奇瑞瑞虎3xe驱动电机与电机控制器故障的检测

2024年3月27日发(作者：雷克萨斯系列车型及价格)

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新能源汽车

栏目编辑：高中伟 gzw@

刘春晖(本刊编委会委员)

高级工程师/副教授，现任山东华宇工学院汽车工程学院汽车服务工程教研

室主任，有多年的一线汽车电气系统、电子控制系统维修工作经验。现从

事汽车类专业学生专业课的教学工作。在各级汽车维修类杂志上公开发表

论文30篇，出版汽车维修类图书23部。

奇瑞瑞虎3xe驱动电机与电机控制器故障的检测

◆文/山东刘春晖浙江王伟杰

2018年3月28日，奇瑞旗下的新能源电动SUV——瑞虎

3xe(图1)正式上市，新车包括瑞虎3xe 400、瑞虎3xe 480两款

车型。瑞虎3xe 400基本沿用了奇瑞瑞虎3x的设计风格，外观沿

袭Chery Design设计理念，车身时尚动感，采用从大自然获得

灵感的HDS水流动感车身理念，硬朗和酷炫的流线设计。瑞虎

3xe 400采用奇瑞新能源独有的3R-Body高强度笼式车身设计，

三电安全管理系统、电池热管理系统，以及整车多层次高压安全

保护。瑞虎3xe 400搭载一台高性能永磁同步电机，并融合了全

球电机行业巨头安川电机的先进技术，最大功率达90kW，最大

扭矩为276N·m，最高车速达到151km/h，0-50km/h加速4s以

内。新车提供快充+慢充两种方式，快充30min即可充电至80%，

慢充6～8h充电至100%。奇瑞新能源瑞虎3xe的续航里程达到了

401km。

的运行工况。电机内置旋转变压器一个，用于检测转子的转速和

位置，以实现对电机的矢量控制，电机冷却方式为液冷结构。电

驱动系统结构图如图3所示，驱动电机技术参数见表1。

注意：J69-2103010驱动电机总成必须匹配J60-2142010

电机控制器。

图2 J69-2103010驱动电机的结构

图1 奇瑞瑞虎3xe外观

一、驱动电机及电机控制器

1.驱动电机

如图2所示，奇瑞瑞虎3xe纯电动汽车采用的驱动电机为三相

永磁同步电机，用作纯电动轿车的驱动，安装于前舱位置。此类

电机具有结构简单、体积小、重量轻、效率高等特点。在控制器

的控制下，电机能在宽广的速度范围内工作，以满足纯电动轿车

规格

永磁

同步

电压

(V)

355

图3 电驱动系统结构图

表1 驱动电机技术参数

额定/峰值

功率(kW)

46/90

额定/峰值扭

矩(N·M)

110/276

工作温

度(℃)

冷却

方式

密封

等级

IP67-40～85液冷

CHINA

Aug

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表3 电机信号插接件针脚定义

针脚

功能

旋变

EXTP_R1

旋变

EXTP_R2

旋变

EXTP_S1

旋变

EXTP_S3

针脚

功能

旋变EXTP_S2

旋变EXTP_S4

电机温度传感

器TEMP_1

电机温度传感

器TEMP_1

2.电机控制器

电机控制器的结构如图4所示，电机控制器功能部分的技术

参数见表2，其主要功能有：

①控制电机运行在电动模式或发电模式；

②电机驱动系统的扭矩控制；

③具有过温、过流、过压等保护功能；

④具有CAN通讯和诊断功能。

表4 MCU低压插接件针脚定义

针脚

图4 电机控制器的结构

表2 电机控制器功能部分的技术参数

额定输入

电压(V)/

电流(A)

355/160

额定容量/

最大容量

(kVA)

55/110

控制电源

电压(V)

9～16

冷却方式

液冷

工作温

度(℃)

-40～85

密封等级

IP67

功能

EXTP_R1

EXTP_R2

EXTAN_

MOTOR_

TEMP_1

EXTGND_

MOTOR_

TEMP_1

CANshield

CANL

CANH

KL30

信号类型

旋变励磁+

旋变励磁-

温度

功能

EXTP_S2

EXTP_S4

CAN_GND

信号类型

旋变正弦+

旋变正弦-

CAN地

HV_

高压互锁

INTERLOCK+

KL30

EXTP_S1

EXTP_S3

VMS_

INVERTER_

ENABLE

KL15

KL31

常12V

旋变余弦+

旋变余弦-

VMS使能

温度

CAN屏蔽

CAN通讯

常12V

钥匙信号

12V地

二、控制原理

电机控制系统的电气原理图如图5所示，电机信号插接件针

脚定义见表3，MCU低压插接件针脚定义见表4。

图5 电机控制系统的电气原理图

2020/08·

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三、故障检测

1.电机缺相的检测

电机缺相是由于电机内部发生了某一相或两相由于某种原因

不通电或者电阻值较大的现象。其主要产生的原因可能为：电机

内某相烧毁、电缆与电机内部绕线断开连接或电缆接头由于未打

紧发生烧蚀。电机缺相的检测过程如下：

(1)如图6所示，打开控制器小盖板，11个M5螺栓，检查电缆

接头有无烧蚀现象(此故障多由于接头在安装时未打紧引起的)维

修后一定把图中电缆接头紧固到位。

2.电机位置传感器信号静态测试方法

电机位置传感器负责监控电机转子位置，为电机控制提供

位置信号。电机位置传感器采用旋转变压器结构。可能出现故障

模式为内部发生短路或者断路。电机尾端信号线插件PIN定义如

表5所示。PA～PFpin为旋变信号，PG、PHpin为温度信号，

测量电阻值时应PA～PB一组，PC～PD一组，PE～PF一组，

PG～PH一组。测试参数见表6。

表5 电机尾端信号线插件PIN定义

针脚

功能

旋变EXTP_R1

旋变EXTP_R2

旋变EXTP_S1

旋变EXTP_S3

旋变EXTP_S2

旋变EXTP_S4

电机温度传感器TEMP_1

表6 测试参数

测试项目

R1R2激励回路

S1S3余弦回路

S2S4正弦回路

图6 电缆接头的检查

温度传感器

针脚

PA、PB

PC、PD

PE、PF

PG、PH

标准

17Ω±10%

46Ω±10%

50Ω±10%

详见参数表

(不作说明)

(2)如图7所示，检查缺相，利用万用表分别检测电机的A相

与B相之间、B相C相之间、A相C相之间电阻来判断是否发生缺

相，AB，BC，AC相互之间的差值大于0.5Ω即判定为电机缺

相，请更换电机。

注意：将维修开关拔掉，打开电机控制器小盖板，将U、

V、W三相线螺栓松开(M8螺栓)，将万用表打至最小单位刻度

档，测量相间的阻值。

低压插件信号检测方法

(1)首先从控制器上拔下低压插件，检查线束端插件各针脚有

无退针现象，如发现针脚退针请打开插件维修或更换该插件。

(2)使用万用表检测插件各针脚信号，测试参考值见表7。

注意：使用万用表测试时，不能直接将表针插入低压插件

针脚中测试，以免使针脚出现退针现象，需对表针做延长加细

处理(图8)，然后再进行测试，同时保证无液体流入或溅入低压

插件内部。

图7 电机缺相的检测图8 表针做延长加细处理

CHINA

Aug

栏目编辑：张淑珍 susanzhang@

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表7 线束插件各针脚信号检测方法及参考值

检测项目

旋变传感器信号

电机温度传感器检测

CAN屏蔽

CAN终端电阻检测

KL30电源检测

旋变传感器信号

屏蔽(地)信号

环路互锁信号1

KL30电源检测

旋变传感器信号

VMS使能信号检测

EXTID_KL15

KL30电源检测

测试针脚(万用

表正极表笔)

相对针脚(万用

表负极表笔)

万用表档位

电阻档

测试条件

整车钥匙OFF档

测试参考值

17±1.7Ω

见电机温度传

感器阻值表

见电机温度传

感器阻值表

(120±5)Ω

(9～16)V

50±5Ω

0Ω

21或23

电阻档

直流电压档

电阻档

整车钥匙OFF档

21或23

12V蓄电池负极

8或15

直流电压档

电阻档

直流电压档

整车钥匙ON档

整车钥匙OFF档

整车钥匙点火

整车钥匙ON档

(9～16)V

46±4.6Ω

(9～16)V

电压为9~16V

(-9～-16)V

4.电驱系统绝缘故障的检测

(1)测试说明。测试时，先将整车钥匙取下或置于OFF档，

拔掉高压维修开关(在副仪表板换挡机构下面)，确认母线电压低

于5V后，拔掉电机控制器端信号线插件。

(2)绝缘检测。驱动电机绝缘故障常因为电机内部进水，或者

是电机的绝缘层受热失效，或绕组某处烧蚀对地短接；电机控制

器绝缘故障常因为控制器内部进水，或者是爬电距离变小。

①调整好绝缘检测表，选择测试电压为1 000V档。

②当电驱系统发生绝缘故障时，常会引起控制器报模块故

障，或者是整车绝缘故障。检查电驱系统绝缘故障时应将电机系

统从整车上脱离(将高压配电盒到MCU的动力电缆插件拔出，确

保电驱系统从整车上分离)，分别对电机系统的正负对地用绝缘表

进行测试，绝缘表测试电压1 000V，要求测试时电机温度接近常

温，测试结果阻值应大于20MΩ。若低于此值，则需进一步判定

是电机的问题还是控制器的问题。

③打开控制器小盖板，将三相线螺栓拆掉，将线与安装底座

脱开，单独对电机控制器进行绝缘测试(图9)，如果测试结果阻值

低于20MΩ，判定为控制器损坏，请更换控制器。

④若控制器绝缘阻值大于20MΩ，则需对电机单体进行绝缘

测试，红笔连接电机三相端子，黑笔连接电机壳体，若测试结果

小于20MΩ，则更换电机；否则，认为电机绝缘正常。

图9 电机控制器的测试

(作者王伟杰工作单位：浙江华建工程管理有限公司)

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