《新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制技術(shù)》 課件 4.1 電驅(qū)熱管理系統(tǒng)檢修

新能源汽車(chē)電驅(qū)與控制技術(shù)

項(xiàng)目一新能源汽車(chē)高壓供電控制系統(tǒng)

項(xiàng)目二新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)

項(xiàng)目三新能源汽車(chē)電驅(qū)控制系統(tǒng)

項(xiàng)目四新能源汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車(chē)控制策略項(xiàng)目四新能源汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車(chē)控制策略

任務(wù)一電驅(qū)熱管理系統(tǒng)檢修

任務(wù)二整車(chē)控制策略一、任務(wù)引入新能源汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，電驅(qū)控制系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)溫控制是電驅(qū)控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容，而熱管理是為電驅(qū)系統(tǒng)提供良好的運(yùn)行環(huán)境，所以電驅(qū)系統(tǒng)的熱管理也是電驅(qū)控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容。了解新能源汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，有利于提高維修人員對(duì)新能源汽車(chē)電驅(qū)控制系統(tǒng)故障診斷與維修的技能水平。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：掌握電驅(qū)熱管理系統(tǒng)的基本組成。掌握電驅(qū)熱管理系統(tǒng)的控制策略。掌握電驅(qū)熱管理系統(tǒng)的診斷與維修。技能目標(biāo)：具有電驅(qū)熱管理系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)、故障診斷與維修的能力。職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)：嚴(yán)格執(zhí)行新能源汽車(chē)檢修操作規(guī)范，養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練過(guò)程和結(jié)果的習(xí)慣，為下次訓(xùn)練積累經(jīng)驗(yàn)。虛心向他人學(xué)習(xí)，尊重他人勞動(dòng)。養(yǎng)成團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。嚴(yán)格執(zhí)行7S現(xiàn)場(chǎng)管理。三、知識(shí)空間新能源汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)也稱(chēng)為電驅(qū)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)于保障電驅(qū)系統(tǒng)的安全及使用壽命、最大限度發(fā)揮電驅(qū)系統(tǒng)的性能具有重要作用。電驅(qū)控制系統(tǒng)除了對(duì)電驅(qū)性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控、實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制以外，新能源汽車(chē)的高壓部件如電機(jī)、控制器等在工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱量，來(lái)自這些部件的熱量會(huì)影響相關(guān)部件的性能，控制器中的電子元器件有可能因?yàn)楦邷貙?dǎo)致焊點(diǎn)融化而引起斷路甚至脫落，因此，必須在溫度過(guò)高時(shí)對(duì)這些高壓部件進(jìn)行冷卻，確保電驅(qū)系統(tǒng)保持最佳的工作溫度和良好的應(yīng)用環(huán)境。1.電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)采用液冷方式對(duì)電機(jī)和電控進(jìn)行冷卻。主要由電動(dòng)水泵、膨脹水壺、散熱水箱、散熱風(fēng)扇以及管路等組成。不同品牌電動(dòng)汽車(chē)的電驅(qū)系統(tǒng)集成方式和零部件總成分布也不同，其冷卻管路也有所不同，基本組成區(qū)別不大。冷卻液由電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)在冷卻管路中循環(huán)，冷卻風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣流通將散熱水箱中的熱量傳遞到大氣中。1.電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)基本組成電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑1.1散熱水箱電動(dòng)汽車(chē)的散熱水箱位于車(chē)輛前部空調(diào)冷凝器后面，可以與空調(diào)冷凝器共用風(fēng)扇。散熱水箱的作用是為了增大散熱面積，加速冷卻水的散熱。散熱水箱由進(jìn)水室、出水室、散熱器芯等組成。冷卻液在散熱器內(nèi)流動(dòng)，利用周?chē)諝獍牙鋮s液中的熱量帶走。當(dāng)冷卻液溫度過(guò)高時(shí)，冷卻風(fēng)扇起動(dòng)，加快冷卻液的散熱。散熱器結(jié)構(gòu)圖1.2散熱風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇是冷卻系統(tǒng)中的輔助部件，它可以通過(guò)吸入空氣來(lái)增加散熱效果。電驅(qū)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇通常采用電動(dòng)風(fēng)扇，可以根據(jù)冷卻部件的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，提高散熱效率。冷卻風(fēng)扇采用軸流式風(fēng)扇。冷卻風(fēng)扇結(jié)構(gòu)圖1.2散熱風(fēng)扇整車(chē)控制模塊VCU監(jiān)控各部件的工作溫度。如有必要，啟動(dòng)電動(dòng)水泵來(lái)循環(huán)冷卻水。一般冷卻風(fēng)扇有兩種控制方式。第一種是傳統(tǒng)控制方式，即通過(guò)繼電器直接控制冷卻風(fēng)扇電機(jī)控制模塊的電源；第二種是智能控制方式，即由冷卻風(fēng)扇電機(jī)控制模塊控制，工作過(guò)程中由整車(chē)控制器VCU給冷卻風(fēng)扇電機(jī)控制模塊輸出控制指令，冷卻風(fēng)扇電機(jī)控制模塊再控制冷卻風(fēng)扇電機(jī)開(kāi)始工作。1.2散熱風(fēng)扇散熱風(fēng)扇的故障主要有：由于葉片不平衡或粘連異物導(dǎo)致工作時(shí)震動(dòng)；電機(jī)燒毀；電機(jī)內(nèi)部軸承磨損卡滯導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)阻力大；由于安裝方向錯(cuò)誤或者線(xiàn)束連接錯(cuò)誤導(dǎo)致散熱風(fēng)扇反轉(zhuǎn)。診斷維修：檢查風(fēng)扇葉片有無(wú)變形、損傷、臟污；必要時(shí)更換葉片。檢查電機(jī)是否正常，有無(wú)燒毀、異響、電機(jī)內(nèi)部損壞、運(yùn)轉(zhuǎn)阻力過(guò)大等故障，必要時(shí)更換電機(jī)。檢查風(fēng)扇風(fēng)向是否正確，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。1.3電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵主要由水泵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制模塊、供電插頭以及外殼組成。電動(dòng)水泵的控制方式與冷卻風(fēng)扇電機(jī)相似，也分為傳統(tǒng)控制方式和智能控制方式。電動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，對(duì)冷卻液加壓，保證其在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，并能根據(jù)水溫高低進(jìn)行調(diào)速。1.3電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵基本結(jié)構(gòu)圖水泵電機(jī)控制原理圖1.3電動(dòng)水泵當(dāng)電動(dòng)水泵內(nèi)部存在故障時(shí)，水泵控制器將故障信息反饋給VCU。電動(dòng)水泵的維修可從表的診斷思路與維修方法進(jìn)行。電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)冷卻系統(tǒng)冷卻液一般采用乙二醇型長(zhǎng)效防銹電機(jī)防凍液，禁止使用普通清水，電機(jī)冷卻液不能混用。在加注或補(bǔ)充冷卻液時(shí)，必須要按照廠(chǎng)家要求添加相同型號(hào)和用量的冷卻液，并按照維修手冊(cè)要求執(zhí)行排氣操作程序。1.3電動(dòng)水泵電動(dòng)水泵的故障與維修序號(hào)故障現(xiàn)象原

因維

修1電流大，流量小轉(zhuǎn)子內(nèi)有雜質(zhì)從出水口注水進(jìn)去清洗2不轉(zhuǎn)，電流時(shí)大時(shí)小轉(zhuǎn)子因異物卡死排出導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡死的異物3不轉(zhuǎn)，出現(xiàn)短路電流控制板損壞更換水泵4不轉(zhuǎn)，無(wú)電流輸入信號(hào)故障、線(xiàn)路故障、水泵損壞、VCU故障檢查接插件是否連接完好、檢查水泵、輸入信號(hào)以及VCU5噪音大泵內(nèi)有雜質(zhì)排出雜質(zhì)泵內(nèi)有氣體無(wú)法排出將出水口朝上放置，保證液體源中沒(méi)有空氣泵內(nèi)無(wú)液體，水泵干磨使得泵內(nèi)有液體即可2.混合動(dòng)力汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng)采用不同的冷卻液循環(huán)路徑，是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，只是冷卻風(fēng)扇可以共用，結(jié)構(gòu)原理與電動(dòng)汽車(chē)的熱管理系統(tǒng)基本相同。由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的冷卻區(qū)域的溫度與電驅(qū)電控高電壓半導(dǎo)體部件的冷卻區(qū)域的溫度明顯不同，因此兩個(gè)系統(tǒng)不可能使用同一個(gè)冷卻管路，這也正是系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻管路不共享的原因。2.混合動(dòng)力汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動(dòng)力電驅(qū)系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑2.混合動(dòng)力汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動(dòng)力汽車(chē)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)冷卻液一般采用乙二醇型長(zhǎng)效防銹電機(jī)防凍液，禁止使用普通清水，冷卻液不能混用。有些品牌新能源汽車(chē)要求使用絕緣型冷卻液或者叫低導(dǎo)電率型防凍液，不得加注乙二醇型長(zhǎng)效防銹電機(jī)防凍液。在加注或補(bǔ)充冷卻液時(shí)，必須要按照廠(chǎng)家要求添加相同型號(hào)和用量的冷卻液，并按照維修手冊(cè)要求執(zhí)行排氣操作程序。3.典型案例----1.2015款比亞迪e5純電動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)

電子水泵冷卻循環(huán)系統(tǒng)、雙散熱風(fēng)扇，冷卻電子水泵安裝在電機(jī)前部底端；加注乙二醇型長(zhǎng)效防銹防凍液（常溫性：冰點(diǎn)-25℃，適用于南方全年及北方夏季；耐寒性：冰點(diǎn)-40℃，適用于北方冬季），用量6.2L。1.比亞迪e5純電動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪e5純電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)冷卻系統(tǒng)基本組成及冷卻液循環(huán)路徑1.比亞迪e5純電動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇由整車(chē)控制器VCU進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)水溫傳感器的檢測(cè)，并且參考空調(diào)請(qǐng)求狀態(tài)共同決定對(duì)冷卻風(fēng)扇和冷凝風(fēng)扇的控制，確保各系統(tǒng)在正常溫度下工作。電子風(fēng)扇開(kāi)啟溫度參數(shù)：1）冷卻液水溫：40℃～50℃低速請(qǐng)求；＞55℃高速請(qǐng)求。2）IPM：53℃～64℃低速請(qǐng)求；＞64℃高速請(qǐng)求；＞85℃報(bào)警。3）IGBT：55℃～75℃低速請(qǐng)求；＞75℃高速請(qǐng)求；＞90℃限制功率輸出；＞100℃報(bào)警。

4）電機(jī)溫度：90℃～110℃低速請(qǐng)求；＞110℃高速請(qǐng)求。滿(mǎn)足3個(gè)低速請(qǐng)求，電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；滿(mǎn)足1個(gè)高速請(qǐng)求電子風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。1.比亞迪e5純電動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪e5純電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)冷卻系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇控制電路2.比亞迪秦ProDM混動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混動(dòng)冷卻系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和電機(jī)冷卻系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)渦輪增壓車(chē)型冷卻系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)水溫一般在90℃-100℃之間，允許最高溫度為110℃。電機(jī)冷卻系統(tǒng)采用了第三套獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，用于電機(jī)與控制器的冷卻，是通過(guò)單獨(dú)的電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)冷卻液的獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)。它由散熱器、電子風(fēng)扇、水管、水壺、電機(jī)水套、電機(jī)控制器、水泵（安裝在水箱立柱上的電動(dòng)水泵）組成。2.比亞迪秦ProDM混動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混合動(dòng)力汽車(chē)電機(jī)冷卻系統(tǒng)基本組成2.比亞迪秦ProDM混動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混合動(dòng)力汽車(chē)電機(jī)冷卻系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑2.比亞迪秦ProDM混動(dòng)電驅(qū)熱管理系統(tǒng)電子風(fēng)扇開(kāi)啟溫度參數(shù)：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)出水口＞98℃、散熱器出水口＞80℃電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)出水口＜98℃、散熱器出水口＜80℃電子風(fēng)扇停止。發(fā)動(dòng)機(jī)出水口＞106℃、散熱器出水口＞86℃電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)出水口＜100℃、散熱器出水口＜75℃電子風(fēng)扇停止。（2）電機(jī)系統(tǒng)：1）電機(jī)水溫：47℃～64℃低速請(qǐng)求；＞64℃高速請(qǐng)求。2）IPM：53℃～64℃低速請(qǐng)求；＞64℃高速請(qǐng)求。3）IGBT：55℃～75℃低速請(qǐng)求；＞75℃高速請(qǐng)求。4）電機(jī)溫度：90℃～110℃低速請(qǐng)求；＞110℃高速請(qǐng)求。滿(mǎn)足3個(gè)低速請(qǐng)求，電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；滿(mǎn)足1個(gè)高速請(qǐng)求，電子風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。（3）變速箱系統(tǒng)：干式雙離合器、電液控制模塊液壓油溫度高于330℃電機(jī)風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換1.任務(wù)準(zhǔn)備安全防護(hù)：做好安全防護(hù)與場(chǎng)地隔離(車(chē)內(nèi)外三件套、車(chē)輪擋塊、警示標(biāo)志及隔離帶等)。工具設(shè)備：舉升機(jī)、人身安全防護(hù)套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝、萬(wàn)用表。車(chē)輛臺(tái)架：比亞迪秦EV分控聯(lián)動(dòng)示教臺(tái)或教學(xué)版整車(chē)。輔助資料：養(yǎng)護(hù)工單、任務(wù)工單、記號(hào)筆。2.操作步驟注意：在操作前應(yīng)首先做好場(chǎng)地安全防護(hù)、車(chē)輛安全防護(hù)、人身安全防護(hù)等各種防護(hù)措施，并執(zhí)行進(jìn)行高壓下電程序，在等待5分鐘后再進(jìn)行動(dòng)手操作。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換組件位置索引四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換1）副水箱蓋的測(cè)試①拆下副水箱蓋(A)，用冷卻液濕潤(rùn)其密封圈，然后將它裝在壓力測(cè)試儀(B)上。使用一個(gè)小的配合件H-901122-09(C)安裝副水箱蓋；②施加15kPa的壓力；③檢查壓力是否下降；④如果壓力降低，更換副水箱蓋。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換2）副水箱的測(cè)試①電機(jī)、電控冷卻以后，小心地拆下副水箱蓋，給副水箱注入冷卻液，直至副水箱MAX(最高)標(biāo)記處；②將壓力測(cè)試儀裝在副水箱上。使用一個(gè)小的配合件H-901122-09連接壓力測(cè)試儀；③施加15kPa～45kPa的力；④檢查冷卻液是否泄漏，如副水箱泄漏，更換副水箱總成；⑤拆除測(cè)試儀，然后重新安裝副水箱蓋。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換3）冷卻液的檢查①觀(guān)察副水箱中冷卻液的液位。確認(rèn)液位處于MAX(最高)標(biāo)記(A)和MIN(最低)標(biāo)記(B)之間；②如果副水箱中冷卻液的液位處于或低于MIN標(biāo)記，向副水箱中添加冷卻液，直至MAX標(biāo)記，并檢查冷卻系統(tǒng)有無(wú)泄漏。③使用冰點(diǎn)儀檢測(cè)冷卻液冰點(diǎn)。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換4）冷卻液的更換①用手觸摸副水箱箱體，確認(rèn)副水箱內(nèi)部冷卻液己冷卻；②沿逆時(shí)針?lè)较蚵D(zhuǎn)動(dòng)副水箱蓋，釋放冷卻系統(tǒng)中的殘余壓力；③取下副水箱蓋；④拆掉散熱器出水管路(冷卻管總成1)，排盡冷卻液。排出的冷卻液應(yīng)儲(chǔ)存于合適的容器內(nèi)；⑤待冷卻液排凈后,裝配好散熱器出水管；⑥將比亞迪公司指定的冷卻液倒入副水箱，直至達(dá)副水箱MAX線(xiàn)，液位不再下降為止；⑦上電讓水泵運(yùn)轉(zhuǎn)約5分鐘，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中如副水箱液位下降，同步向副水箱加注冷卻液，直至加注至MAX線(xiàn)不再降低為止，斷電停車(chē)；⑧重復(fù)上電、斷電至少三個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)水泵上電運(yùn)轉(zhuǎn)5分鐘，同步觀(guān)察副水箱內(nèi)冷卻液液位，并補(bǔ)加冷卻液至MAX線(xiàn)不在下降為止。冷卻系統(tǒng)的容量約為4.25L；⑨蓋上副水箱蓋并旋至最終停止位，徹底擰緊。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換5）散熱器和風(fēng)扇的更換①拆掉散熱器出水管路(冷卻管總成1)，排盡冷卻液；②拆除散熱器上的軟管與冷凝器固定螺栓；③斷開(kāi)電子風(fēng)扇開(kāi)關(guān)插接器；④拆除上懸置支架、水箱上橫梁，然后拉起散熱器；⑤拆除散熱器上的電子風(fēng)扇總成及其它部件；⑥按與拆卸相反的順序安裝散熱器，確認(rèn)上、下襯套安裝就位且牢固；⑦按照冷卻液更換方法加注冷卻液。四、任務(wù)實(shí)施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測(cè)與更換6）電動(dòng)水泵的更換①拆掉散熱器出水管路(冷卻管總成1)，排盡冷卻液；②斷開(kāi)水泵接插件；③