汽车驱动电机系统发生故障会有以下症状：
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
变频器温度（MG1） （MG1 Invert Temp ）
变频器温度（MG2） （MG2 Invert Temp ）
2号电机温度（ Motor2 Temp）
1号电机温度（ Motor1 Temp）
转换器温度（ Converter Temp）
行驶条件ID（Drive Conditon）
蓄电池电压/最低：0V，最 高510V 蓄电池电流/最小：-256V ，最大254A
增压前的高压/最低0V，最 高：510V
增压后的高压/最低0V，最 高：765V
增压比/最小：0%，最大： 100%
行驶条件ID/最小：0，最 大：6
REDAY灯打开和P档： 150-300V
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
——
电源开关开（REDAY）: 实际上和HV蓄电池电压 一致
P档发动机加快转速：HV 蓄电池电压至500V
增压前电压和增压后电压 一致：0-10% ♦发动机停止：0 ♦发动机将要停止：1 ♦发动机将要起动：2 ♦发动机工作：3 ♦装载运行：4 ♦P档加快转速：6
——
—— 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是510V：传感器 电路+B短路 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是765V：传感器 电路+B短路 ——
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任务二 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
建议课时：4学时
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
知识目标
1. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统的故障症状。 2. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统的故障码和数据流。 3. 能够描述混合动力汽车驱动电机系统典型故障诊断与排除方法。
（2）故障原因分析
变频器模块会通过电机内的温度传感器和供给的电流计算电机的温度，当温度异常时，系统将
降低电机的输出功率，让电机尽快冷却。
采集电机温度的传感器是热敏电阻传感器。热敏电阻的阻值和电机温度传感器相关，它根据电
机温度的变化而变化。电机温度越低，热敏电阻的阻值越大。相反，电机温度越高，热敏电阻的阻
MG1变频器温度/最小 -50℃，最大：205℃
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
MG2变频器温度/最小 -50℃，最大：205℃
变速驱动桥油温度/最 小-50℃，最大： 205℃
MG2电机温度/最小50℃，最大：205℃
增压转换器温度/最小50℃，最大：205℃
以发电电机温度传感器为例，其相关电路图及连接端子，如图4-2-2所示。
图4-2-2 电机传感器电路图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
（3）诊断关键步骤及参数： 1）使用诊断仪读取电机温度传感器数据 进入专用诊断仪的下列菜单：powertrain/Hybird Contro/Data list。读取专用诊断仪上显示的MG1 发电电机温度值[ 提示：如果电路开路或+B短路♦，则专用诊断仪显示的数据是-50℃（-58℃）。如 果电路GND短路，则专用诊断仪显示的数据是205℃（401℃）。]。
混合动力汽车驱动系统故障码请参照仪器故障码显示的内容。主要读取到的数据流内容如表4-2-1
所示。
表4-2-1混合动力汽车的数据流内容
诊断仪显示（缩写词汇） 测量项目/范围（显示）
参考范围
诊断注解
MIL发动机运行时间（MIL On Eng Time）
起动发动机后待时和CHK ENG开/最小：0min，最大
——
电机（MG2）扭矩（MG2 MG2扭矩/最小：-500Nm,
Torq）
最大：500Nm
——
G（MG1）扭矩执行数值（ MG1 Trq Exc Val）
MG1扭矩执行数值/最小： -512Nm,最大：508Nm
发动机自动起动且REDAY灯开 一秒后，发动机停止，空调风 扇高速转，前照灯开，P档：
低于MG1 TORQ的±20%
充电状态（SOC）
蓄电池充电状态/最小：0%，最 大：100%
WOUT控制器电源（WOUT 放电控制电源值/最小0W，最大
Ctrl Power）
：81600W
WIN 控制器电源（WIN Ctrl 充电控制电源值/最小-40800W
Power）
，最大： 0W
请求放电至SOC（Dehg
请求放电调整SOC/最小：-
技能目标
1.进行混合动力汽车驱动电机系统相关项目的检测。
教学目标
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
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任务导入
一辆混合动力汽车因为驱动电机系统存在故障而无法行驶，动力系统故障指示灯点亮。主管要求 进行故障诊断并排除，你能完成这个任务吗
值越小。电机温度传感器与HV控制ECU连接。由HV控制ECU的MMT端子提供的5V的电源电压经
过电阻R到达电机温度传感器。
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
为了防止电机过热，HV控制ECU根据这种信号限制负载。另外，HV控制ECU检查电机温度传 感器是否出现线路故障和传感器故障。
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获取信息
（1）仪表指示灯点亮 如图4-2-1所示, 驱动系统故障会导致仪表以下指示灯点亮。
图4-2-1 混合动力汽车仪表动力系统故障指示灯
（2）车辆功率降低或暂停动力输出 混合动力汽车驱动系统故障会导致车辆降低运行功率或暂停动力输出。
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与器原理图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
以MG2电机角度传感器控制电路为例，其控制电路图如图4-2-4所示。
图4-2-4 电机角度传感器电路图
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
加速踏板程度（Accclerator 加速踏板踩下角度/最小：0%，
）
最大：100%
要求动力（Power Rqst）
发动机功率输出要求值/最小0W ，最大：320000W
目标发动机转速（Target 目标发动机转速/最小：0转/分，
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路
如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路 如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：传感器电路开 路或GND短路 如果数值是-50℃（-58℉）：传 感器电路+B短路如果数值是 205℃（401℉）：GND传感器 电路开路短路
—— —— ——
—— —— ——
—— ——
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
获取信息
电源VB（PWr Resource VB ） 电源IB（PWr Resource IB ）
VL电压上升前（VL）
VH电压上升后（VH）
压力上升比（Rais Pres Ratio）
再生制动扭矩（Regen Rqst 再生制动执行扭矩/最小：
Torq）
0Nm,最大：186Nm
——
请求再生制动扭矩（Regen Rqst Torq）
再生制动要求扭矩/最小： 0Nm,最大：186Nm
车速30km/h（19mph），主 缸液压-200Nm：随制动踏板
压力变化
—— —— —— —— ——
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获取信息
2. 电机角度传感器异常的故障 （1）故障症状 仪表显示驱动系统故障，车辆不能正常驱动（MG2角度故障）；或发动机不能被正常起动（ MG1角度故障） （2）故障原因分析 如图4-2-3所示，电机角度传感器是一种检测转子磁极位置的传感器，它对保证MG1和MG2的高 效控制是必需的。角度传感器的定子包括一个励磁线圈和两个检测线圈。因为转子是椭圆形状的， 定子和转子间的间隙随着转子转动而变化。预定频率的交流电流过励磁线圈和检测线圈S和C并且根 据传感器转子的位置输出交流电。 HV ECU根据检测线圈S和C的相位及它们的波形高度来检测转子的绝对位置。此外，为了把角 度传感器用做一个速度传感器，CPU计算出在一段预定的时间内位置的变化次数。
表4-2-2 MG1发电电机温度值显示 温度显示
-50℃（-58℉） 205℃（401℉） -49℃-204℃（-57℉-400℉）
2）若是显示的温度不在正常范围-49℃~204℃，需要检查温度传感器与模块之间的连接线路以 及温度传感器本身技术状态。详细检查方法与步骤，请参考热敏电阻类传感器的诊断方法。
——
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任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除
引导问题3
获取信息
如果混合动力汽车驱动电机系统发生故障，如何进行诊断与排除？
以下以实际案例为例，介绍混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除步骤。
1. 驱动电机温度传感器异常的故障
（1）故障症状
仪表提示驱动电机温度过高，系统功率降低。
Eng Spd）
最大：8000转/分
发动机转速（Engine Spd）
目标发动机转速/最小：0转/分， 最大：8000转/分
车速（Vehicle Spd）
车速/最小：-256km/h,最大： 254km/h
主缸扭矩（Meyl Ctrl Power 制动扭矩相当于主缸液压/最小：
）
-512 Nm，最大：508 Nm
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获取信息
引导问题2 : 混合动力汽车驱动电机系统有哪些典型的故障代码和数据流？
混合动力汽车驱动电机系统发生故障后，应该首先采用故障诊断仪器进行故障代码读取和数据流
分析。驱动系统的数据流主要在HV ECU内，可使用诊断仪读取到关于驱动系统的故障码和数据流。
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉） ♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉） ♦于25℃（77℉）搁置一天： 25℃（77℉） ♦街道行驶：25-80℃（77176℉）
Rqst SOC）
20480W，最大:20320W
加速踏板踩下：随加速踏板压力 改变 ——
——
怠速：950-1050转/分 以40km/h（25mph）的速度行 驶，40km/h（25mph） 加速踏板踩下：随加速踏板压力 改变 恒定：0-100%
21000W或更小
-25000W或更大 ♦统一车上充电：-4400W♦一般 0W
：65.535min
——
——
MIL状态（MIL Status）
CHK ENG 状态/开或关
CHK ENG开： 开
恒定开：依据检测到的 DTC修理
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获取信息
电机（MG2）转速（ MG2Rev）
MG2转速/最小：-16.383 转/分，最大：16.383转/分
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获取信息
引导问题1 : 混合动力汽车驱动电机系统发生故障候有哪些症状？
以下以丰田普锐斯为例，介绍混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除，其他车型可以参考。 1.混合动力汽车驱动电机系统常见的故障 混合动力汽车驱动电机系统故障将导致车辆不能正常行驶，常见的故障如下： 1)变频器本身故障； 2)变频器温度传感器故障或控制电机温度过高； 3)控制电机角度传感器故障等。 2.混合动力汽车驱动电机系统的故障症状 混合动力汽车驱动电机系统发生故障会有以下症状：
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获取信息
变频器温度（MG1） （MG1 Invert Temp ）
变频器温度（MG2） （MG2 Invert Temp ）
2号电机温度（ Motor2 Temp）
1号电机温度（ Motor1 Temp）
转换器温度（ Converter Temp）
行驶条件ID（Drive Conditon）
蓄电池电压/最低：0V，最 高510V 蓄电池电流/最小：-256V ，最大254A
增压前的高压/最低0V，最 高：510V
增压后的高压/最低0V，最 高：765V
增压比/最小：0%，最大： 100%
行驶条件ID/最小：0，最 大：6
REDAY灯打开和P档： 150-300V
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——
电源开关开（REDAY）: 实际上和HV蓄电池电压 一致
P档发动机加快转速：HV 蓄电池电压至500V
增压前电压和增压后电压 一致：0-10% ♦发动机停止：0 ♦发动机将要停止：1 ♦发动机将要起动：2 ♦发动机工作：3 ♦装载运行：4 ♦P档加快转速：6
——
—— 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是510V：传感器 电路+B短路 如果数值是0V：传感器 电路开路或GND短路如 果数值是765V：传感器 电路+B短路 ——