《新能源汽車驅(qū)動電機及控制技術(shù)》 課件 4.1 電驅(qū)熱管理系統(tǒng)檢修

新能源汽車電驅(qū)與控制技術(shù)

項目一新能源汽車高壓供電控制系統(tǒng)

項目二新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)

項目三新能源汽車電驅(qū)控制系統(tǒng)

項目四新能源汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車控制策略項目四新能源汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)與整車控制策略

任務(wù)一電驅(qū)熱管理系統(tǒng)檢修

任務(wù)二整車控制策略一、任務(wù)引入新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)運行過程中會產(chǎn)生大量熱量，電驅(qū)控制系統(tǒng)進行過溫控制是電驅(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新能源汽車電驅(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

知識目標：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：具有電驅(qū)熱管理系統(tǒng)養(yǎng)護、故障診斷與維修的能力。職業(yè)素養(yǎng)目標：嚴格執(zhí)行新能源汽車檢修操作規(guī)范，養(yǎng)成科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。養(yǎng)成總結(jié)訓(xùn)練過程和結(jié)果的習(xí)慣，為下次訓(xùn)練積累經(jīng)驗。虛心向他人學(xué)習(xí)，尊重他人勞動。養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作精神。嚴格執(zhí)行7S現(xiàn)場管理。三、知識空間新能源汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)也稱為電驅(qū)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)對于保障電驅(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)除了對電驅(qū)性能參數(shù)進行監(jiān)控、實施驅(qū)動控制以外，新能源汽車的高壓部件如電機、控制器等在工作時也會產(chǎn)生熱量，來自這些部件的熱量會影響相關(guān)部件的性能，控制器中的電子元器件有可能因為高溫導(dǎo)致焊點融化而引起斷路甚至脫落，因此，必須在溫度過高時對這些高壓部件進行冷卻，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.電動汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)大多數(shù)電動汽車采用液冷方式對電機和電控進行冷卻。主要由電動水泵、膨脹水壺、散熱水箱、散熱風(fēng)扇以及管路等組成。不同品牌電動汽車的電驅(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。冷卻液由電動水泵驅(qū)動在冷卻管路中循環(huán)，冷卻風(fēng)扇驅(qū)動空氣流通將散熱水箱中的熱量傳遞到大氣中。1.電動汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)電動汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)基本組成電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑1.1散熱水箱電動汽車的散熱水箱位于車輛前部空調(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。散熱水箱由進水室、出水室、散熱器芯等組成。冷卻液在散熱器內(nèi)流動，利用周圍空氣把冷卻液中的熱量帶走。當(dāng)冷卻液溫度過高時，冷卻風(fēng)扇起動，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，它可以通過吸入空氣來增加散熱效果。電驅(qū)系統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇通常采用電動風(fēng)扇，可以根據(jù)冷卻部件的溫度自動調(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)扇整車控制模塊VCU監(jiān)控各部件的工作溫度。如有必要，啟動電動水泵來循環(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，即通過繼電器直接控制冷卻風(fēng)扇電機控制模塊的電源；第二種是智能控制方式，即由冷卻風(fēng)扇電機控制模塊控制，工作過程中由整車控制器VCU給冷卻風(fēng)扇電機控制模塊輸出控制指令，冷卻風(fēng)扇電機控制模塊再控制冷卻風(fēng)扇電機開始工作。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)致工作時震動；電機燒毀；電機內(nèi)部軸承磨損卡滯導(dǎo)致轉(zhuǎn)動阻力大；由于安裝方向錯誤或者線束連接錯誤導(dǎo)致散熱風(fēng)扇反轉(zhuǎn)。診斷維修：檢查風(fēng)扇葉片有無變形、損傷、臟污；必要時更換葉片。檢查電機是否正常，有無燒毀、異響、電機內(nèi)部損壞、運轉(zhuǎn)阻力過大等故障，必要時更換電機。檢查風(fēng)扇風(fēng)向是否正確，必要時進行調(diào)整。1.3電動水泵電動水泵主要由水泵、驅(qū)動電機和控制模塊、供電插頭以及外殼組成。電動水泵的控制方式與冷卻風(fēng)扇電機相似，也分為傳統(tǒng)控制方式和智能控制方式。電動水泵運轉(zhuǎn)后，對冷卻液加壓，保證其在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)流動，并能根據(jù)水溫高低進行調(diào)速。1.3電動水泵電動水泵基本結(jié)構(gòu)圖水泵電機控制原理圖1.3電動水泵當(dāng)電動水泵內(nèi)部存在故障時，水泵控制器將故障信息反饋給VCU。電動水泵的維修可從表的診斷思路與維修方法進行。電動汽車電驅(qū)冷卻系統(tǒng)冷卻液一般采用乙二醇型長效防銹電機防凍液，禁止使用普通清水，電機冷卻液不能混用。在加注或補充冷卻液時，必須要按照廠家要求添加相同型號和用量的冷卻液，并按照維修手冊要求執(zhí)行排氣操作程序。1.3電動水泵電動水泵的故障與維修序號故障現(xiàn)象原

因維

修1電流大，流量小轉(zhuǎn)子內(nèi)有雜質(zhì)從出水口注水進去清洗2不轉(zhuǎn)，電流時大時小轉(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)，無電流輸入信號故障、線路故障、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)有氣體無法排出將出水口朝上放置，保證液體源中沒有空氣泵內(nèi)無液體，水泵干磨使得泵內(nèi)有液體即可2.混合動力汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動力汽車電驅(qū)系統(tǒng)的熱管理系統(tǒng)與發(fā)動機熱管理系統(tǒng)采用不同的冷卻液循環(huán)路徑，是兩個相對獨立的系統(tǒng)，只是冷卻風(fēng)扇可以共用，結(jié)構(gòu)原理與電動汽車的熱管理系統(tǒng)基本相同。由于發(fā)動機燃燒室的冷卻區(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，因此兩個系統(tǒng)不可能使用同一個冷卻管路，這也正是系統(tǒng)中的發(fā)動機冷卻管路不共享的原因。2.混合動力汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動力電驅(qū)系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑2.混合動力汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)混合動力汽車電驅(qū)熱管理系統(tǒng)冷卻液一般采用乙二醇型長效防銹電機防凍液，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效防銹電機防凍液。在加注或補充冷卻液時，必須要按照廠家要求添加相同型號和用量的冷卻液，并按照維修手冊要求執(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前部底端；加注乙二醇型長效防銹防凍液（常溫性：冰點-25℃，適用于南方全年及北方夏季；耐寒性：冰點-40℃，適用于北方冬季），用量6.2L。1.比亞迪e5純電動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪e5純電動汽車電驅(qū)冷卻系統(tǒng)基本組成及冷卻液循環(huán)路徑1.比亞迪e5純電動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇由整車控制器VCU進行控制，通過對水溫傳感器的檢測，并且參考空調(diào)請求狀態(tài)共同決定對冷卻風(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)扇開啟溫度參數(shù)：1）冷卻液水溫：40℃～50℃低速請求；＞55℃高速請求。2）IPM：53℃～64℃低速請求；＞64℃高速請求；＞85℃報警。3）IGBT：55℃～75℃低速請求；＞75℃高速請求；＞90℃限制功率輸出；＞100℃報警。

4）電機溫度：90℃～110℃低速請求；＞110℃高速請求。滿足3個低速請求，電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；滿足1個高速請求電子風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。1.比亞迪e5純電動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪e5純電動汽車電驅(qū)冷卻系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇控制電路2.比亞迪秦ProDM混動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混動冷卻系統(tǒng)由發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和電機冷卻系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)渦輪增壓車型冷卻系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)水溫一般在90℃-100℃之間，允許最高溫度為110℃。電機冷卻系統(tǒng)采用了第三套獨立的冷卻系統(tǒng)，用于電機與控制器的冷卻，是通過單獨的電動水泵驅(qū)動冷卻液的獨立循環(huán)系統(tǒng)。它由散熱器、電子風(fēng)扇、水管、水壺、電機水套、電機控制器、水泵（安裝在水箱立柱上的電動水泵）組成。2.比亞迪秦ProDM混動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混合動力汽車電機冷卻系統(tǒng)基本組成2.比亞迪秦ProDM混動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)比亞迪秦ProDM混合動力汽車電機冷卻系統(tǒng)冷卻液循環(huán)路徑2.比亞迪秦ProDM混動電驅(qū)熱管理系統(tǒng)電子風(fēng)扇開啟溫度參數(shù)：（1）發(fā)動機：發(fā)動機出水口＞98℃、散熱器出水口＞80℃電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；發(fā)動機出水口＜98℃、散熱器出水口＜80℃電子風(fēng)扇停止。發(fā)動機出水口＞106℃、散熱器出水口＞86℃電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；發(fā)動機出水口＜100℃、散熱器出水口＜75℃電子風(fēng)扇停止。（2）電機系統(tǒng)：1）電機水溫：47℃～64℃低速請求；＞64℃高速請求。2）IPM：53℃～64℃低速請求；＞64℃高速請求。3）IGBT：55℃～75℃低速請求；＞75℃高速請求。4）電機溫度：90℃～110℃低速請求；＞110℃高速請求。滿足3個低速請求，電子風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)；滿足1個高速請求，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℃電機風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。四、任務(wù)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換1.任務(wù)準備安全防護：做好安全防護與場地隔離(車內(nèi)外三件套、車輪擋塊、警示標志及隔離帶等)。工具設(shè)備：舉升機、人身安全防護套裝、絕緣工具套裝、常規(guī)工具套裝、萬用表。車輛臺架：比亞迪秦EV分控聯(lián)動示教臺或教學(xué)版整車。輔助資料：養(yǎng)護工單、任務(wù)工單、記號筆。2.操作步驟注意：在操作前應(yīng)首先做好場地安全防護、車輛安全防護、人身安全防護等各種防護措施，并執(zhí)行進行高壓下電程序，在等待5分鐘后再進行動手操作。四、任務(wù)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換組件位置索引四、任務(wù)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換1）副水箱蓋的測試①拆下副水箱蓋(A)，用冷卻液濕潤其密封圈，然后將它裝在壓力測試儀(B)上。使用一個小的配合件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)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換2）副水箱的測試①電機、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)標記處；②將壓力測試儀裝在副水箱上。使用一個小的配合件H-901122-09連接壓力測試儀；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拆除測試儀，然后重新安裝副水箱蓋。四、任務(wù)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換3）冷卻液的檢查①觀察副水箱中冷卻液的液位。確認液位處于MAX(最高)標記(A)和MIN(最低)標記(B)之間；②如果副水箱中冷卻液的液位處于或低于MIN標記，向副水箱中添加冷卻液，直至MAX標記，并檢查冷卻系統(tǒng)有無泄漏。③使用冰點儀檢測冷卻液冰點。四、任務(wù)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換4）冷卻液的更換①用手觸摸副水箱箱體，確認副水箱內(nèi)部冷卻液己冷卻；②沿逆時針方向慢慢轉(zhuǎn)動副水箱蓋，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，直至達副水箱MAX線，液位不再下降為止；⑦上電讓水泵運轉(zhuǎn)約5分鐘，運轉(zhuǎn)過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線不再降低為止，斷電停車；⑧重復(fù)上電、斷電至少三個循環(huán)，每個循環(huán)水泵上電運轉(zhuǎn)5分鐘，同步觀察副水箱內(nèi)冷卻液液位，并補加冷卻液至MAX線不在下降為止。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)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換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斷開電子風(fēng)扇開關(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)實施----比亞迪秦EV電驅(qū)熱管理系統(tǒng)部件檢測與更換6）電動水泵的更換①拆掉散熱器出水管路(冷卻管總成1)，排盡冷卻液；②斷開水泵接插件；③