觀光車驅動系統失效模式與機理分析

       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。