《新能源汽車驅動電機及控制技術》課件-4.能量傳遞和冷卻系統(tǒng)

2023新能源汽車驅動電機及控制技術THEME修德勵志

強能善技01INTRODUCTION電機及控制系統(tǒng)02INTRODUCTION驅動電機04INTRODUCTION能量傳遞與冷卻系統(tǒng)03INTRODUCTION電機控制器目錄CONTENTSAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplateAtmosphericminimalistppttemplate

能量傳遞和冷卻系統(tǒng)04PART項目導讀在新能源汽車行業(yè)中，隨著驅動電機的廣泛應用以及電機控制技術的發(fā)展，能量傳遞系統(tǒng)的結構得以大幅度簡化。同時，電機及控制系統(tǒng)中電路元件較多，對冷卻系統(tǒng)的要求較高。對能量傳遞系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進行合理的設計、規(guī)范的檢修，有助于增加車輛的最大行駛里程。本項目將根據(jù)電機及控制系統(tǒng)的特點，介紹能量傳遞系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的檢修工作。達成目標（1）了解能量傳遞系統(tǒng)的組成。（2）掌握能量傳遞系統(tǒng)的檢修方法。（3）了解冷卻系統(tǒng)的組成。（4）掌握冷卻系統(tǒng)的檢修方法。知識目標（1）會對變速器進行拆裝。（2）會對TCU和EGSM進行故障診斷。（3）會對冷卻系統(tǒng)進行故障診斷。（4）會對冷卻系統(tǒng)各部件進行拆裝。技能目標（1）增強規(guī)范操作、安全操作的意識。（2）養(yǎng)成好學上進、開拓創(chuàng)新的工作作風。思政目標相關知識任務4.1能量傳遞系統(tǒng)檢修任務4.2冷卻系統(tǒng)檢修相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成在新能源汽車中，產(chǎn)生轉矩、傳遞轉矩的所有組件構成了能量傳遞系統(tǒng)，它既包括電機及控制系統(tǒng)的驅動電機、電機控制器、變速器，以及動力電池、驅動半軸、傳動軸、發(fā)動機、發(fā)電機等機構，還包括發(fā)揮控制作用的通信系統(tǒng)及電路等。驅動電機、發(fā)動機等發(fā)揮產(chǎn)生轉矩的作用;變速器、驅動半軸、傳動軸等發(fā)揮傳遞轉矩的作用。相較于傳統(tǒng)汽車的能量傳遞系統(tǒng)，新能源汽車的能量傳遞系統(tǒng)具有以下特點：一是在組件的連接方式方面，電氣連接，部分地取代了機械連接；二是驅動電機輸出的轉矩、轉速之間具有特定的關系，非常符合車輛驅動的需求，因此新能源汽車對變速器功能的要求降低。相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成1．變速器及其控制單元（1）主軸又稱中間軸，是連接主軸與差速器，將能量從主軸傳遞給變速器的軸。（2）副軸又稱輸入軸，是動力進入變速器的軸。動力從驅動電機經(jīng)主軸進入變速器，并由主軸上的齒輪傳遞給副軸，帶動副軸運動。1）變速器變速器介于驅動電機和驅動半軸之間，主要由主軸、副軸、差速器、箱體等組成。相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成（3）差速器使左右或前后驅動輪以不同轉速轉動的機構。差速器主要由半軸齒輪、行星齒輪、齒輪架、輸出軸等組成。變速器主要發(fā)揮兩個作用：一是將驅動電機的動力傳給驅動半軸，起到降低轉速、增大扭矩的作用；二是變速器內部的差速器可以滿足車輛轉彎及在不平路面上行駛的需求，使左右驅動輪以不同的轉速旋轉，以保證車輛的平穩(wěn)運行。1）變速器相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成1．變速器及其控制單元2）變速器控制單元（TCU）

變速器控制單元（transmissioncontrolunit，簡稱TCU）是用于控制變速器工作方式的電子裝置。TCU是以單片機為核心，由電源電路、檢測電路、通信電路、驅動電路等組成。電源電路為TCU提供電源，檢測電路用于接收傳感器的信號，通信電路負責與VCU保持信息交流，驅動電路直接控制變速器運行，而單片機負責調控所有電路。相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成（1）駕駛人操作擋位器進入P擋（駐車擋），擋位器將駐車的請求信號發(fā)送到VCU，VCU結合當前驅動電機轉速及車速判斷是否存在駐車條件。當存在駐車條件時，VCU發(fā)送駐車指令到TCU，TCU根據(jù)駐車條件控制駐車電機進入P檔，鎖止變速器。駐車完成后，TCU將收到變速器發(fā)出的P擋位置信號，并將此信號反饋給VCU，完成換擋過程。TCU的兩種工作情況相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成（2）駕駛人操作擋位器退出P擋，擋位器將解除駐車的請求信號發(fā)送到VCU，VCU結合當前驅動電機轉速及車速判斷是否存在解除駐車條件。當存在解除駐車條件時，VCU發(fā)送解除駐車指令到TCU，TCU根據(jù)解除駐車條件控制駐車電機退出P擋，啟動變速器。解除駐車完成后，TCU將收到變速器發(fā)出的擋位位置信號，并將此信號反饋給VCU，完成換擋過程。TCU的兩種工作情況相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成

駐車電機：在P擋下可將差速器的輸出軸鎖定在變速器箱體上的機構。退出P擋后，駐車電機通電并轉動，可解除對變速器的鎖止。相關知識4.1.1能量傳遞系統(tǒng)的組成2．通信系統(tǒng)及電路（1）增強全球移動通信系統(tǒng)（extendedglobalsystemformobilecommunication，簡稱EGSM）是傳統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng)的擴展，突破了多種移動設備之間難以共享信息的瓶頸，可為多種移動設備提供通信服務，并能在多個無線電頻段下工作。（2）控制器局域網(wǎng)絡（CAN）是一種用于汽車電子控制裝置之間交換信息的串行通信網(wǎng)絡，它屬于現(xiàn)場總線的范疇，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。（3）本地互聯(lián)網(wǎng)絡（localinterconnectnetwork，簡稱LIN）是一種低成本的串行通信網(wǎng)絡，用于實現(xiàn)分布式電子系統(tǒng)控制，是對現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡（如CAN）的一種補充。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修1．變速器的拆裝

變速器故障主要包括變速器異響、換擋時沖擊過大、車輛加速異常等。當儀表顯示變速器故障時，應先根據(jù)故障診斷儀的指示進行檢查，必要時將變速器拆下，檢查其各個部件。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修(3)(2)(7)(5)(6)(4)拆卸TCU插頭，以防止拆卸過程中啟動變速器。將變速器箱體內的潤滑油排放干凈。交錯擰開變速器箱體與驅動電機之間的固定螺栓，分離變速器箱體與驅動電機。注意采取相關的保護措施，防止磕碰。取下變速器箱體，并將其用螺栓固定在專用工作臺上，以保證主軸、驅動半軸及變速器箱體的凸點沒有接觸磨損。交錯擰開連接變速器前、后箱體的固定螺栓，將前箱體與后箱體分離。拆卸并分解差速器。分解差速器的過程包括拆卸并檢查輸出軸、軸承、半軸齒輪等部件。拆卸副軸、副軸軸承、主軸及油封。變速器的安裝步驟與拆卸步驟相反。以變速器的拆卸過程為例，詳細步驟：(1)相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修（1）部分車型沒有配置TCU，對于此類車型，在拆卸變速器前應斷開低壓蓄電池的負極線，拔下電機控制器的低壓連接器，并做好高壓安全防護。（2）排放潤滑油的時候應使用器皿收集液體，以防止?jié)櫥臀廴镜孛?，且可以回收利用潤滑油。?）油封是一次性零部件，每次拆卸后應安裝新的油封。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修

TCU故障主要包括通信故障、電源故障等，它們的診斷流程類似。下面以吉利帝豪EV450純電動汽車為例，介紹TCU通信故障的診斷流程。2．TCU故障診斷（1）用故障診斷儀檢測TCU，確定是否輸出故障碼。若輸出故障碼，則根據(jù)故障碼進行維修；若沒有輸出故障碼，則檢查低壓蓄電池。（2）測量低壓蓄電池的電壓，檢查其是否符合標準值（11～14V）。若電壓不符合標準值，則給低壓蓄電池充電或檢查低壓蓄電池的充電裝置；若電壓符合標準值，則檢查保險絲。（3）查看保險絲是否熔斷。若熔斷，則先檢查保險絲的線路是否存在短路故障。若有短路故障，則先排除短路故障，再更換新的保險絲。若更換保險絲后，TCU能正常工作，則結束故障診斷工作；若更換保險絲后，TCU仍不能正常工作，則檢查TCU的電源電路。若保險絲未熔斷，則檢查TCU的電源電路。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修（6）斷開低壓蓄電池負極線，測量TCU與VCU之間相應端子的電阻，檢查其是否符合標準值（小于1Ω）。若電阻不符合標準值，則修理或更換TCU的通信電路；若電阻符合標準值，則說明TCU存在其他問題，應更換TCU。（4）操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)，斷開TCU的線束連接器。操作啟動開關使電源模式至ON狀態(tài)，測量TCU的線束連接器與車身搭鐵處之間的電壓，檢查其是否符合標準值（11～14V）。若電壓不符合標準值，則修理或更換TCU的電源電路；若電壓符合標準值，則檢查TCU的搭鐵電路。（5）操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)，測量TCU的線束連接器與車身搭鐵處之間的電阻，檢查其是否符合標準值（小于1Ω）。若電阻不符合標準值，則修理或更換TCU的搭鐵電路；若電阻符合標準值，則檢查TCU的通信電路。2．TCU故障診斷相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修TCU電源故障的診斷流程類似于TCU通信故障的診斷流程，但TCU電源故障的診斷不需要檢查通信電路，且需注意區(qū)分這兩類故障涉及的保險絲、連接器端子等，具體可查閱相應車型的維修手冊。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修3．EGSM故障診斷EGSM故障主要包括通信故障和電源故障，通信故障又可以根據(jù)通信電路性質的不同分為CAN通信故障和LIN通信故障，它們的診斷流程類似。下面以吉利帝豪EV450純電動汽車為例，介紹CAN通信故障的診斷流程。（1）用故障診斷儀檢測EGSM，檢查是否輸出故障碼。若輸出故障碼，則根據(jù)故障碼進行維修；若沒有輸出故障碼，則檢查低壓蓄電池。（2）測量低壓蓄電池的電壓，檢查其是否符合標準值（11～14V）。若電壓不符合標準值，則給低壓蓄電池充電或檢查低壓蓄電池的充電裝置；若電壓符合標準值，則檢查保險絲。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修（3）查看保險絲是否熔斷。若保險絲熔斷，則先檢查保險絲的線路是否存在短路故障。若有短路故障，則先排除短路故障，再更換新的保險絲。若更換保險絲后，EGSM能正常工作，則結束故障診斷工作；若更換保險絲后，EGSM不能正常工作，則檢查VCU的線束連接器。若保險絲未熔斷，則檢查VCU的電源電路。（4）操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)，斷開VCU的線束連接器。操作啟動開關使電源模式至ON狀態(tài)，測量VCU的線束連接器與車身搭鐵處之間的電壓，檢查是否符合標準值（11～14V）。若電壓不符合標準值，則修理或更換VCU與低壓蓄電池之間的連接線束；若電壓符合標準值，則檢查VCU的搭鐵電路。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修（5）操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)，測量VCU的線束連接器與車身搭鐵處之間的電阻，檢查其是否符合標準值（小于1Ω）。若電阻不符合標準值，則修理或更換VCU的搭鐵電路；若電阻符合標準值，則檢查EGSM的電源電路。（6）斷開EGSM的線束連接器。操作啟動開關使電源模式至ON狀態(tài)，測量EGSM的線束連接器與車身搭鐵處之間的電壓，檢查其是否符合標準值（11～14V）。若電壓不符合標準值，則修理或更換EGSM的電源電路；若電壓符合標準值，則檢查EGSM的搭鐵電路。相關知識4.1.2能量傳遞系統(tǒng)的檢修（7）操作啟動開關使電源模式至OFF狀態(tài)，測量EGSM的線束連接器與車身搭鐵處之間的電阻，檢查其是否符合標準值（小于1Ω）。若電阻不符合標準值，則修理或更換EGSM的搭鐵電路；若電阻符合標準值，則檢查EGSM與VCU之間的CAN通信電路。（8）檢查EGSM與VCU之間的CAN通信電路，即測量EGSM與VCU之間相應端子的電阻，檢查其是否符合標準值（小于1Ω）。若電阻不符合標準值，則修理或更換EGSM與VCU之間的CAN通信電路；若電阻符合標準值，則說明VCU可能存在問題，應更換VCU