Автомобиль / Силовая установка / Электрическая силовая установка / Диагностика - Электрическая силовая установка / Диагностика тягового электродвигателя электромобиля

Диагностика тягового электродвигателя электромобиля

Диагностика тягового электродвигателя электромобиля определяет, связаны ли потеря мощности, рывки, шум, вибрация, перегрев, отсутствие рекуперации или блокировка режима Ready с самим мотором, инвертором, фазными кабелями, датчиком положения ротора, системой охлаждения или механической частью привода. Тяговый электродвигатель работает вместе с высоковольтной батареей, инвертором, редуктором и блоками управления, поэтому его нельзя проверять как изолированный агрегат.

Образец правильного английского перевода: диагностика тягового электродвигателя - Traction Motor Diagnostics; диагностика электропривода - Electric Drive Diagnostics; фазный ток - Phase Current; запрошенный крутящий момент - Requested Torque; фактический крутящий момент - Actual Torque; датчик положения ротора - Rotor Position Sensor; резольвер - Resolver; угол ротора - Rotor Angle; обмотка статора - Stator Winding; межвитковое замыкание - Interturn Short Circuit; сопротивление изоляции - Insulation Resistance; механическое сопротивление - Mechanical Drag; рекуперативный момент - Regenerative Torque.

Страница относится к диагностическому разделу «Диагностика - Электрическая силовая установка» и связана со страницами «Проверка высоковольтной изоляции электромобиля», «Неисправность тягового электродвигателя электромобиля», «Неисправность инвертора электромобиля», «Электромобиль теряет мощность», «Электромобиль не переходит в режим Ready» и «Ремонт тягового электродвигателя электромобиля».

Для вспомогательных контуров могут быть релевантны охлаждение и отопление, охлаждающие жидкости, водяные насосы, патрубки системы охлаждения, датчики управления и реле. Но диагностика не сводится к замене электродвигателя или инвертора: сначала нужно установить, какой блок ограничил крутящий момент, правильны ли фазные токи, достоверен ли сигнал ротора и нет ли механического сопротивления.

Главный принцип: неисправность тягового электродвигателя подтверждают только после разграничения четырех направлений - электрической части мотора, инвертора, датчика положения ротора и механического привода. Код, шум или разница фазных токов сами по себе не определяют неисправный компонент.

Не прикасайтесь к высоковольтным фазным кабелям и разъемам без соответствующей квалификации.
Не считайте систему безопасной только из-за отсутствия режима Ready.
Не отсоединяйте инвертор, мотор или сервисный разъединитель без заводской процедуры обесточивания.
Не запускайте привод с поднятыми колесами без специального сервисного режима.
Не проверяйте высоковольтную изоляцию через подключенный инвертор, если это не разрешено производителем.
Не подавайте внешнее напряжение на резольвер, обмотки или температурные датчики без электрической схемы.
Не вращайте демонтированный электродвигатель с высокой скоростью без контроля напряжения, которое он генерирует.
Не стирайте коды до сохранения стоп-кадров и параметров момента, тока и температуры.

Содержание

Цель диагностики
Электродвигатель как часть системы
Основные симптомы
Безопасность высоковольтной проверки
Необходимое оборудование
Сбор начальных данных
Проверка батареи 12 В
Полное сканирование блоков
Коды и стоп-кадры
Запрошенный и фактический момент
Частота вращения электродвигателя
Проверка фазных токов
Разграничение мотора и инвертора
Проверка резольвера
Проверка фазных обмоток
Межвитковое замыкание
Проверка высоковольтной изоляции
Температурные параметры
Проверка охлаждения
Подшипники электродвигателя
Редуктор и механический привод
Диагностика шума
Диагностика вибрации
Потеря мощности
Рывки при движении
Автомобиль не переходит в Ready
Ограниченная рекуперация
Перегрев электродвигателя
Визуальный осмотр
Активные тесты
Осциллографическая проверка
Тепловизионная проверка
Дорожный тест
С чем нельзя путать неисправность
Базовый алгоритм диагностики
Контроль после ремонта
Типичные ошибки
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Цель диагностики

Цель диагностики - установить, почему приводной модуль не создает необходимый крутящий момент, работает неравномерно, перегревается, создает шум или блокирует готовность автомобиля к движению.

разрешает ли BMS отдавать необходимую мощность;
получает ли инвертор достаточное высоковольтное напряжение;
соответствует ли фактический момент запрошенному;
симметричны ли фазные токи;
правильно ли определяется положение ротора;
нет ли обрыва, короткого или межвиткового замыкания;
достаточно ли сопротивление изоляции;
не перегреваются ли статор и инвертор;
работает ли жидкостное или масляное охлаждение;
нет ли износа подшипников;
не создает ли редуктор или тормозная система чрезмерное сопротивление;
не является ли симптом следствием программного ограничения.

Электродвигатель как часть системы

высоковольтная батарея подает постоянное напряжение;
BMS определяет допустимый ток;
контроллер силовой установки рассчитывает необходимый момент;
инвертор формирует фазные токи;
резольвер сообщает положение ротора;
статор создает магнитное поле;
ротор создает механический момент;
редуктор передает момент к колесам;
система охлаждения поддерживает допустимую температуру;
ABS и система стабилизации могут уменьшать момент.

Основные симптомы

электромобиль не переходит в режим Ready;
тяга полностью отсутствует;
мощность ограничена;
мощность исчезает после прогрева;
автомобиль движется рывками;
момент подается с задержкой;
появился гул, свист, скрежет или стук;
возникла вибрация под тягой;
вибрация появляется при рекуперации;
электродвигатель или инвертор перегревается;
рекуперация уменьшилась или исчезла;
фазные токи существенно отличаются;
появилась ошибка положения ротора;
записана ошибка высоковольтной изоляции;
автомобиль переходит в аварийный режим под нагрузкой.

Безопасность высоковольтной проверки

Проверки со снятием фазных разъемов, измерением изоляции или доступом к внутренним частям выполняются только подготовленным персоналом по процедуре производителя.

идентифицировать напряжение и топологию системы;
ограничить доступ к рабочей зоне;
использовать диэлектрические средства защиты;
обесточить систему по заводской процедуре;
выдержать установленное время разрядки;
подтвердить отсутствие опасного напряжения соответствующим прибором;
защитить открытые разъемы от влаги и загрязнения;
исключить случайное вращение ротора.

Необходимое оборудование

сканер с поддержкой BMS, инвертора и приводного модуля;
заводские электрические схемы;
высоковольтный мультиметр соответствующей категории;
прибор для проверки сопротивления изоляции;
низкоомный измеритель обмоток;
осциллограф с соответствующими изолированными пробниками;
токовые клещи;
тепловизор;
виброметр или диагностические датчики шума;
оборудование для анализа масла редуктора;
средства записи параметров при движении;
диэлектрический инструмент и средства индивидуальной защиты.

Сбор начальных данных

симптом возникает на холодном или прогретом автомобиле;
при какой скорости он появляется;
под тягой, накатом или при рекуперации;
при прямолинейном движении или в повороте;
при низком или высоком SOC;
после быстрой зарядки или продолжительной поездки;
при какой температуре окружающего воздуха;
исчезает ли симптом после перезапуска;
изменяется ли шум после прогрева;
были ли ДТП, удар по днищу или ремонт привода;
заменялись ли электродвигатель, инвертор, редуктор или программное обеспечение;
какие сообщения появились на панели.

Проверка батареи 12 В

напряжение в состоянии покоя;
падение напряжения при пробуждении системы;
напряжение при переходе в Ready;
работу DC/DC-преобразователя;
клеммы и соединения массы;
историю полного разряда;
коды низкого напряжения в связанных блоках.

Полное сканирование блоков

BMS;
контроллер электрической силовой установки;
инвертор или моторный контроллер;
контроллер второго приводного модуля, если он установлен;
ABS и систему стабилизации;
контроллер теплового управления;
DC/DC-преобразователь;
центральный шлюз;
кузовной блок;
блок управления селектором;
систему высоковольтной безопасности.

Коды и стоп-кадры

текущие и исторические коды;
время первого появления;
SOC;
напряжение высоковольтной батареи;
запрошенный момент;
фактический момент;
частоту вращения ротора;
фазные токи;
температуру статора и инвертора;
состояние синхронизации ротора;
сопротивление высоковольтной изоляции;
скорость автомобиля;
причину ограничения мощности.

Запрошенный и фактический момент

Запрошенный момент показывает, какую тягу требует контроллер.
Разрешенный момент показывает ограничения батареи, температуры и систем безопасности.
Фактический момент показывает результат работы инвертора и мотора.

Если фактический момент соответствует разрешенному, но разрешенный момент низкий, причина ограничения может находиться вне электродвигателя.

Частота вращения электродвигателя

ошибка резольвера;
потеря синхронизации;
обрыв сигнальной цепи;
электромагнитные помехи;
неправильная калибровка;
механическое проскальзывание или повреждение передачи;
ошибка программного обеспечения.

Проверка фазных токов

симметрию фазных токов;
соответствие тока запрошенному моменту;
изменение тока при разгоне;
поведение при рекуперации;
скачки или прерывания;
различие после прогрева;
связь с кодами инвертора;
показания датчиков тока при нулевом моменте.

Неравномерные фазные токи могут быть вызваны обмоткой, инвертором, датчиком тока, фазным кабелем или неправильным сигналом положения ротора.

Разграничение мотора и инвертора

Неисправность инвертора электромобиля часто создает те же симптомы, что и дефект обмоток.

Признаки возможной неисправности инвертора

код силового ключа или драйвера;
ошибка датчика фазного тока;
смещение показаний тока при неподвижном моторе;
отсутствие управления одной фазой;
перегрев силового модуля;
симметричное сопротивление обмоток при неравных токах;
исчезновение симптома после охлаждения инвертора;
внутренняя ошибка питания управляющей электроники.

Признаки возможной неисправности электродвигателя

различие сопротивления фаз;
снижение изоляции обмотки на корпус;
локальный перегрев статора;
стабильная фазная аномалия при исправном инверторе;
механический шум подшипников;
контакт ротора со статором;
металлические частицы во внутреннем масле;
следы перегрева или жидкости внутри мотора.

Проверка резольвера

коды положения ротора;
статус синхронизации;
разъем и проводку;
экранирование кабеля;
сигнал возбуждения;
сопротивление обмоток резольвера;
синусный и косинусный сигналы;
плавность изменения сигнала при вращении;
отсутствие провалов и помех;
механическое положение датчика;
калибровку нулевого угла.

Проверка фазных обмоток

электродвигатель полностью отделяют от инвертора;
подтверждают отсутствие опасного напряжения;
используют низкоомный прибор;
компенсируют сопротивление проводов;
учитывают температуру обмоток;
измеряют все комбинации фаз;
сравнивают результаты между собой;
используют допуски конкретного производителя;
проверяют силовые контакты и фазные кабели.

Одинаковое сопротивление фаз не подтверждает полную исправность электродвигателя.

Межвитковое замыкание

неравномерные фазные токи;
локальный перегрев статора;
снижение момента;
повышенное потребление энергии;
вибрация или электромагнитный шум;
код перегрузки инвертора;
усиление симптома после нагрева;
различие индуктивности фаз;
аномальная форма тока под нагрузкой.

Проверка высоковольтной изоляции

Проверка высоковольтной изоляции электромобиля определяет, нет ли электрической связи между фазными проводниками и корпусом.

перегрев и разрушение лака обмотки;
влага внутри корпуса;
утечка охлаждающей жидкости;
загрязнение внутреннего масла;
повреждение фазного кабеля;
коррозия силового разъема;
контакт обмотки с корпусом;
механическое повреждение после ДТП;
ошибка другого высоковольтного компонента.

Температурные параметры

температура статора;
температура ротора, если она рассчитывается;
температура инвертора;
температура охлаждающей жидкости;
температура масла приводного модуля;
температура силовых разъемов;
скорость роста температуры;
разница между смежными компонентами;
температура в момент ограничения мощности.

Проверка охлаждения

уровень и спецификация охлаждающей жидкости;
утечки;
воздух в контуре;
заданная и фактическая скорость насоса;
положение клапанов;
температура жидкости на входе и выходе;
проходимость теплообменника;
работа вентилятора;
состояние масляного насоса, если он предусмотрен;
уровень и спецификация масла приводного модуля;
наличие металлических частиц;
работа внутренних форсунок охлаждения.

Подшипники электродвигателя

гул зависит от оборотов мотора;
шум меняется под тягой и при рекуперации;
локальный нагрев подшипниковой зоны;
радиальный или осевой люфт;
шероховатость при ручном вращении обесточенного агрегата;
вибрация корпуса;
металлические частицы в масле;
следы электрического повреждения дорожек;
контакт ротора со статором.

Редуктор и механический привод

Редуктор электромобиля может создавать шум и механическое сопротивление, которые ошибочно приписывают мотору.

уровень и состояние масла редуктора;
стружку на магнитной пробке;
износ зубчатой передачи;
подшипники редуктора;
люфт дифференциала;
полуоси;
внутренние и наружные ШРУСы;
ступичные подшипники;
тормозные механизмы;
опоры приводного модуля;
контакт защиты днища с агрегатом;
следы удара или деформации корпуса.

Диагностика шума

зависит ли звук от скорости автомобиля или оборотов мотора;
возникает ли он только под тягой;
появляется ли при рекуперации;
сохраняется ли накатом;
изменяется ли в поворотах;
усиливается ли после прогрева;
зависит ли от нагрузки;
локализуется ли в моторе, инверторе, редукторе или ступице.

Диагностика вибрации

дисбаланс ротора;
деформация вала;
износ подшипников;
контакт ротора со статором;
повреждение постоянного магнита;
неравномерный фазный ток;
ошибка угла ротора;
люфт редуктора;
изношенный ШРУС;
деформированная полуось;
поврежденная опора приводного модуля;
дисбаланс колеса;
деформация шины.

Потеря мощности

Для симптома «Электромобиль теряет мощность» сравнивают все уровни ограничения.

запрошенный водителем момент;
разрешенный момент контроллера;
зарядный и разрядный предел BMS;
фактический момент;
ток батареи;
напряжение высоковольтной шины;
фазные токи;
температуру батареи;
температуру мотора и инвертора;
статус системы стабилизации;
механическое сопротивление привода.

Рывки при движении

нестабильный сигнал резольвера;
потеря синхронизации ротора;
плохой контакт фазного кабеля;
неисправность силового ключа инвертора;
ошибка датчика тока;
межвитковое замыкание;
люфт в редукторе;
изношенный внутренний ШРУС;
поврежденная опора агрегата;
вмешательство системы стабилизации;
ошибка датчика скорости колеса;
неправильная калибровка после ремонта.

Автомобиль не переходит в Ready

Для симптома «Электромобиль не переходит в режим Ready» мотор проверяют только после базовых разрешений высоковольтной системы.

Проверить батарею 12 В.
Проверить связь между блоками.
Проверить HVIL.
Проверить высоковольтную изоляцию.
Проверить контакторы и предзаряд.
Проверить аварийный статус после ДТП.
Проверить положение селектора.
Проверить сигнал резольвера.
Проверить короткое замыкание фаз.
Проверить внутренние ошибки инвертора.
Исключить механическую блокировку привода.

Ограниченная рекуперация

SOC батареи;
температуру батареи;
разрешенный зарядный ток BMS;
выбранный режим движения;
работу ABS и системы стабилизации;
температуру инвертора;
температуру электродвигателя;
запрошенный и фактический рекуперативный момент;
фазные токи;
сигнал положения ротора;
состояние высоковольтной изоляции.

Перегрев электродвигателя

низкий уровень охлаждающей жидкости;
воздух в контуре;
неисправный насос;
закрытый клапан;
засоренный теплообменник;
низкий уровень масла приводного модуля;
неисправный масляный насос;
износ подшипников;
механическое сопротивление редуктора;
межвитковое замыкание;
неправильное фазное управление;
ошибочный сигнал датчика температуры.

Визуальный осмотр

следы удара по корпусу;
трещины и деформации;
повреждение высоковольтного разъема;
оплавление или потемнение фазных контактов;
повреждение фазных кабелей;
коррозию низковольтных разъемов;
следы охлаждающей жидкости;
утечку масла редуктора;
состояние патрубков;
повреждение защиты днища;
состояние опор приводного модуля;
признаки предыдущей разборки;
нештатные герметики, соединения или проводку.

Активные тесты

проверка насоса охлаждения;
проверка клапанов теплового контура;
проверка вентилятора;
контроль оборотов мотора в специальном режиме;
тест положения ротора;
процедура калибровки резольвера;
самопроверка инвертора;
проверка контакторов;
проверка высоковольтной изоляции;
сервисный режим удаления воздуха.

Осциллографическая проверка

стабильность сигнала возбуждения;
форму синусного и косинусного сигналов;
симметрию амплитуд;
фазовое соотношение;
провалы при медленном вращении;
электромагнитные помехи;
зависимость сигнала от температуры;
нестабильность при вибрации разъема или проводки.

Тепловизионная проверка

локальный перегрев статора;
нагрев одного фазного соединения;
горячий подшипниковый узел;
неисправный насос;
отсутствие циркуляции через отдельную ветвь;
перегрев инвертора;
неравномерное охлаждение корпуса;
перегрев редуктора или тормозного механизма.

Дорожный тест

Проверить стабильный переход в Ready.
Оценить начало движения.
Выполнить плавный разгон.
Проверить нагрузку в безопасных условиях.
Оценить момент при ускорении.
Проверить рекуперацию.
Зафиксировать скорость и обороты появления шума.
Проверить поведение в поворотах.
Записать фазные токи.
Записать температуры мотора и инвертора.
Сравнить запрошенный и фактический момент.
После теста повторно считать коды.

С чем нельзя путать неисправность

нормальный высокочастотный звук электропривода;
шум инвертора;
вой редуктора;
гул ступичного подшипника;
шум шин;
вибрацию колеса;
изношенный ШРУС;
поврежденную опору приводного модуля;
заклинивание тормозного механизма;
ограничение BMS из-за SOC или температуры;
вмешательство системы стабилизации;
ошибку датчика скорости колеса;
низкое напряжение батареи 12 В;
программное ограничение после ДТП или обновления.

Базовый алгоритм диагностики

Зафиксировать симптом и условия его появления.
Проверить батарею 12 В.
Выполнить полное сканирование блоков.
Сохранить коды и стоп-кадры.
Определить первичный код.
Проверить разрешенный, запрошенный и фактический момент.
Проверить напряжение высоковольтной батареи.
Сравнить фазные токи.
Проверить положение и синхронизацию ротора.
Проверить температуры мотора и инвертора.
Проверить систему охлаждения.
Выполнить дорожный тест с записью параметров.
Локализовать шум и вибрацию.
Исключить редуктор, полуоси, ступицы и тормоза.
Обесточить систему по процедуре производителя.
Осмотреть фазные кабели и разъемы.
Проверить сопротивление обмоток.
Проверить высоковольтную изоляцию.
Проверить резольвер и его калибровку.
Подтвердить неисправный компонент отдельной проверкой.

Контроль после ремонта

все блоки выходят на связь;
автомобиль стабильно переходит в Ready;
коды не возвращаются;
положение ротора определяется правильно;
фазные токи симметричны;
запрошенный и фактический момент согласованы;
тяга подается плавно;
рекуперация работает;
посторонний шум отсутствует;
вибрация не превышает нормальный уровень;
температура мотора и инвертора допустима;
насосы и клапаны работают;
утечка жидкости или масла отсутствует;
сопротивление изоляции соответствует требованиям;
после контрольной поездки нет новых кодов.

Типичные ошибки

заменять электродвигатель только по названию кода;
не проверить батарею 12 В;
считывать только блок инвертора;
не сохранить стоп-кадры;
не проверить разрешенный момент BMS;
считать неравные фазные токи доказательством неисправности обмотки;
не проверить инвертор и датчики тока;
измерять низкое сопротивление обычным мультиметром;
не учитывать температуру обмоток;
считать одинаковое сопротивление доказательством отсутствия межвиткового замыкания;
не проверить калибровку резольвера;
игнорировать охлаждение;
не исключить редуктор, ШРУСы, ступицы и тормоза;
путать нормальный электромагнитный свист с неисправностью;
не выполнить проверку после прогрева;
не провести дорожный тест после ремонта.

Товарные группы TESMA

Тяговый электродвигатель, инвертор и высоковольтные кабели подбирают по VIN, оригинальному номеру, напряжению, типу привода и программной конфигурации. Каталог TESMA может быть полезен для вспомогательных систем охлаждения и низковольтного управления.

Охлаждение электропривода

Датчики и низковольтное управление

Частые вопросы

С чего начинать диагностику тягового электродвигателя?

С проверки батареи 12 В, полного сканирования блоков, сохранения стоп-кадров и сравнения запрошенного, разрешенного и фактического момента.

Можно ли определить неисправный мотор по коду инвертора?

Нет. Код может быть вызван инвертором, фазным кабелем, резольвером, охлаждением или внешним ограничением.

Почему фазные токи отличаются?

Возможны дефект обмотки, силового транзистора, датчика тока, фазного контакта или неправильный сигнал положения ротора.

Достаточно ли измерить сопротивление обмоток?

Нет. Одинаковое статическое сопротивление не исключает межвитковое замыкание, которое может проявляться только под нагрузкой или после нагрева.

Что такое резольвер?

Это датчик, сообщающий инвертору точное угловое положение ротора для правильного управления фазными токами.

Почему неисправный резольвер вызывает рывки?

Инвертор формирует токи относительно положения ротора. Неправильный или нестабильный сигнал нарушает создание крутящего момента.

Почему электромобиль не переходит в Ready?

Причиной могут быть батарея 12 В, HVIL, изоляция, контакторы, предзаряд, инвертор, короткое замыкание фаз, резольвер или механическая блокировка привода.

Почему мотор перегревается?

Из-за неисправного охлаждения, низкого уровня жидкости или масла, механического сопротивления, износа подшипников, межвиткового замыкания или неправильного управления инвертором.

Нормален ли свист электродвигателя?

Часть высокочастотного звука является нормальной. Проверка нужна, если звук стал новым, усилился или сопровождается вибрацией, нагревом или кодами.

Как отличить шум мотора от редуктора?

Сравнивают зависимость звука от оборотов мотора, скорости автомобиля, тяги, наката, рекуперации и поворотов, а также локализуют его датчиками шума.

Почему мощность исчезает после прогрева?

Возможны температурное ограничение, ухудшение контакта, неисправность инвертора, межвитковое замыкание, износ подшипника или падение сопротивления изоляции.

Всегда ли ошибка изоляции означает неисправный мотор?

Нет. Источником может быть инвертор, батарея, OBC, компрессор, нагреватель, кабель или другой высоковольтный компонент.

Зачем проверять редуктор и тормоза?

Механическое сопротивление увеличивает ток, нагрев и нагрузку на мотор, создавая симптомы электрической неисправности.

Что подтверждает неисправность тягового электродвигателя?

Совокупность независимых результатов: отклонение обмоток или изоляции, локальный перегрев, механическое повреждение, стабильная фазная аномалия и исключение инвертора и внешних причин.

Что подтверждает успешный ремонт?

Стабильный Ready, правильный сигнал ротора, симметричные фазные токи, плавная тяга и рекуперация, нормальная температура, исправная изоляция и отсутствие повторных кодов.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Диагностика тягового электродвигателя электромобиля должна разграничить неисправность самого мотора, инвертора, датчика положения ротора, высоковольтной изоляции, охлаждения и механического привода. Основными параметрами являются запрошенный и фактический момент, фазные токи, положение ротора, температура и состояние высоковольтной шины.

Код инвертора, гул или разница токов не являются достаточным основанием для замены электродвигателя. Окончательный вывод делают после анализа данных под нагрузкой, проверки обмоток и изоляции, оценки резольвера, исключения редуктора и подтверждения причинно-следственной связи.