項目一 新能源汽車傳動系統

任務一 減速器總成的維護與檢修

【學習目標】

知識目標：

1）了解減速器總成的功能。

2）理解減速器總成的傳動原理。

技能目標：

1）掌握減速器總成的檢修方法。

2）能運用維修資料及相關設備對減速器總成進行檢修。

素質目標：

1）具有良好的品德、文化修養和職業道德。

2）具有良好的身體素質和心理素質。

3）具有一定的計劃、組織、實施、評估等工作能力和溝通、表達、團隊協作等社會能力。

4）具有良好的自我學習及持續進步能力。

【任務描述】

新能源汽車乘用車的電機產生的動力經傳動系統驅動車輪滾動時，采用對變速桿的操縱產生的信號通過整車控制單元（Vehicle Control Unit，VCU）和電機控制單元（Motor Control Unit，MCU）對電機的調速實現動力傳遞傳輸變速、反向行駛及中斷傳動等功能，而傳輸過程要求的大轉矩、差速及變角度動力傳遞需另外的器件完成，以滿足各工況下動力傳輸需要。本任務將介紹這些器件的結構與工作過程及拆檢過程。

【相關知識】

傳統內燃機汽車由發動機提供動力，經離合器、變速器、分動器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器、半軸等裝置把動力傳遞給驅動車輪，從而實現車輛的行駛。新能源純電動汽車則取消了傳統的內燃機，由動力蓄電池、電機、電子控制系統組成的“三電”提供動力，經由減速器總成、萬向傳動裝置把動力傳遞給驅動車輪，實現車輛的運行。

減速器總成具有減速、變速、輪間差速等功能，與車載電機配合工作，能夠保證汽車在各種情況下繼續正常地行駛，并且具有良好的動力性和適當的續駛里程。

小知識

一、減速器總成的結構原理

1.主減速器的功能及類型

（1）主減速器的功能

主減速器的功能是將輸入的轉矩增大、轉速降低，并將動力傳遞的方向改變后傳給差速器。

（2）主減速器的類型

按參加傳動的齒輪副數目分類，可分為單級式主減速器和雙級式主減速器。有些重型汽車又將雙級式主減速器的第二級圓柱齒輪傳動設置在兩側驅動輪處，稱為輪邊減速器。

按主減速器傳動速比個數分類，可分為單速式主減速器和雙速式主減速器。單速式主減速器的傳動比是一個定值，而雙速式主減速器則有兩個傳動比，即兩條傳動路線供駕駛員選擇。

按齒輪副結構形式分類，可分為圓柱齒輪式（又可分為定軸輪系和行星齒輪系）主減速器和圓錐齒輪式（又可分為螺旋錐齒輪式和雙曲面錐齒輪式）主減速器。

小知識

2.差速器的功能及類型

（1）差速器的功能

差速器的功能是將主減速器傳來的動力傳給左右兩半軸，并在必要時允許左右半軸以不同的轉速旋轉，以滿足兩側驅動輪差速的需要。

（2）差速器的類型

差速器的類型按其工作特性可分為普通齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。

小知識

3.新能源汽車動力系統

（1）驅動電機

下面以北京-EU5搭載的TZ220XS560驅動電機為例，介紹新能源汽車驅動電機的特點、功能、工作原理等基本情況。

TZ220XS560驅動電機是一款液冷的永磁同步電機。其最大輸出轉矩不小于300N·m，其驅動效率、疲勞壽命、NVH（Noise、Vibration、Harshness的縮寫，即噪聲、振動與聲振粗糙度）等重要指標均達到我國同類產品先進水平。該電機結構采用永磁勵磁方式，結構緊湊，可靠性高，易于加工，拆裝方便。TZ220XS560驅動電機通過整車驅動控制策略，實現以電動機模式驅動車輛前進、倒車，以及以發電機模式實現制動能量回收。

TZ220XS560驅動電機主要有以下優點：1）轉速大、輸出轉矩大；2）NVH性能好；3）最高效率達96.7%；4）可靠性高，工作溫度范圍廣。

驅動電機的功能：TZ220XS560輸出轉矩范圍為0～300N·m，峰值轉速為11000r/min。某車型TZ220XS560驅動電機主要技術參數見表1-1。

驅動電機的工作原理：整車控制單元通過檢測電子檔位信號和加速踏板總成信號，以控制驅動電機的正反轉、轉速和轉矩，通過減速器本體輸出轉速和轉矩，進而達到調整整車車速的目的。

驅動電機控制系統：驅動電機系統的控制中心，又稱智能功率模塊，以絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）模塊為核心，輔以驅動集成電路、主控制集成電路。

MCU對所有的輸入信號進行處理，并將驅動電機系統運行狀態的信息通過控制器局域網絡（Controller Area Network，CAN）進行共享發送。動力電子單元總成內含故障診斷電路，當診斷出異常時，它會激活一個故障碼并發送給組合儀表，同時也會存儲該故障碼和相關數據。

驅動電機系統是純電動汽車三大核心部件之一，是車輛行駛的主要執行機構，其特性決定了車輛的主要性能指標，直接影響車輛的動力性、經濟性和用戶的駕乘體驗。驅動電機系統由驅動電機、電機控制單元構成。

電機控制單元根據車輛運行的不同情況，包括車速、檔位、動力蓄電池荷電狀態（State of Charge，SOC）來決定電機輸出的轉矩和功率。

當驅動電機控制器得到電力電子集成模塊（Power Electronics Unit，PEU，其集成了電機驅動系統、變換器、車載充電器、車載加熱器等功能）提供的松開加速踏板或踩下制動踏板信號時，將電動機轉變成發電機，發電機將發出的三相交流電轉換為兩相直流電為動力蓄電池充電。

（2）減速器總成

下面以EF130B01減速器總成為例，介紹減速器總成的特點、工作原理和功能等。

該減速器總成的外觀如圖1-1所示，其最大輸入轉矩不小于300N·m。該系列減速器總成結構采用左右分箱式，結構緊湊，剛性好，易于加工，拆裝方便；采用前進檔和倒檔共用結構進行設計，倒檔通過整車驅動電機反向驅動實現。P位執行機構采用12V直流永磁同步電機進行自動驅動，P位電機采用專用P位控制器（PCU）進行控制，P位控制器通過螺母安裝在整車的中通道處。

EF130B01減速器總成主要有以下優點：1）轉速大、輸出轉矩大；2）NVH性能好；3）傳遞效率高，最高效率達97%；4）提升整車在坡道上的駐車可靠性；5）耐久可靠性強，工作溫度范圍廣；6）可適配轉矩在0～300N·m、峰值轉速為12000r/min的驅動電機；7）采用專用P位控制器控制P位電機實現駐車。

其工作原理如圖1-2所示。

1）整車通過檢測電子檔位信號和加速踏板信號，以控制驅動電機的正反轉、轉速和轉矩，通過減速器總成本體輸出轉速和轉矩，進而達到調整整車車速的目的。

2）MCU通過檢測換檔信號，發送駐車指令給PCU；PCU將駐車信號發送給P位電機，P位電機驅動減速器總成本體中的駐車機構運動，實現駐車。

3）駐車的執行情況通過角度傳感器反饋給PCU；控制顯示面板將PCU、MCU的反饋信號呈現給駕駛員。

EF130B01減速器總成與驅動電機直接通過花鍵剛性連接，減速器總成內部為2軸式，輸入軸與中間軸互相平行。驅動電機輸出的動力由輸入軸輸入，通過中間軸齒輪及中間軸傳遞給主減速齒輪，最終經差速器半軸齒輪兩端輸出給車輪，進而驅動整車前進或倒退。某車型EF130B01減速器主要技術參數見表1-2。

該減速器總成按功能和位置分為5大組件：右箱組件、左箱組件、輸入軸組件、中間軸組件、差速器組件。

動力傳遞如圖1-3所示，該減速器總成依靠兩對齒輪副實現動力的傳遞和變換。整車前進和倒退時的動力傳遞路線如下：電機→減速器→主減速器→差速器→半軸→驅動車輪。

小知識

二、減速器總成的檢修

1.檢修前的準備工作

1）對高壓電車輛周圍布置好明顯的警示標識。

2）檢測車輛，確保車輛無故障（主要是高壓漏電類故障）。

3）制作高壓標識，用于在實訓過程中標識高壓部件。

2.減速器P位驅動電機故障件更換

若由故障碼診斷確認P位驅動電機故障，則可進行P位驅動電機的更換，其流程如下：

1）通過拆卸P位驅動電機編碼器處的3個M6螺栓及電機支架上的1個M6螺栓，可以將P位驅動電機及其支架整體拆下。

2）通過拆卸P位驅動電機尾部與支架連接的2個六角頭螺母拆分電機與支架。

3）更換P位驅動電機后，按以上步驟逆序安裝。

注：螺栓位置如圖1-4所示，緊固件擰緊力矩參考技術文件要求。

3.減速器P位駐車手動應急解鎖

若車輛發生故障，導致P位鎖止，車輛無法行進，需要臨時通過手動方式應急解鎖，則可按照以下操作步驟進行。

1）整車下電，拔開與整車低壓電線束連接的P位驅動電機低壓電線束插接器，如圖1-5所示。

2）參考圖1-6所示中插接器端子（又稱針腳），將D端子連接到12V電源正極，E端子連接到12V電源負極，可以讓P位驅動電機解鎖。

三、減速器總成常見故障解析

1.減速器總成漏油

某車型減速器總成漏油檢測流程見表1-3。

2.無動力輸出

某車型無動力輸出故障檢修流程見表1-4。

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