新能源汽車電氣技術(shù)：項目六 新能源汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的檢修

項目六新能源汽車電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的檢修任務(wù)一電池冷卻系統(tǒng)的檢修電池冷卻系統(tǒng)的檢修

一輛2018款吉利EV450，在運行過程中，冷卻風(fēng)扇低速檔不運轉(zhuǎn)。任務(wù)引入電池冷卻系統(tǒng)的檢修知識目標(biāo)：1）掌握新能源汽車電池冷卻系統(tǒng)的工作原理。2）掌握新能源汽車電池冷卻系統(tǒng)故障診斷流程與注意事項。技能目標(biāo)：1）具備正確使用新能源汽車電氣故障診斷常用工具的能力。2）具備依據(jù)維修手冊，對電池冷卻系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與排除的能力。素質(zhì)目標(biāo)：1）在操作過程中樹立高壓安全意識。2）培養(yǎng)學(xué)生對待工作一絲不茍、精益求精的工作精神。3）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻1.驅(qū)動電機及電控單元冷卻

車輛在運行過程中，MCU、DC-DC變換器、驅(qū)動電機是車輛運行中的功率輸出單元。MCU將DC346V電壓通過內(nèi)部變壓器、大功率晶體管等轉(zhuǎn)換為車輛所用的AC346V電壓，為驅(qū)動電機提供電能。驅(qū)動電機將MCU轉(zhuǎn)化的AC346V電壓產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)為磁能，再轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動車輛運行。DC/DC變換器將DC346V電壓通過內(nèi)部變壓器、大功率晶體管等轉(zhuǎn)換為車輛所用的DC12V電壓。在這些變壓器、大功率晶體管和電機繞組工作過程中，有一部分電能或磁能轉(zhuǎn)化為熱能，聚集在這些功率元件上，會致使元件溫度升高。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻1.驅(qū)動電機及電控單元冷卻

驅(qū)動電機及電控單元冷卻循環(huán)包含水泵(電機)、MCU、DC-DC變換器、OBC、驅(qū)動電機、散熱器、冷卻液循環(huán)管、儲液罐等元件。

控制系統(tǒng)包含VCU、冷卻風(fēng)扇、冷卻風(fēng)扇繼電器、溫度傳感器(MCU內(nèi)部)。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻1.驅(qū)動電機及電控單元冷卻驅(qū)動電機及電控單元熱管理由VCU實際控制，在充電過程中，MCU根據(jù)內(nèi)部溫度傳感器，實時監(jiān)測MCU功率轉(zhuǎn)換元件的工作溫度，如果超過預(yù)設(shè)的閾值(≥45°C)時，起動水泵，對冷卻液加壓，冷卻液在MCU、DC/DC變換器、OBC、驅(qū)動電機、散熱器之間進(jìn)行循環(huán)，對電控單元及驅(qū)動電機進(jìn)行冷卻降溫。冷卻風(fēng)扇控制：當(dāng)溫度≥45℃時，冷卻風(fēng)扇低速運轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度≥78℃時，冷卻風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻2.動力蓄電池冷卻在車輛運行過程中，動力蓄電池溫度上升，如不加以控制，將嚴(yán)重影響蓄電池性能，甚至發(fā)生火災(zāi)事故。因此，BMS檢測動力蓄電池溫度，當(dāng)動力蓄電池溫度高于預(yù)設(shè)的閾值時(38C)，BMS發(fā)出動力蓄電池冷卻請求信號至VCU、空調(diào)控制單元和空調(diào)壓縮機控制單元?？照{(diào)控制單元控制三通電磁閥B打開熱交換器冷卻通道，水泵(蓄電池)起動工作，同時，空調(diào)壓縮機控制單元關(guān)閉制冷管路電磁閥，打開熱交換器電磁閥，空調(diào)壓縮機起動，制冷劑流入熱交換器，降低動力蓄電池內(nèi)部流出的冷卻液溫度，再通過水泵(蓄電池)進(jìn)入動力蓄電池箱內(nèi)部冷卻管路，形成冷卻循環(huán)，降低動力蓄電池溫度。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻2.動力蓄電池冷卻BMS檢測到蓄電池溫度超過38C時，將蓄電池冷卻請求信號通過P-CAN的CA69/3、CA69/4端子發(fā)送至VCU的CA66/8、CA66/7端子，VCU接收到動力蓄電池冷卻請求信號后，通過V-CAN的CA66/22、CA66/23端子，發(fā)送動力蓄電池冷卻請求至空調(diào)控制器的IP85/4、IP85/5端子，空調(diào)控制器接收到蓄電池冷卻信號后，內(nèi)部通過IP86a/25端子將至熱管理繼電器端子2間線路搭鐵，熱管理繼電器工作，為水冷水泵(蓄電池)提供電源。同時為熱交換器電磁閥、制冷管路電磁閥、加熱水泵(暖風(fēng))、三通電磁閥A、三通電磁閥B、三通電磁閥C、PTC加熱器提供電源。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻2.動力蓄電池冷卻空調(diào)控制器再通過LIN總線的IP85/3端子發(fā)送數(shù)據(jù)至三通電磁閥B、三通電磁閥C，三通電磁閥B關(guān)閉至回水管三通的水道，打開至熱交換器的水道。三通電磁閥C關(guān)閉至水泵(電機)的水道，打開散熱器水道。同時水冷水泵(蓄電池)通過IP86a/6端子輸出PWM信號控制水泵運轉(zhuǎn)。空調(diào)控制器檢測空調(diào)開關(guān)(AC)是否開啟，如果沒有開啟，空調(diào)控制器通過IP86a/18端子關(guān)閉制冷管路電磁閥，切斷駕駛室蒸發(fā)箱制冷劑的流通通道，通過IP85/25端子打開熱交換器電磁閥，接通熱交換器內(nèi)制冷劑的流通通道。電池冷卻系統(tǒng)的檢修一、運行冷卻2.動力蓄電池冷卻空調(diào)控制器再通過LIN總線的IP85/3端子，發(fā)送空調(diào)起動請求信號至空調(diào)壓縮機控制器BV08/2端子，空調(diào)壓縮機控制器接收到此信號后起動空調(diào)壓縮機，制冷劑循環(huán)至熱交換器，將動力蓄電池內(nèi)部循環(huán)出來的高溫冷卻液溫度降低，再通過水冷水泵(蓄電池)加壓后進(jìn)入動力蓄電池箱內(nèi)部冷卻管路，對蓄電池進(jìn)行降溫。虛線所指的路徑為運行冷卻循環(huán)系統(tǒng)。BMS檢測到動力蓄電池溫度低于32℃時。BMS通過動力P-CAN發(fā)送冷卻關(guān)閉信息，空調(diào)控制器通過V-CAN接收到此信號后，關(guān)閉空調(diào)壓縮機、水泵（蓄電池），運行冷卻過程結(jié)束。電池冷卻系統(tǒng)的檢修二、充電冷卻慢充模式:當(dāng)動力蓄電池溫度高于38℃時水冷開啟，低于32℃時水冷關(guān)閉?？斐淠Ｊ?動力蓄電池溫度高于32℃時水冷開啟，低于28℃時水冷關(guān)閉。

左邊虛線為冷卻液流動方向，右邊虛線為空調(diào)制冷劑流動方向。電池冷卻系統(tǒng)的檢修二、充電冷卻在車輛快、慢充電過程中，BMS檢測動力蓄電池溫度，當(dāng)動力蓄電池溫度高于預(yù)設(shè)的閾值時，將蓄電池冷卻請求信號通過動力P-CAN的CA69/3、CA69/4端子，發(fā)送至VCU的CA66/8、CA66/7端子，VCU接收到動力蓄電池冷卻請求信號后，通過V-CAN的CA66/22、CA66/23端子，發(fā)送動力蓄電池冷卻請求至空調(diào)控制器的IP85/4、IP85/5端子，空調(diào)控制器接收到蓄電池冷卻信號后，內(nèi)部通過IP86a/25端子將至熱管理繼電器端子2間線路搭鐵，熱管理繼電器工作，為水冷水泵(蓄電池)提供電源。同時為熱交換器電磁閥、制冷管路電磁閥、加熱水泵(暖風(fēng))、三通電磁閥A、三通電磁閥B、三通電磁閥C、PTC加熱器提供電源。電池冷卻系統(tǒng)的檢修二、充電冷卻

電池冷卻系統(tǒng)的檢修二、充電冷卻空調(diào)控制器再通過LIN總線的IP85/3端子發(fā)送數(shù)據(jù)至三通電磁閥B、三通電磁閥C，三通電磁閥B關(guān)閉至回水管三通的水道，打開至熱交換器的水道。三通電磁閥C關(guān)閉至水泵(電機)的水道，打開散熱器水道。同時水泵(蓄電池)通過IP86a/6端子輸出PWM信號控制水泵運轉(zhuǎn)。空調(diào)控制器檢測空調(diào)開關(guān)(AC)是否開啟，如果沒有開啟，空調(diào)控制器通過IP86a/18端子關(guān)閉制冷管路電磁閥，切斷駕駛室蒸發(fā)箱制冷劑的流通通道，通過IP85/25端子打開熱交換器電磁閥，接通熱交換器內(nèi)制冷劑的流通通道。電池冷卻系統(tǒng)的檢修二、充電冷卻空調(diào)控制器再通過LIN總線的IP85/3端子，發(fā)送空調(diào)起動請求信號至空調(diào)壓縮機控制器BV08/2端子，空調(diào)壓縮機控制器接收到此信號后起動空調(diào)壓縮機，制冷劑循環(huán)至熱交換器，將動力蓄電池內(nèi)部循環(huán)出來的高溫冷卻液溫度降低，再通過水冷水泵(蓄電池)加壓后進(jìn)入動力蓄電池箱內(nèi)部冷卻管路，對蓄電池進(jìn)行降溫。BMS檢測到蓄電池溫度低于預(yù)設(shè)值時，BMS通過P-CAN發(fā)送水冷關(guān)閉，空調(diào)控制器通過V-CAN接收到此信號后，關(guān)閉空調(diào)壓縮機、水冷水泵(蓄電池)，充電冷卻過程結(jié)束。三、任務(wù)實施1.確認(rèn)故障現(xiàn)象冷卻風(fēng)扇低速檔不運轉(zhuǎn)。2.利用故障診斷儀診斷故障連接故障診斷儀，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。車輛下電后，清除故障碼；車輛再次上電后，使用診斷儀再次讀取故障碼并和之前的故障碼進(jìn)行對比，分析故障碼的性質(zhì)。電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施3.故障檢測1）檢查整車控制器熔絲EF09、SF08 拔下熔絲EF09檢查熔絲是否熔斷。拔下熔絲SF08檢查熔絲是否熔斷電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施3.故障檢測2）操作起動開關(guān)使電源模式至OFF狀態(tài)。拔下冷卻風(fēng)扇高速繼電器，用相同型號的繼電器取代冷卻風(fēng)扇低速繼電器。檢查冷卻風(fēng)扇低速繼電器，確認(rèn)故障是否排除電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施3）操作起動開關(guān)使電源模式至OFF狀態(tài)。斷開整車控制器線束插接器CA67。操作起動開關(guān)使電源模式至ON狀態(tài)。用萬用表測量整車控制器線束插接器CA67的128號端子與可靠接地之間的電壓。電壓標(biāo)準(zhǔn)值：11-14V電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施4）檢查散熱器風(fēng)扇接地電路。用萬用表測量主散熱器冷卻風(fēng)扇1線束插接器CA30b的3號端子和車身可靠接地之間的電阻。用萬用表測量主散熱器冷卻風(fēng)扇2線束插接器CA31的3號端子和車身可靠接地之間的電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻：小于1Ω電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施5）檢查散熱器風(fēng)扇電源、接地之間的電壓。連接診斷儀，執(zhí)行散熱器風(fēng)扇低速運轉(zhuǎn)動作測試。同時用萬用表測量主散熱器風(fēng)扇線束插接器CA30b的1號端子和3號之間的電壓值、CA31的1號端子和3號之間的電壓值 電壓標(biāo)準(zhǔn)值：均為11-14V電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施6）用萬用表測量主散熱器風(fēng)扇線束插接器CA30b的1號端子和散熱低速繼電器ER12的87號腳（線束端）之間的電阻。CA31的1號端子和散熱低速繼電器ER12的87號腳（線束端）之間的電阻。 標(biāo)準(zhǔn)電阻：均小于1Ω電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施7）檢查散熱低速繼電器與整車控制器之間的電路。用萬用表測量整車控制器線束插接器CA66的11號端子和散熱低速繼電器ER12的87號腳（線束端）之間的電阻 。標(biāo)準(zhǔn)電阻：小于1Ω電池冷卻系統(tǒng)的檢修三、任務(wù)實施4、竣工檢驗1）起動車輛，驗證電池冷卻系統(tǒng)功能是否正常工作。2）整理、恢復(fù)作業(yè)場地。電池冷卻系統(tǒng)的檢修電池冷卻系統(tǒng)的檢修

吉利汽車帝豪EV450裝備的是寧德時代三元鋰電池，采用ITCS2.0電池智能熱管理系統(tǒng)，能有效保證車輛在環(huán)境溫度零下30℃到50℃之間實現(xiàn)正常、高效的充電和行駛，較好地解決了電池、電機的冷卻和加熱功能。采用兩個散熱補水壺一對一對應(yīng)加熱和冷卻系統(tǒng)，熱效率更高、性能更好。帝豪EV450熱管理系統(tǒng)由電機控制器、車載充電機、驅(qū)動電機、動力電池、驅(qū)動電機冷卻水泵、高壓電池冷卻水泵、膨脹罐、散熱器、散熱器風(fēng)扇、整車控制器、熱管理控制模塊和相關(guān)管路等部件組成，主要集中在引擎蓋下方機艙內(nèi)。課后拓展任務(wù)二電池加熱系統(tǒng)的檢修電池加熱系統(tǒng)的檢修

一輛2018款吉利EV450，在低溫條件下充電，發(fā)現(xiàn)PTC加熱器不能正常工作。任務(wù)引入電池加熱系統(tǒng)的檢修知識目標(biāo)：1）掌握新能源汽車電池加熱系統(tǒng)的工作原理。2）掌握新能源汽車電池加熱系統(tǒng)故障診斷流程與注意事項。技能目標(biāo)：1）具備使用新能源汽車電氣故障診斷常用工具的能力。2）具備依據(jù)維修手冊，對電池加熱系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與排除的能力。素質(zhì)目標(biāo)：1）在操作過程中樹立高壓安全意識。2）具有良好的思想品德修養(yǎng)和職業(yè)道德素養(yǎng)。3）具各較強的語言表達(dá)能力、組織協(xié)調(diào)能力和人際溝通能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)電池加熱系統(tǒng)的檢修一、運行預(yù)熱在運行放電模式下，當(dāng)蓄電池溫度低于0℃時加熱開啟，高于3℃加熱關(guān)閉。圖中虛線所指為運行預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)。運行預(yù)熱引入電機、電控部分工作時所產(chǎn)生的熱源，驅(qū)動電機只要運轉(zhuǎn)就會產(chǎn)生熱量，這個發(fā)熱源不僅效率比PTC加熱器要快很多，并且還不用消耗任何蓄電池電量。因此將電機、電控系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量，由冷卻液作為介質(zhì)，通過接通后的閥體將熱量傳遞給動力蓄電池組。這樣，既能夠給蓄電池快速加溫，又完全不消耗蓄電池電量。當(dāng)蓄電池溫度達(dá)到標(biāo)定值，閥體就會斷開連接。斷開后的電機、電控系統(tǒng)，與動力蓄電池的溫控系統(tǒng)恢復(fù)各自獨立運行。電池加熱系統(tǒng)的檢修一、運行預(yù)熱電池加熱系統(tǒng)的檢修一、運行預(yù)熱BMS將蓄電池溫度預(yù)熱請求信號通過動力P-CAN的CA69/3、CA69/4端子，發(fā)送至VCU的CA66/8、CA66/7端子，VCU接收到動力蓄電池預(yù)熱請求信號后，內(nèi)部控制CA67/115端子至水泵(電機)冷卻繼電器1線路搭鐵，繼電器工作，為水泵(電機)提供電源，VCU的CA67/101端子根據(jù)當(dāng)前的溫度信號輸出PWM占空比信號，控制水泵運轉(zhuǎn)速度。占空比越大，水泵轉(zhuǎn)速越高，反之，水泵轉(zhuǎn)速越低。被電機、電控部分加熱的冷卻液開始流動至三通電磁閥C位置。VCU同時通過CA67/83端子返回的信號檢測和判斷水泵的工作狀態(tài)，實現(xiàn)閉環(huán)控制。電池加熱系統(tǒng)的檢修一、運行預(yù)熱

電池加熱系統(tǒng)的檢修一、運行預(yù)熱同時，VCU通過V-CAN的CA66/22、CA66/23端子，發(fā)送動力蓄電池預(yù)熱請求至空調(diào)控制器的IP85/4、IP85/5端子，空調(diào)控制器接收到預(yù)熱信號后，通過LIN總線的IP85/3端子發(fā)送數(shù)據(jù)至三通電磁閥B、三通電磁閥C。三通電磁閥B打開至回水管三通的水道，三通電磁閥C打開至水泵(電機)的水道，關(guān)閉散熱器水道。同時空調(diào)控制器起動水泵(蓄電池)工作，電機、電控部分加熱的冷卻液開始流動至動力蓄電池箱內(nèi)部冷卻管路，為蓄電池預(yù)熱。電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱在低溫條件下充電，BMS因蓄電池內(nèi)部溫度低而對充電電流進(jìn)行限制，只能在十幾安甚至幾安的狀態(tài)下低速充電。在經(jīng)過較長時間的低速充電之后，單體蓄電池自然升溫，充電電流才緩慢提高，使充電時間過長。特別是給沒有預(yù)加溫功能的純電動汽車進(jìn)行快速充電時，電流長時間徘徊在較低的數(shù)值，單體蓄電池只能靠充電時產(chǎn)生的熱量自然升溫，充電等待時間被拉長。電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱吉利EV450配置有充電前的預(yù)熱方案，在連接充電樁之后如果環(huán)境溫度過低，那么會先對蓄電池進(jìn)行預(yù)加溫。當(dāng)蓄電池內(nèi)部溫度迅速達(dá)到合適的數(shù)值后，再起動對蓄電池組的快速充電。這樣可減少充電時間，同時還避免低溫狀態(tài)下快充對單體蓄電池可能造成的傷害。慢充電模式:當(dāng)蓄電池溫度低于0℃時加熱開啟，高于3℃時加熱關(guān)閉?？斐潆娔Ｊ?當(dāng)蓄電池溫度低于10℃時加熱開啟，高于12℃時加熱關(guān)閉。電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱上部虛線為PTC加熱器的冷卻液流動方向，下部虛線為動力蓄電池內(nèi)冷卻液的流動方向。電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱連接慢充或快充充電槍，BMS檢測到蓄電池溫度低于預(yù)設(shè)的閾值時，將蓄電池預(yù)熱請求信號通過動力P-CAN的CA69/3、CA69/4端子，發(fā)送至VCU的CA66/8、CA66/7端子，VCU接收到動力蓄電池冷卻請求信號后，通過V-CAN的CA66/22、CA66/23端子，發(fā)送動力蓄電池預(yù)熱請求至空調(diào)控制器的IP85/4、IP85/5端子，空調(diào)控制器接收到蓄電池預(yù)熱信號后，內(nèi)部通過IP86a/25端子將至熱管理繼電器端子2間線路搭鐵，熱管理繼電器工作，為水冷水泵(蓄電池)提供電源。同時為熱交換器電磁閥、制冷管路電磁閥、加熱水泵(暖風(fēng))、三通電磁閥A、三通電磁閥B、三通電磁閥C、PTC加熱器提供電源。電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱

電池加熱系統(tǒng)的檢修二、充電預(yù)熱空調(diào)控制器再通過LIN總線的IP85/3端子，發(fā)送數(shù)據(jù)至三通電磁閥A、三通電磁閥B、三通電磁閥C，三通電磁閥A關(guān)閉至暖風(fēng)水箱的水道，打開至熱交換器的水道。三通電磁閥B關(guān)閉至回水管三通的水道，打開至熱交換器的水道。三通電磁閥C關(guān)閉至電機和電控單元水道。同時空調(diào)控制器通過IP86a/6端子控制水冷水泵(蓄電池)運轉(zhuǎn)，通過IP86a/8端子輸出PWM信號控制加熱水泵(暖風(fēng))運轉(zhuǎn)。在熱交換器內(nèi)部被加熱后的冷卻液流入動力蓄電池，為低溫的蓄電池進(jìn)行加熱。慢充時，當(dāng)動力蓄電池溫度高于3℃加熱關(guān)閉，充電開始；快充時，當(dāng)動力蓄電池溫度高于12℃加熱關(guān)閉，充電開始。三、任務(wù)實施1.確認(rèn)故障現(xiàn)象PTC加熱器回路故障。2.利用故障診斷儀診斷故障連接故障診斷儀，按下一鍵起動開關(guān)，讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。車輛下電后，清除故障碼；車輛再次上電后，使用診斷儀再次讀取故障碼并和之前的故障碼進(jìn)