物流车电机控制器的测试与故障分析(附件)【字数：8493】
摘 要 3第一章 绪论 41.1 电动汽车的发展 41.2 电动汽车核心部件 51.2.1 电机控制系统 51.2.2 动力电池系统 6第二章 电机控制介绍 72.1 电机控制的基本结构 72.2 电机控制器的基本原理 8第三章 电机控制器参数及引脚定义 103.1 控制器位置传感器接口定义 103.2 48P接插件接口定义 113.3 通信接口说明 12第四章 电机控制器测试方法研究 134.1 电控功能测试方法 134.2 电控性能测试方法 144.3 电控可靠性测试方法 16第五章 电机控制器常见故障分析 215.1 电机控制器过流故障与保护分析 215.1.1 电机控制器过流故障产生的原因 215.1.2 电机控制器的过流保护方法 215.2 电机控制器过压故障与保护分析 235.2.1 电机控制器过压故障分析 235.3 电机控制器常见故障诊断方法 25总结 27摘 要全球工业化日趋完善，环境污染问题也随之严峻，能源危机更是世界人民面临的问题。电池作为燃油的替代品，我国的汽车电动化也取得了较大的发展。而作为汽车产业的一环，汽车维修一直扮演着重大的角色。如今，电动化的趋势更是客观地要求了汽车电控核心部件维修水平的提升。基于此，本文以电动物流车的核心部件电控为切入点，介绍了电控工作的基本原理，对电机控制的测试方法及常见故障进行了分析、研究。本文对电控系统的测试与故障分析领域具有实际的参考意义。
目 录
第一章 绪论
1.1 电动汽车的发展
自1867年第一台电动汽车问世，至今其发展历史已愈百年。直到21世纪的到来，电池技术的突破，使得动力电池的能量密度得到了很大的提升，电动汽车也迎来了突破性的发展。如图1.1为近年来全球电动汽车保有量以及未来二十年的电动汽车的保有量趋势。
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图1.1 全球电动汽车保有量及预测
其中，我国的电动汽车保有量占据了全球的较大比例。图1.2为我国近年来的电动汽车保有量条形图。
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图1.2 我国电动汽车保有量
1.2 电动汽车核心部件
电动汽车核心部件为驱动电机、动力电池与电控。其中，电控作为一个比较笼统的概念，既包括了电机控制系统，也包括了动力电池系统。
/< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 图1.3 电机驱动系统组成部分
1.2.1 电机控制系统
该系统主要由下面三部分组成：
1）驱动电机；
2）电机控制器（MCU）；
3）电机冷却系统。
国内的电动汽车采用的驱动电机一般是永磁同步电机， MCU控制来自动力电池的直流高压电，另一方面接收驾驶员的指令信号，然后对电机进行高压配电，从而完成控制驱动电机的运行。运行过程中，电机将产生大量的热量，过热会降低电机的工作效率与电机的使用寿命，电机的冷却系统对电机的稳定工作至关重要，电机必须借助冷却系统把温度一定范围内才能正常工作。
1.2.2 动力电池系统
该系统主要由以下部分组成：
1）动力电池组；
2）高压配电箱；
3）DCDC 转换器；
4）电池管理系统（BMS）.
动力电池组为车辆的能源储存装置，动力电池一般为锂电池。高压配电箱完成电源的分配，保障电压的安全使用。电池管理系统，主要监测电池组的电压、电流、温度等参数，具均衡电压的功能，防止电池过冲、过放，保障了电池组的安全使用。
本文将针对电控展的故障诊断与测试方法展开分析。
第二章 电机控制介绍
2.1 电机控制的基本结构
电机控制器包括如下模块：
1）数模通道模块：负责将采集到的开关量、模拟量进行解析以供控制芯片使用；
2）CAN模块：用于整车总线通讯；
3）电源模块：电机控制电压供电；
4）MCU：作为电机控制器的核心部件，MCU将采集的信号进行处理，发出驱动指令，并将电机运行状态发送到整车总线；
5）旋变模块：采集电机三相信号，并解析发送至MCU；
6）硬件保护电路：用于保护硬件电路。
如图2.1为电控的模块关系图，图2.2为某品牌电控结构图。
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图2.1 电机控制拓扑图
/
图2.2 某品牌电控电路图
2.2 电机控制器的基本原理
如图2.3所示，控制器通常将电池组的直流电转换成电压、频率可以调整的三相交流电，这样才能使永磁同步电机工作。
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图2.3 驱动电机控制系统工作原理
电机控制器的一个关键作用是实现实时通讯与保护，对电机的运行和故障状态进行监测，确保电机系统和整车在安全可控的状态下使用。
电机控制器中的绝缘栅双极型晶体管模块（IGBT）为核心器件，电控对整车输入信号进行解析，并将电控系统的各种信号通过CAN网络传输至整车，同时也会储存故障诊断信息。
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图2.4 电机控制的驱动与IGBT模块
第三章 电机控制器参数及引脚定义
本文控制器以深圳大地和公司的电机控制器为例进行测试方法研究与故障分析（型号：GLCP4026L0KTZ31X030SP30A001）。电机控制器的主要参数见下表3.1。
表3.1 电机控制器的主要参数
控 制 器 参 数
型号
GLCP4026L0(KTZ33X030SP30A001)
额定输入电压（电池电压）（V）
314.5
辅助电压（常电）（V）
12
最大输出电流（A）
276
额定容量（KVA）
45
最大容量（KVA）
90
防护等级
IP65
机箱
PC30（无主接触器和预充电）
主体尺寸（mm）
302×284×134
质量（kg）
14
3.1 控制器位置传感器接口定义
1）电机位置传感器接插件型号为Molex194180011，与电机控制器的6P插口连接，其接插件出线端示意图如图3.1，接插件连接线功能定义如下表3.2。
/ / 视图方向
图3.1 6P接插件出线端示意图
表3.2 接插件连接线功能定义
引脚号
目 录
第一章 绪论
1.1 电动汽车的发展
自1867年第一台电动汽车问世，至今其发展历史已愈百年。直到21世纪的到来，电池技术的突破，使得动力电池的能量密度得到了很大的提升，电动汽车也迎来了突破性的发展。如图1.1为近年来全球电动汽车保有量以及未来二十年的电动汽车的保有量趋势。
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图1.1 全球电动汽车保有量及预测
其中，我国的电动汽车保有量占据了全球的较大比例。图1.2为我国近年来的电动汽车保有量条形图。
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图1.2 我国电动汽车保有量
1.2 电动汽车核心部件
电动汽车核心部件为驱动电机、动力电池与电控。其中，电控作为一个比较笼统的概念，既包括了电机控制系统，也包括了动力电池系统。
/< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
br /> 图1.3 电机驱动系统组成部分
1.2.1 电机控制系统
该系统主要由下面三部分组成：
1）驱动电机；
2）电机控制器（MCU）；
3）电机冷却系统。
国内的电动汽车采用的驱动电机一般是永磁同步电机， MCU控制来自动力电池的直流高压电，另一方面接收驾驶员的指令信号，然后对电机进行高压配电，从而完成控制驱动电机的运行。运行过程中，电机将产生大量的热量，过热会降低电机的工作效率与电机的使用寿命，电机的冷却系统对电机的稳定工作至关重要，电机必须借助冷却系统把温度一定范围内才能正常工作。
1.2.2 动力电池系统
该系统主要由以下部分组成：
1）动力电池组；
2）高压配电箱；
3）DCDC 转换器；
4）电池管理系统（BMS）.
动力电池组为车辆的能源储存装置，动力电池一般为锂电池。高压配电箱完成电源的分配，保障电压的安全使用。电池管理系统，主要监测电池组的电压、电流、温度等参数，具均衡电压的功能，防止电池过冲、过放，保障了电池组的安全使用。
本文将针对电控展的故障诊断与测试方法展开分析。
第二章 电机控制介绍
2.1 电机控制的基本结构
电机控制器包括如下模块：
1）数模通道模块：负责将采集到的开关量、模拟量进行解析以供控制芯片使用；
2）CAN模块：用于整车总线通讯；
3）电源模块：电机控制电压供电；
4）MCU：作为电机控制器的核心部件，MCU将采集的信号进行处理，发出驱动指令，并将电机运行状态发送到整车总线；
5）旋变模块：采集电机三相信号，并解析发送至MCU；
6）硬件保护电路：用于保护硬件电路。
如图2.1为电控的模块关系图，图2.2为某品牌电控结构图。
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图2.1 电机控制拓扑图
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图2.2 某品牌电控电路图
2.2 电机控制器的基本原理
如图2.3所示，控制器通常将电池组的直流电转换成电压、频率可以调整的三相交流电，这样才能使永磁同步电机工作。
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图2.3 驱动电机控制系统工作原理
电机控制器的一个关键作用是实现实时通讯与保护，对电机的运行和故障状态进行监测，确保电机系统和整车在安全可控的状态下使用。
电机控制器中的绝缘栅双极型晶体管模块（IGBT）为核心器件，电控对整车输入信号进行解析，并将电控系统的各种信号通过CAN网络传输至整车，同时也会储存故障诊断信息。
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图2.4 电机控制的驱动与IGBT模块
第三章 电机控制器参数及引脚定义
本文控制器以深圳大地和公司的电机控制器为例进行测试方法研究与故障分析（型号：GLCP4026L0KTZ31X030SP30A001）。电机控制器的主要参数见下表3.1。
表3.1 电机控制器的主要参数
控 制 器 参 数
型号
GLCP4026L0(KTZ33X030SP30A001)
额定输入电压（电池电压）（V）
314.5
辅助电压（常电）（V）
12
最大输出电流（A）
276
额定容量（KVA）
45
最大容量（KVA）
90
防护等级
IP65
机箱
PC30（无主接触器和预充电）
主体尺寸（mm）
302×284×134
质量（kg）
14
3.1 控制器位置传感器接口定义
1）电机位置传感器接插件型号为Molex194180011，与电机控制器的6P插口连接，其接插件出线端示意图如图3.1，接插件连接线功能定义如下表3.2。
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图3.1 6P接插件出线端示意图
表3.2 接插件连接线功能定义
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