《新能源汽车综合故障诊断》电子教案 3.1 P-CAN线路故障诊断与排除.docxVIP

《新能源汽车综合故障诊断》教案

授课章节

名称

项目三高压行驶系统故障诊断与排除

任务一P-CAN线路故障诊断与排除

项目

描述

企业

需求

根据客户反应，吉利EV450在使用过程中，针对于驱动电机系统，遇到车辆无法行进那么接下来我们将通过学习解决低压启动系统部分典型故障。

知识

目标

1、掌握永磁同步电机功能原理

2、掌握MCU功能原理

3、了解MCU数据通讯的检测与诊断

4、 掌握电路图的查询方法

学习时间

学时

12

技能

目标

1、能够正确运用万用表、示波器、诊断仪等常见设备

2、能够准确对线路原理图进行识读和分析

3、能够对常见电机控制器故障进行诊断与排除

4、具备新标准、新政策的学习能力

素养

目标

1、能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力

2、养成服务从管理，规范作业的良好工作习惯

3、养成7S的工作习惯

吉利EV450驱动系统主要由驱动电机、电机控制器、减速器等部件组成，搭载的永磁同步电机最大功率为120kW，最大扭矩为250N·m，电池容量为52kWh，工信部测得的纯电续航里程为450km。

减速器介于驱动电机和驱动半轴之间，驱动电机的动力输出轴通过花键直接与减速器输入轴齿轮连接。一方面减速器将驱动电机的动力传给驱动半轴，起到降低转速增大扭矩作用，另一方面满足汽车转弯及在不平路面上行驶时，左右驱动轮以不同的转速旋转，保证车辆的平稳运行。动力传递路线如图所示：

吉利EV450采用永磁同步电机，是动力系统的重要执行机构，是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状态等信息可以被采集到驱动电机控制器。其基本参数见下表。

1.驱动电机总成

驱动电机由前端盖、后端盖、定子壳体总成、转子总成、轴承和低压插接件组成，其内部结构如图所示，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。旋变信号的作用是反应驱动电机转子当前的旋转相位，电机控制器在通过旋变信号计算当前的驱动电机转速。本车旋转变压器采用磁阻式旋转变压器。驱动电机如图所示，旋变转子与驱动电机转子同轴连接，随电机转轴旋转。

2.电机控制器总成

电机控制器内部包含1个DC/AC逆变器和1个DC/DC直流转换器，逆变器由IGBT、直流母线电容、驱动和控制电路板等组成，实现直流（可变的电压、电流）与交流（可变的电压、电流、频率）之间的转变。直流转换器由高低压功率器件、变压器、电感、驱动和控制电路板等组成，实现直流高压向直流低压的能量传递。电机控制器还包含冷却器（通过冷却液）给电子功率器件散热，如图所示。

3.减速器总成

吉利EV450采用单速比减速器，只有一个前进档、一个倒车档、一个空档和一个驻车档。当车辆处在驻车档时减速器会通过一套锁止装置锁止减速器。减速器介于驱动电机和驱动半轴之间，驱动电机的动力输出轴通过花键直接与减速器输入轴齿轮连接。其结构见图。

教法

讲授法、启发式教学法、提问法

学法

讨论法、自主探究法

教学辅助

PPT、微视频

教学过程

主要教学内容及步骤

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

【任务描述】

吉利EV450电动汽车无法正常行驶，动力系统出现异常状态，高压无法上电，请在约定时间内对车辆进行诊断与维修，并给客户提出用车建议。

同学们，课程开始之前，请大家先思考以下几个问题：

1.永磁同步电机的原理是什么？

2.MCU功能的原理是什么？

学生听讲，并思考老师的问题

引出本节课的知识点，引导学生思考并学习P-CAN线路故障诊断与排除的相关知识

知识

准备

【知识准备】

一、永磁同步电机原理

（一）故障描述

某客户在下班回家如常起动车辆时发现，车辆无法正常行驶，动力系统出现异常状态，高压无法上电，并立即给4S店维修技师取得了联系，假如你作为该维修技师，你认为你应当如何正确的解决该故障。接下来我们就来认识该类型故障的检测与排除。

（二）原理

电机控制器安装在前舱内，采用CAN通讯控制，控制着动力蓄电池组到电机之间能量的传输，同时采集电机位置信号和三相电流检测信号，精确地控制驱动电机运行。

电机控制器是一个既能将动力蓄电池中的直流电转换为交流电以驱动电机，同时具备将车轮旋转的动能转换为电能（交流电转换为直流电）给动力蓄电池充电的设备。车辆制动或滑行阶段，电机作为发电机应用。它可以完成由车轮旋转的动能到电能的转换，给电池充电。如图所示。

永磁同步电机的运行需依靠转子位置传感器检测出转子的位置信号，通过换向驱动线路来驱动与电枢绕组联结的各功率开关管导通与截止，从而控制定子绕组的通电，在定子上产生旋转磁场带动转子旋转。

随着转子的转动，位置传感