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      觀光車驅動系統失效模式與機理分析

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      觀光車驅動系統失效模式與機理分析

      發布日期:2017-07-20 作者: 點擊:

             電機驅動系統失效模式分類 根據失效原因、性質、機理、程度、產生的速度、發生的時間以及失效產生的后果,可將失效進行不同的分類。長沙電動觀光車常見的失效模式可以分為:損壞型、退化型、松脫型、失調型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此針對系統中導致電機驅動系統失效,影響整車正常運行的元件或部件失效進行分析。


             (1)電機驅動系統失效模式分類 根據失效原因、性質、機理、程度、產生的速度、發生的時間以及失效產生的后果,可將失效進行不同的分類。電動觀光車常見的失效模式可以分為:損壞型、退化型、松脫型、失調型、阻漏型、功能型失效模式和其他失效模式。在此針對系統中導致電機驅動系統失效,影響整車正常運行的元件或部件失效進行分析。


             (2)電機驅動系統失效機理分析 針對電機控制器,選取以下幾種失效模式進行機理分析。


             ①過壓 一般發生在整車充電工況。電壓過高不僅影響器件絕緣,還會造成器件損壞。電動汽車電機系統過壓主要集中在直流母線電壓上。過壓會造成母線電容、功率器件(IGBT)或母排絕緣損壞。主要原因如下。


             a.預充電回路未切除 正常預充電結束后,主接觸器由于故障未結合,這時響應整車充電指令時,預充電電阻分壓,導致母線兩端電壓過高。


             b.誤動作 控制器內部的電壓檢測部分發生故障,檢測出的電壓信號偏大,導致保護。


             ②欠壓 一般發生在整車電動的工況。電壓過低不僅影響系統性能的發揮,而且還會對器件造成損壞。當系統輸出相同功率時,電壓過低,勢必造成電流增加。電流過大,可能會超出器件的工作范圍,造成器件損壞。對電機而言,長期欠電壓工作,效率低,發熱大,時間長會造成電機繞組絕緣降低,導致電機繞組短路或斷路。主要原因如下。


             a.高壓電池電壓過低 高壓電池系統可能發生漏電或整車系統長時間處于電動運行,缺少充電工況。


             b.預充電回路沒有切除 正常預充電結束后,預充電回路沒有切除。主接觸器由于故障沒有接合,響應整車電動指令時,預充電電阻分壓,導致母線兩端電壓過低。


             c.誤動作 控制器內部的電壓檢測部分發生故障,檢測出的電壓信號偏小,導致保護。


             ③過流 電機能夠旋轉,但運行電流遠超過了額定值,這與過載是不同的。過流的基本反映是:電流超過了額定值,但超過的幅度很大,形成大的沖擊電流。在車用電機系統中,過流一般發生在直流母線端或三相交流輸出端。主要原因如下。


             a.直流母線、母排絕緣損壞 絕緣損壞,造成母線正負短接。


             b.定子繞組三相不平衡 電機三相繞組發生短路,造成線電流過大。


             c.誤動作 控制器內部的電流檢測部分發生故障,檢測出的電流信號過大,導致保護。


             ④過載 電動機能夠旋轉,但運行電流超過了額定值,稱為過載。過載基本反映是:電流雖然超過了額定值,但超過的幅度不大,一般也不形成較大的沖擊電流。輸出電流超過反時限特性過載電流額定值,保護功能動作,變頻器的容量偏小。主要原因如下。


             a.機械負荷過重 主要特征是電動機發熱,三相運行電流偏大??刂破鱌I參數導致動態響應時間過短或電機機械結構卡死。


             b.定子繞組三相電壓不平衡 三相不平衡引起某相的運行電流過大,導致過載保護,其特點是發熱不均衡。


             c.誤動作 控制器內部的電流檢測部分發生故障,檢測出的電流信號偏大,導致保護。


             ⑤過溫 溫度過高,不僅會影響電機本體的絕緣,而且還會影響電機控制器的功率輸出。這是因為電機控制器的核心就是開關器件構成的逆變電路。溫度直接影響功率器件的工作范圍,功率器件工作受到器件結溫(一般為150℃)影響,外界溫度的升高,結溫給定時,開關損耗必然要減小,這將導致電機控制器不能以全功率輸出以及系統性能降低。主要原因如下。


             a.長時間處于過載運行狀態。


             b.電機定子繞組三相不平衡。


             c.誤動作。


             ⑥邏輯電壓故障 電動汽車電機控制器邏輯電壓由車載蓄電池提供,蓄電池電壓波動范圍較大,對電機控制器低壓器件選取提出一個要求,必須滿足車載蓄電池電壓波動范圍。邏輯電壓過低,會造成有些器件不工作,或造成電路中邏輯電位紊亂。電壓過高,會造成器件損壞。主要原因:車載蓄電池有短路點;誤動作。


             ⑦CAN 通信故障 電動汽車電機系統的指令執行以及系統狀態反饋都是通過CAN通信傳遞的。通信的正常與否直接關系到系統能否正常工作。主要原因:CAN線斷線;電磁干擾。


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