电动汽车驱动电机及电机控制器故障诊断
- 2026-02-02 11:07:43
常见故障：
1. 电机故障：电机绕组短路、断路，轴承磨损，磁钢退磁等问题，会使电机输出功率下降、噪音增大，甚至无法转动，车辆出现加速无力、行驶抖动等现象。
2. 控制器故障：电机控制器负责调节电机转速和扭矩，若其内部功率模块损坏、散热不良或控制算法出错，会导致电机控制异常，车辆可能无法正常启动，或行驶中突然失去动力。
3. 差速器故障：差速器齿轮磨损、润滑油缺失，会产生异响，影响车辆转弯性能，严重时导致差速器卡死，造成车辆无法行驶。
驱动电机：一个紧凑、重量轻、高功率输出、高效率的永磁同步电机（PMSM）,永磁铁被镶入转子中，旋转磁场和定子线圈共同作用产生扭矩;电机旋变被同轴安装在电机上，用来检测转子旋转的角度。此旋转角度被发送到电机控制模块;电机温度传感器检测电机定子内部的温度，此温度信息被发送给电机控制模块。
电机控制器：一个将电池的直流电转换为交流电，并驱动电机的设备。由于在交流转换成直流的过程中，交流频率和电压可以改变，控制参数可以有很高的自由度。
主要核心部件：
1、电机控制器：将动力电池的直流电转化为交流电，并执行VCU的扭矩指令，完成扭矩输出，详见电机控制器描述。
2、电机：扭矩输出的执行机构，详见电机描述。
3、减速器：对电机减速与增加扭矩。
某款新能源汽车驱动电机参数：
最大扭矩 | 215 Nm |
最大输出功率 | 50kW |
最高速度 | 7200 rpm |
冷却形式 | 液冷 |
电机控制器系统原理：
控制器内部拆装步骤：
①拆卸控制器上盖紧固螺栓
②拆掉控制板上的线束和紧固螺钉
上层电机控制器控制器和大电容。
③拆卸隔离板
④拆除所有线束
⑤拆除保险丝
⑥拆卸正负极电缆
⑦拆卸正负极铜排和三相铜排固定螺钉
⑧拆除三线插件座和正负极接线座
⑨拆除薄膜电容和Y电容
⑩拆除IGBT和14/23针转接板
电机基本结构：
1.前端盖 2.壳体 3.三相线 4.接线盒 5.后端盖
6.旋变端盖 7.旋变 8.转子 9.轴承 10.轴 11.定子
电机分解示意图：
①拆卸电机接线盒盖
②拆卸电机三相线
③拆卸电机接线盒
④拆卸电机接线接线座
⑤拆卸电机旋变保护盖
⑥拆卸电机旋变
⑦拆卸电机后端盖
⑧拆卸电机后轴承盖
⑨拆卸电机转子前后端轴用弹性卡环
电机工作原理：当三相交流电被通入到定子线圈中，即产生了旋转的磁场，这个旋转的磁场牵引转子内部的永磁体，产生和旋转磁场同步的旋转扭矩。使用旋转变压器检测转子的位置和电流传感器检测线圈的电流，从而控制驱动电机的扭矩输出。
当三相交流电被接入到定子线圈中，即产生了旋转的磁场，这个旋转的磁场牵引转子内部的永磁体，产生和旋转磁场同步的旋转扭矩。使用旋转变压器检测转子的位置和电流传感器检测线圈的电流，从而控制驱动电机的扭矩输出。
旋变信号异常的测量方法：
故障现象：车辆无法行驶，诊断电脑报电机控制器故障，电池包数据流无异常，整车其他部件未报故障，检查电机控制总成模块。
电机控制器内部结构：
电机控制器工作原理：
此控制内部集成DC/DC模块，属于二合一总成，DC/DC主要作用给12V电瓶充个电及给整车用电设备供电。
1、电机控制器内部使用6个晶体管接收VCU发出的指令来产生3项交流电输出到电机。
2、接收驱动电机内部温度信号（转子温度、定子温度），旋变信号。
3、故障检测、高压互锁、主动放电、被动放电、上电予充。
电机控制器核心功率模块IGBT,更换损坏IGBT模块。
IGBT故障可以通过万用表二极管档位管压降判断好坏，对比管压降数据。
检测案例：
万用表测量方法：
功率器件故障处理：
IGBT模块作为核心功率元件，其损坏是控制器常见故障类型。经专业检测确认IGBT损坏后，更换优质同规格元件通常可使车辆恢复正常运行。
2. 控制板诊断方法：
(1) 电子诊断：通过OBD接口连接车辆专用诊断仪，重点读取电机控制器数据流中的关键参数（如母线电压、相电流、IGBT温度等），结合故障代码进行综合分析。
(2) 硬件检测：使用万用表、示波器等工具对控制板供电电路、PWM信号输出、传感器反馈回路等进行系统化检测，重点排查电容鼓包、PCB烧蚀等物理损坏。
3. 故障概率分析：
相较而言，电机控制器的整体故障率低于动力系统其他部件。实际维修数据显示：
• 高频故障点：驱动电机轴承磨损（占比约32%）、差速器齿轮损伤（28%）、低压线束接触不良（25%）
• 次发故障点：控制器IGBT失效（12%）
• 低发故障点：控制板元器件故障（3%）
建议维修流程优先排查机械传动系统和线束连接，再深入检测电控系统。对于反复出现的控制器故障，应重点检查散热系统性能和电源质量。
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