目前，新能源電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器廣泛采用的類型是旋轉(zhuǎn)變壓器，英文單詞為“resolver”，旋轉(zhuǎn)變壓器又被簡(jiǎn)稱為“旋變”。如果旋轉(zhuǎn)變壓器出現(xiàn)故障，電動(dòng)汽車將無(wú)法上電和行駛。為此，維修人員需要了解和掌握旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和檢修技巧。

一、旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

    如圖1所示，旋轉(zhuǎn)變壓器主要由勵(lì)磁線圈(線圈A)、正弦線圈(線圈B)、余弦線圈(線圈C)以及一個(gè)形狀不規(guī)則的金屬轉(zhuǎn)子組成。勵(lì)磁線圈是輸入側(cè)線圈，正弦和余弦線圈是空間上呈90°分布的輸出側(cè)線圈，金屬轉(zhuǎn)子固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上。大部分電動(dòng)汽車由電機(jī)控制器(MCU)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器的信號(hào)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦(SINE)和余弦(COSINE)信號(hào)，MCU通過(guò)內(nèi)部的旋變編碼器解析后便可獲得驅(qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置。在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置時(shí)，MCU輸出一個(gè)交流電、一定頻率的勵(lì)磁信號(hào)至勵(lì)磁線圈(不同車型的交流電壓不一樣)，勵(lì)磁線圈獲得勵(lì)磁信號(hào)后生成一個(gè)環(huán)繞正弦線圈、余弦線圈以及不規(guī)則形狀轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)。MCU監(jiān)測(cè)正弦線圈和余弦線圈分別產(chǎn)生的正弦、余弦信號(hào)，通過(guò)比較這兩個(gè)信號(hào)，MCU便能確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))。如果旋變信號(hào)失效或丟失，車輛將無(wú)法上電和行駛。

二、旋轉(zhuǎn)變壓器的安裝位置

    旋轉(zhuǎn)變壓器固定在電機(jī)定子上，它和轉(zhuǎn)子同軸安裝，北汽EU260驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器如圖2所示。2022款特斯拉Model 3四驅(qū)版前驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置傳感器和后驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置傳感器的類型均為旋轉(zhuǎn)變壓器，均為3個(gè)繞組，共6根線。但是，早期特斯拉電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝的不是6根線的旋轉(zhuǎn)變壓器，而是4根線的電機(jī)編碼器(Motor Encoder)。

    圖3所示的是比亞迪e5旋轉(zhuǎn)變壓器的安裝位置，棕色的接插件安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外端蓋上(圖4)。

三、旋轉(zhuǎn)變壓器的檢測(cè)

    遇到電動(dòng)汽車無(wú)法上電，首先應(yīng)使用診斷儀器讀取電機(jī)控制器(MCU)中的故障碼(圖5)。對(duì)于吉利EV300和EV450純電動(dòng)汽車，與旋轉(zhuǎn)變壓器相關(guān)的故障碼包括：P0C5200-SINE(正弦)/COSINE(余弦)輸入信號(hào)低于電壓閥值；P0C511C-SINE(正弦)/COSINE(余弦)輸入信號(hào)超過(guò)電壓閥值；P130C00-Resolver旋變器初始化錯(cuò)誤；P171000-角度跳變故障；P171100-信號(hào)失配錯(cuò)誤；P171200-配置錯(cuò)誤；P171300-奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤；P171400-鎖相錯(cuò)誤。

    對(duì)于比亞迪電動(dòng)汽車，與旋轉(zhuǎn)變壓器相關(guān)的故障碼有：P1BBF00-前驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變故障，信號(hào)丟失；P1BC000-前驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變故障，角度異常；P1BC100-前驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋變故障，信號(hào)幅值減弱。

    導(dǎo)致電動(dòng)汽車電機(jī)控制器(MCU)中出現(xiàn)與旋轉(zhuǎn)變壓器相關(guān)故障碼的可能原因有：

    1.旋轉(zhuǎn)變壓器損壞；

    2.旋轉(zhuǎn)變壓器至電機(jī)控制器之間的線路存在故障，例如電阻值過(guò)大、插頭針腳松脫、腐蝕等；

    3.驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成存在故障；

    4.驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器存在故障(電機(jī)控制器內(nèi)部旋變解碼芯片損壞)；

    5.驅(qū)動(dòng)電機(jī)零位標(biāo)定錯(cuò)誤。

    讀取到與旋轉(zhuǎn)變壓器相關(guān)的故障碼后，維修技師應(yīng)能夠查詢旋轉(zhuǎn)變壓器的電路圖，并根據(jù)電路圖正確測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器三組線圈的電阻值，使用示波器測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器的波形，并進(jìn)行波形判斷。檢修旋轉(zhuǎn)變壓器的具體步驟如下：

    1. 檢查勵(lì)磁繞組的供電電壓。對(duì)于北汽EU260旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁繞組，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON位置，將萬(wàn)用表置于交流電壓檔，測(cè)量連接至動(dòng)力電子單元(PEU)側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器19針插件A、B號(hào)端(圖6)之間的交流電壓，正常情況下應(yīng)該在2.7～5V之間。筆者通過(guò)實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)，北汽EU260旋變勵(lì)磁繞組電壓為2.704V交流電壓，吉利EV300旋變勵(lì)磁繞組電壓為8.36V，如圖7所示。如果旋變勵(lì)磁繞組電壓為0，則應(yīng)檢查電機(jī)控制器連接至旋變傳感器之間的線路是否正常。

    2.檢測(cè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁線圈、正弦線圈和余弦線圈的電阻值。由于旋轉(zhuǎn)變壓器有6根線，內(nèi)部有三組線圈，因此可以使用萬(wàn)用表測(cè)量線圈的電阻。拔下電機(jī)控制器上的低壓插頭，使用數(shù)字式萬(wàn)用表分別測(cè)量旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁線圈、正弦線圈和余弦線圈的電阻，確認(rèn)電阻值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。需要注意的是，不同車型的標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，表1列出了常見(jiàn)車型旋轉(zhuǎn)變壓器的標(biāo)準(zhǔn)值。吉利EV300旋變繞組電阻的實(shí)際測(cè)量值如圖8所示。

    3.檢測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器的波形。使用示波器檢測(cè)旋轉(zhuǎn)變壓器正弦線圈和余弦線圈的信號(hào)波形，并根據(jù)波形圖判斷旋轉(zhuǎn)變壓器工作正常與否。正常情況下，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的正弦和余弦波形圖如圖9所示。

    4.更換旋轉(zhuǎn)變壓器后的匹配校準(zhǔn)。對(duì)于大部分車型，旋轉(zhuǎn)變壓器或者電機(jī)更換后，必須在其控制系統(tǒng)中重新寫入偏移補(bǔ)償量。若沒(méi)有更新偏移補(bǔ)償量，該汽車將會(huì)在預(yù)設(shè)模式下運(yùn)行，這可能會(huì)限制電機(jī)的輸出功率。以比亞迪電動(dòng)汽車為例，“電機(jī)零位標(biāo)定”的具體步驟是：首先打開(kāi)比亞迪診斷軟件VDS，選擇“汽車診斷系統(tǒng)”—“乘用車”—“EV系”；根據(jù)相關(guān)車型，選擇對(duì)應(yīng)的車型，點(diǎn)擊“ECU模塊”，對(duì)各模塊進(jìn)行掃描，找到“電機(jī)控制器模塊”并點(diǎn)擊進(jìn)入；選擇“電機(jī)零位標(biāo)定”，根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)銘牌上的零位條形碼，在框中輸入電機(jī)零位，并點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，對(duì)電機(jī)零位進(jìn)行標(biāo)定。

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