新能源汽车维护与故障诊断4任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除-学习工作页.docx

《新能源汽车维护与故障诊断4任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除-学习工作页.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源汽车维护与故障诊断4任务2 混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除-学习工作页.docx（20页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、ft任务2混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除号 eniHB夕、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、读取故障码、数据流；2 .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。技能目标.能够进行混合动力汽车驱动电机系统相关项目的检测。ZZ Jy 一、任务导入汽车维修工小李，接到一位客户委托：一辆丰田普锐斯混合动力汽车，动 力系统故障灯点亮。因此无法行驶。可能是驱动电机系统存在故障，主管要求汽 修工小李进行故障诊断并排除，你能完成这个任务吗？9 二、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

2、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 传感器故障或控制电机温度过高；3）控制电机 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：（1）仪表指示灯点亮变频器变频器EV控制ECU1216GINV 丽（屏蔽）（屏蔽）1K1KJ5J/C图4-2-7变频器电路图如果变频器4出现电路故障、内部短路或过热，则变频器通过电机变频器故 障信号线路将此信息传送到HV ECU的MFIV端子。诊断关键步骤及参数:1）使用专用诊断仪

3、按以下菜单：Powertrain/HybridControl/DTC,读取DTC。2）检查混合动力控制HV ECU连接情况，是否存在松动，检查变频器连接情况，是否存在松动或连接不良，如图4-2-8所示。3）检查混合动力电机线圈电阻。图4-2-8混合动力电机线圈端子图检查检修塞与变频器盖是否已经拆下。检查三相电机电缆螺栓是否按标准扭矩拧紧，标准扭矩8Nmo4警示：诊断前，至少需要5分钟对变频器内的高压电容器进行放电。从变频器断开混合动力汽车电机的三相交流电电缆。用万用表测量混合动力汽车电机三相交流电电缆端子电阻标准值，见表4-2-8o表4-2-8混合动力汽车电机三相交流电电缆端子电阻万用表连接规

4、定条件U (114-1) - V (114-2)20时小于135MQV (114-2) - W (114-3)20时小于135MQW (114-3) -U (114-1)20时小于135MQ计算U-VU-WW-U端子最大和最小电阻间的差，标准值应该小于2MQO用万用表测量混合动力汽车电机三相交流电电缆端子与车身接地之间的 绝缘电阻，均应该大于10MQ或更大。4)使用专用诊断仪，进入以下菜单：Powertrain/HybridControl/Activetesto当变频器驱动强制停止时，测量变频器连接器端子间的电压标准值，见表 4-2-10。表4210变频器连接器端子间的电压万用表连接规定条件M

5、UU (110-9 ) -GINV (110-16)12-16VMVU (110-10) -GINV (110-16)12-16VMWU (110-11) -GINV (110-16)12-16V5)以上测试均在标准值范围内，则需要更换变频器总成。三、任务实施.实施要求本操作任务完成混合动力汽车驱动电机系统故障诊断与排除，包括以下内 容：(1)驱动电机系统检查：前轮转动情况(2)驱动电机系统检查：前轮转动阻力增加(3)电机运行常见故障及修理方法研讨.实施准备(1 )防护装备:O(2)车辆、台架、总成:L(3)专用工具、设备：j(4)手工工具：(5)辅助材料：3 .实施步骤(1)驱动电机系统检查

6、：前轮转动情况1)打开电源开关至IG档。2)踩下制动踏板，把选档杆移动至N档，如图4-2-9所示。图429选档杆移动至N档3)举升车辆。4)手动转动曲轴皮带轮检查前轮是否旋转，如图4-2-10所示。5警告：在执行高压车辆诊断及维护前，务必佩戴完好的个人防护设备，并严格遵守正确的操作步骤!图4210检查前轮是否旋转5 ）打开电源开关至ready档。6）举升车辆离地20厘米，如图4-2-11所示。图4-2-11 举升车辆（离地20厘米）7）踩下制动踏板，把换挡杆移动到D档，然后松开踏板，如图4-2-12所示。图4-2-12换挡杆移动到D档8）检查前轮是否旋转，如图4-2-13所示。图4-2-13检

7、查前轮是否旋转如果车轮不转动，并且诊断仪上显示HV变速驱动桥输入故障，则应更换混 合动力车辆变速驱动总成。（2）驱动电机系统检查：前轮转动阻力增加以下检查驱动系统在旋转过程中阻力增加的原因。1）检查发动机润滑系统和变速驱动桥润滑系统。2）检查发动机冷却液和变速驱动桥冷却液。3）检查发动机本身和变速驱动桥本身是否有任何故障。（3）驱动电机运行常见故障及修理方法研讨针对驱动电机运行常见的故障及修理方法，分组进行研讨。1）电机起动困难或不起动原因修理方法电源电压过低调整电压到所需值。电机过载减轻负载后再起动。机械卡住检查后先停车解除机械锁止然后再起动电机。原因修理方法负载过大减轻负我。电机扫堂检查气

8、隙及转轴、轴承是否正常。电机绕组故障检查绕组是否有接地，短路，断路等故障，给与排除。电源电压过高，过低或三相不平衡检查电源调整电压值，使其符合要求。2）电机运行温升高3）电机运行时振动过大原因修理方法定子三相电压不对称检查电源供三相电平衡。铁心转配不平衡重新拧紧拉紧螺杆或在松动的铁心片中打入楔子固定。定子绕组并联支路中某支路断裂检查直流电阻，查处后焊接。定转子气隙不均调整电动机气隙，使其均匀。电动机底座和基础板不坚固坚固电动机地脚螺栓，加强基础。联轴器松动拧紧连接螺栓，必要时更换螺栓。转轴弯曲进行调直或更新。转子磁极松动检查固定键，重新紧固。负载不平衡检查出机械负载故障并排除。机组定中心不好重

9、新定中心。基础自由振动频率与电机的振动频率接近改变基础的自由振动频率，使两者不产生共振。转子不平衡作平衡检查试验。. 四、任务考核目标考核题目得分1（1）（单选）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，常见的故障有（）oA、变频器本身故障B、控制电机角度传感器故障C、变频器温度传感器故障或控制电机温度过高D、以上都对。知 识（2）（判断）混合动力汽车驱动电机系统发生故障，通常情况下仪表上的动力系统故 障指示灯会点亮。（）目 标（3）（判断）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。（ ）2（1）（判断）驱动系统的数据流主要在ABSECU内，可使用诊断仪读取到关于

10、驱动系 统的故障码和数据流。（）（2）（判断）关于变频器温度的数据流可以利用诊断仪在HVECU读到。（）（3）（判断）电机温度的数据流信息可以利用诊断仪读取。（）3（1）（单选）下面是驱动电机温度传感器数据流的数据，有故障是（）oA、-50 B、-10C、100D、160（2）（单选）MG1的含义是（）oA、角度传感器B、温度传感器C、压力传感器 D、轮速传感器（3）（判断）连接器线束开路、短路的检查最常用的是使用万用表。（）技 能1（1）（单选）属于电机起动困难或不起动的原因是（O）A、电机绕组故障 B、负载过大C、电源电压过低 D、电机扫堂目 标（2）（单选）属于电机运行时振动过大的原因是

11、（）oA、电机绕组故障B、电动机底座和基础板不坚固C、电机过或D、机械卡住（3）（判断）若检查发现是电机绕组故障，修理的方法是改变基础的自由振动频 率，使两者不产生共振。（）（4）（判断）对于前轮转动的检查，不需要打开电源开关。（）（5）（判断）驱动电机系统检查需要进行挂挡测试，判断是否存在故障（）总分：分教师评语: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。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

12、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。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： Omin,最大：65.535minMIL 状态(MILStatus)CHK ENG状态/开或关CHKENG 开：开恒定开：依据检测到的DTC修理电

13、机(MG2 )转速 (MG2Rev)MG2转速/最小：-16.383转/分,最大:16.383 转/分电机（MG2）扭矩（MG2Torq）MG2扭矩/最小：-500Nm,最大：500NmG (MG1)扭矩执行数值(MGITrq Exc Vai)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%再生制动扭矩(RegenRqst Torq)再生制动执行扭矩/最 小：ONm,最大:186Nm请求再生制动扭矩(Regen RqstTorq)再生制动要求扭矩/最 小：ON

14、m,最大：186Nm车速 30km/h (19mph ),主缸液压-200Nm：随 制动踏板压力变 化变频器温度(MG1 ) (MG1 Invert Temp)MG1变频器温度/最小-50,最大：205于 25 (77F ) 搁置一天：25 (77F)街道行驶： 25-80 ( 77-176 F)如果数值是-50 (-58 F)：传感器电路+B短 路如果数值是205 (401 F)：传感器电路开路或 GND短路变频器温度(MG2 ) (MG2 Invert Temp)MG2变频器温度/最小-50,最大：205于 25 (77F) 搁置一天：25 (77F)街道行驶： 25-80 ( 77-17

15、6 F)如果数值是-50 (-58 F)：传感器电路+B短 路如果数值是205 (401 F)：传感器电路开路或 GND短路2号电机温度(Motor2 Temp)变速驱动桥油温度/最 小-50C,最大：205于 25 (77F) 搁置一天：25 (77F)街道行驶： 25-80 ( 77-176 F)如果数值是-50C (-58 F)：传感器电路+B短 路如果数值是205 (401 F)：传感器电路开路或 GND短路1号电机温度(MotoH Temp)MG2电机温度/最小-50,最大：205于 25 (77T)搁置一天：25 (77F)街道行驶： 25-80 ( 77-176 F)如果数值是-

16、50 (-58 F)：传感器电路+B短 路如果数值是205 (401 F)：传感器电路开路或 GND短路转换器温度(Converter Temp)增压转换器温度/最小-50,最大：205c于 25 (77F) 搁置一天：25 (77F)街道行驶： 25-80 ( 77-176 F)如果数值是-50 (-58 F)：传感器电路+B短 路如果数值是205 (401 下)：GND传感器电路开 路短路加速踏板程度 (Accelerator)加速踏板踩下角度/最 小：0%,最大：100%加速踏板踩下：随 加速踏板压力改变要求动力(Power Rqst)发动机功率输出要求 值/最小0W,最大： 32000

17、0W目标发动机转速(TargetEng Spd)目标发动机转速/最 小：0转/分，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/分怠速：950-1050转/分车速(VehicleSpd)车速/最小：-256km/h, 最大：254km/h以40km/h(25mph)的速度 行驶，40km/h(25mph)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加速踏板踩下：随 加速踏板压力改 变充电状态(SOO蓄电池充电状态/最 小：0%,最大：100%恒定：0-100%WOU

18、T控制器电源(WOUT Ctrl Power)放电控制电源值/最小0W,最大：81600W21000W或更小WIN控制器电源(WINCtrl Power)充电控制电源值/最小-40800W,最大：0W-25000W或更大请求放电至SOC (Dehg Rqst SOC)请求放电调整soc/最 小：-20480W ,最 大 20320W统一车上充电：-4400W一般 0W电源 VB (PWr ResourceVB)蓄电池电压/最低：0V, 最 rWj 510VREDAY灯打开和P 档：150-300V电源 IB (PWr ResourceIB)蓄电池电流/最小：-256V,最大 254AVL电压上

19、升前(VL)增压前的高压/最低0V,最高：510V电源开关开 (REDAY):实际上 和HV蓄电池电压 一致如果数值是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VH电压上升后(VH)增压后的高压/最低0V,最高：765VP档发动机加快转 速：HV蓄电池电 压至500V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短路压力上升比(Rais Pres Ratio)增压比/最小：0%,最 大：100%增压前电压和增 压后电压一致： 0-10%行驶条件ID(Drive Conditon)行驶条件ID/最小：0, 最大：6发动机停止：

20、0发动机将要停ill: 1发动机将要起动：2发动机工作：3装载运行：4P档加快转速：6引导问题3引导问题3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。(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

21、，电机温度越高，热敏电阻的阻值越小。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。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。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。HV控制ECI2号电机发电机2号电机发电机MW1IWTG图4-2-2电机传感器电路图(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 listo读取专用诊

22、 断仪上显示的MG1发电电机温度值1。表4-2-2 MG1发电电机温度值显示温度显示-50 (-58F)205 (401F)-49-204 (-57F-400F)2)若是显示的温度不在正常范围-49204C,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。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

23、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。1提示：如果电路开路或+B短路,则专用诊断仪显示的数据是-50C (-58)。如果电路GND短路，则 专用诊断仪显示的数据是205 (401)o图423电机角度传感器原理图图423电机角度传感器原理图以MG2电机角度传感器控制电路为例，

24、其控制电路图如图4-2-4所示。2号电机发电机EV控制ECU图424电机角度传感器电路图（3）诊断关键步骤及参数1）使用诊断仪读取相关故障码;2）使用诊断仪读取对应故障码所指电机的数据流，标准值：数据流应该显 示出电机的转动角度。3）检查线束与连接器（控制ECU一传感器电路），如图4-2-5所示。HV控制ECU连接器线束侧：山机解疝传感器连接器(y8)(y8)图4-2-5ECU.电机角度传感器线束与连接器断开H13 HV ECU连接器，和角度传感器连接器。打开点火开关。测量HVECU连接器端子与车身接地间的电压2,均应该小于IV。关闭点火开关。检查线束侧连接器间的电阻，均应该导通3,测量数据小

25、于1Q。与车身接 地绝缘，测量出来的电阻很大。4）检查电机角度传感器本身电阻，如图4-2-6所示。2 MRF (H13-34) -车身接地、MCS 3 MRF (H13-34) MSNG (H13-19) 均应该小于1Q o-车身接地、MRFG (H13-33)-车身接地、MSN (H13-20)-车身接地、MSNG (H13-19) (H13-32) .车身接地、MCSG (H13-31)车身接地均应该小于IV。-MRF (M8-1)、MRFG (H13-33) - MRFG (M8-4)、MSN (H13-20) - MSN (M82)、-MSNG (M85)、MCS (H13-32) -

26、 MCS (M83)、MCSG (H13-31) - MCSG (M8-6)组检测：电机解角传感器前视图图4-2-6电机角度传感器电路图测量电机角度传感器端子间的电阻，参考值标准值：见表4-2-6。表4-2-6电机角度传感器端子间的电阻万用表连接规定条件MRF (M8-1) -MRFG (M8-4)7.65-10.2 QMSN (M8-2) -MSNG (M8-5)12.6-16.8 QMCS (M8-3) -MCSG (M8-6)12.6-16.8 Q用兆欧表检查电机角度传感器6个端子间的绝缘电阻，应该相互绝缘，电 阻无穷大。3 .变频器性能的故障(1)故障症状仪表显示驱动系统失效，使用诊断仪检查存在变频器性能故障码。(2)故障原因分析变频器为MG1/MG2将HV蓄电池高压直流电转换成交流电。变频器内包含 一个三相桥电路，它由6个功率晶体管组成，每个对应于MG1和MG2,用来转 换直流电和三相交流电。HV控制ECU控制功率晶体管的激活。变频器将控制 所必需的信息，例如安培数和电压传送到HV控制ECUoHVECU使用电压传感器，它内置于变频器中，用来检测升压后的高压并进 行升压控制。变频器电压传感器根据高压的不同输出一个值在0-5V间的电压。 高压越高，输出电压越高。高压越低，输出电压越低。HV控制ECU监控变频器电压并检测故障。变频器电路图如图4-2-7所示。