新能源汽車驅(qū)動電機及控制技術(shù) 課件 項目四 新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)

新能源汽車驅(qū)動電機及控制技術(shù)高等職業(yè)教育新能源汽車類專業(yè)Contents項目一新能源汽車驅(qū)動電機項目二新能源汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)項目三新能源汽車動力驅(qū)動單元項目四新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)項目五新能源汽車能量管理系統(tǒng)知識目標(１)能夠描述驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的功能(２)能夠描述驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的類型(３)能夠描述驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成技能目標(１)能夠進行驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)冷卻水泵的拆卸與安裝素質(zhì)目標(１)能夠制訂工作計劃，獨立完成工作學習任務(２)能夠在工作中與小組其他成員合作、交流并進行學習任務分工，具備團隊合作和安全操作的意識(３)養(yǎng)成服從管理、規(guī)范作業(yè)的良好工作習慣(４)培養(yǎng)安全工作的習慣??學時:１２學時項目四新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)任務1新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知任務2驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修1.任務描述一輛純電動汽車儀表中電機溫度過高的故障指示燈點亮，你的主管初步判斷電動冷卻水泵發(fā)生故障，讓你更換總成，你能完成這個任務嗎?任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的功能2.知識準備除了動力蓄電池工作過程中會產(chǎn)生大量的熱量外，純電動汽車的關(guān)鍵零部件電機、電機控制器及車載充電器的效率不能達到100％，在能量轉(zhuǎn)化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如果不能夠及時的散發(fā)出去，將導致車輛限制轉(zhuǎn)矩運行甚至導致零件的損壞。

電動汽車在驅(qū)動與回收能量的工作過程中，驅(qū)動電機定子鐵芯、定子繞組在運動過程中都會產(chǎn)生損耗，這些損耗以熱量的形式向外發(fā)散，需要有效的冷卻介質(zhì)及冷卻方式來帶走熱量，保證電機在一個穩(wěn)定的冷熱循環(huán)平衡的通風系統(tǒng)中安全可靠運行。電機冷卻系統(tǒng)設(shè)計的好壞將直接影響電機的安全運行和使用壽命。需要特別說明的是，對于采用永磁同步電機的驅(qū)動單元，由于車輛在大負荷低速運行時，極容易使電機產(chǎn)生高溫，在高溫狀態(tài)下很容易導致永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁退現(xiàn)象，因此需要借助冷卻系統(tǒng)對電機的溫度進行控制。任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的功能2.知識準備將電機、電機控制器及車載充電器產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)出去，保證其在要求的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定高效地工作。圖４-１驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)

任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的類型2.知識準備自然冷卻依靠電機鐵芯自身的熱傳遞，散去電機產(chǎn)生的熱量，熱量通過封閉的機殼表面?zhèn)鬟f給周圍介質(zhì)，其散熱面積為機殼的表面。為增加散熱面積，機殼表面可加冷卻筋。自然冷卻電機結(jié)構(gòu)簡單，不需要輔助設(shè)施就能實現(xiàn)。但自然冷卻效率差，僅適用于轉(zhuǎn)速低，負載轉(zhuǎn)矩小，電機發(fā)熱量較小的小型電機。圖４-２自然冷卻電機的機殼

自然冷卻風冷水冷自然冷卻任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的類型2.知識準備風冷是電機自帶同軸風扇來形成內(nèi)風路循環(huán)或外風路循環(huán)，通過風扇產(chǎn)生足夠的風量，帶走電機所產(chǎn)生的熱量。介質(zhì)為電機周圍的空氣，空氣直接送入電機內(nèi)，吸收熱量后向周圍環(huán)境排出。

風冷結(jié)構(gòu)相對簡單，電機冷卻成本較低，適用于成本較低且功率較小的純電動汽車。但受環(huán)境因素的制約，在惡劣的工業(yè)環(huán)境中，例如高溫、粉塵、污垢和惡劣的天氣下無法使用風冷。風冷一般常用于清潔、無腐蝕、無爆炸環(huán)境下的電機。圖４-３風冷系統(tǒng)驅(qū)動單元總成(含驅(qū)動橋)風冷任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的類型2.知識準備水冷是將水(冷卻液)通過管道和通路引入定子或轉(zhuǎn)子空心導體內(nèi)部，通過循環(huán)水的不斷流動，帶走電機轉(zhuǎn)子和定子產(chǎn)生的熱量，達到對電機的冷卻功能。

水冷的冷卻效果比風冷更顯著，無熱量散發(fā)到環(huán)境中，但是需要良好的機械密封裝置，水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，存在滲漏隱患，如果發(fā)生水滲漏，會造成電機絕緣破壞，可能燒毀電機。水質(zhì)需要處理，其電導率、硬度和ｐＨ值都有一定的要求。

水冷適用于功率較大的純電動汽車。水冷任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知水冷式驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.知識準備純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖４-４典型水冷式冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)主要依靠冷卻水泵帶動冷卻液在冷卻管道中循環(huán)流動，通過在散熱器的熱交換等物理過程，冷卻液帶走電機與控制器產(chǎn)生的熱量。為使散熱器熱量散發(fā)得更充分，通常還在散熱器后方設(shè)置風扇。

驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的冷卻水泵一般都采用電動冷卻水泵，整車控制器監(jiān)控到電機/電機控制器溫度過高時會自動打開冷卻水泵。水冷式驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.知識準備純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖４-５ＰＣＥ冷卻水泵如圖４-５所示為新能源汽車上采用的PCE冷卻水泵。PCE冷卻水泵采用無刷電機技術(shù)，可實現(xiàn)三個功率范圍運行(40Ｗ/60Ｗ/70Ｗ)，以滿足不同的冷卻回路要求。PCE采用了無刷技術(shù)并且優(yōu)化了內(nèi)部液壓部分的設(shè)計，效率提高了39％。由于設(shè)計緊湊質(zhì)量減輕(最大620ｇ)，ＣＯ２的排放顯著降低。噪聲方面優(yōu)于客戶標準要求，PCE可應用于混合動力電動汽車或純電動汽車。通過PWM或LIN的接口來實現(xiàn)速度控制和診斷功能。PCE帶有內(nèi)部診斷功能，不同的失效模式(比如溫度過高，堵轉(zhuǎn)等)會報告給控制單元。如果故障持續(xù)超過預定期間，水泵默認為“緊急模式”將降低功率，以確保導入功能(例如電力電子元件的冷卻)。無刷驅(qū)動和穩(wěn)健的設(shè)計確保了水泵的高耐久性，這對插電式混合動力電動汽車和純電動汽車是必需的。任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知水冷式驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.知識準備純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成ＰＣＥ冷卻水泵優(yōu)點：（1)通過提高效率，可控制速度和減輕質(zhì)量，降低了碳排放（2)降低噪聲水平（3)覆蓋廣泛的液壓范圍（4)具備不同失效反饋的自診斷功能（5)高功率密度（6)高耐久性（7)技術(shù)領(lǐng)先：ＰＣＥ冷卻水泵是離心式水泵。泵體內(nèi)的定子和電子元件與轉(zhuǎn)子相分離。通電時電子元件通過定子繞組產(chǎn)生可變的磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)子(葉輪)轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)液體流動。兩個密封環(huán)保護電機防止潮濕。電子系統(tǒng)由壓鑄蓋冷卻，可根據(jù)客戶要求調(diào)節(jié)水泵電子信號和流量。ＰＣＥ主要用于零部件冷卻。任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知水冷式驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.知識準備混合動力電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成發(fā)動機冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機冷卻系統(tǒng)一樣，系統(tǒng)冷卻液溫度一般在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)，用于電機與電機控制器的冷卻，是通過單獨的電動水泵驅(qū)動冷卻液實現(xiàn)的獨立循環(huán)系統(tǒng)。它由散熱器、電子風扇、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。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)電機冷卻系統(tǒng)組成任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知水冷式驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.知識準備混合動力電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖４-７混合動力電動汽車冷卻系統(tǒng)ＨＥＶ模式任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知圖４-６混合動力電動汽車冷卻系統(tǒng)內(nèi)燃機模式準備工作閱讀維修手冊，制訂拆裝方案，準備所需防護裝備、車輛、臺架、工具、輔助材料等操作流程操作提示在維修新能源汽車中，所有黃色高壓線都有高壓互鎖裝置，須互鎖到位。3.任務實施本次任務是完成冷卻水泵拆卸與安裝任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知(一)工作準備(１)防護裝備:無(２)車輛、臺架、總成:豐田普銳斯混合動力電動汽車，混合動力驅(qū)動單元掛圖、模型及視頻資料(３)專用工具、設(shè)備:無(４)手工工具:無(５)輔助材料:無3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知(二)實施步驟１.冷卻水泵拆卸(１)選用１０ｍｍ扳手擰松蓄電池負極線固定螺栓，取下負極線，并對負極端子做好防護，如圖４-８所示。注意事項:拆卸蓄電池負極前，必須確保點火開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，并將車鑰匙放在口袋。(２)擰下儲液罐蓋，如圖４-９所示。圖４-８輔助蓄電池端子防護圖４-９擰下儲液罐蓋3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知(３)舉升車輛至一定高度。拆卸散熱器放水螺栓，排空冷卻液，如圖４-１０所示。(４)冷卻液排空后安裝散熱器放水螺栓。(５)使用干凈抹布清潔放水螺栓處，拔下水泵電機插接器如圖４-１１所示。圖４-１０拆卸散熱器放水螺栓圖４-１１拔下水泵電機插接器3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知(６)使用鯉魚鉗脫開水泵出水管卡箍，拔出水泵進水管如圖４-１２所示。(７)選用棘輪扳手、接桿和８ｍｍ套筒拆卸水泵２顆固定螺栓。(８)取下水泵如圖４-１３所示。注意事項:在拆卸水泵時應防止水泵自由墜落發(fā)生意外，拆卸時必須用手扶著水泵。圖４-１２拔出水泵進水管圖４-１３取下水泵3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知２.冷卻水泵安裝(１)安裝水泵:選用棘輪扳手、接桿和８ｍｍ套筒安裝水泵的２顆固定螺栓。標準擰緊力矩:１０Ｎ?ｍ。(２)安裝水泵電機插頭。(３)安裝水泵出水管如圖４-１４所示。(４)安裝水泵進水管(５)使用鯉魚鉗安裝卡箍至合適位置(６)檢查水管及卡箍如圖４-１５所示(７)降下車輛(８)添加冷卻液使液位至ＭＡＸ和ＭＩＮ之間如圖４-１６所示(９)擰緊儲液壺蓋圖４-１０拆卸散熱器放水螺栓圖４-１１拔下水泵電機插接器3.任務實施任務一新能源汽車驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)的認知(１０)打開點火開關(guān)使冷卻液進入循環(huán)狀態(tài)(１１)清除防護膠帶(１２)安裝蓄電池負極如圖４-１７所示(１３)使用１０ｍｍ扳手緊固負極線固定螺栓，標準擰緊力矩:１０Ｎ?ｍ圖４-１６添加冷卻液圖圖４-１７安裝蓄電池負極1.任務描述一輛純電動汽車儀表中電機溫度過高的故障指示燈點亮,你能分析故障可能原因并進行檢修嗎?任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備１)比亞迪Ｅ６驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)比亞迪Ｅ６純電動汽車驅(qū)動電機與控制器采用的冷卻系統(tǒng)是閉式水冷循環(huán)系統(tǒng)，由散熱器總成、電子風扇總成、電動水泵總成、冷卻管路等組成，冷卻液介質(zhì)為乙二醇型冷卻液，如圖４-１８所示。圖４-１８比亞迪Ｅ６驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)

比亞迪汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-１９比亞迪Ｅ６驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)工作原理

比亞迪汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修Ｅ６電機與控制器冷卻系統(tǒng)由電動水泵提供動力，低溫冷卻液通過管路由散熱器流向待散熱元件(電機控制器、ＤＣ-ＤＣ轉(zhuǎn)換器、電機)，冷卻液在待散熱元件處吸收熱量后，再通過冷卻管路流經(jīng)散熱器進行散熱，之后進行下一個循環(huán)，如圖４-１９所示。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２０電子風扇總成

比亞迪汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修電子風扇總成采用吸風式雙風扇，通過串聯(lián)調(diào)速電阻的方式來實現(xiàn)風扇的高低速擋分級，從而降低風扇噪聲，提高整車的舒適性如圖４-２０所示。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備２)比亞迪秦驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)比亞迪秦混合動力電動汽車的冷卻系統(tǒng)由發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)組成。

發(fā)動機冷卻系統(tǒng)與傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機冷卻系統(tǒng)一樣，冷卻液溫度在９０~１００℃之間，允許最高溫度１１０℃。

驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)采用獨立的冷卻系統(tǒng)，用于電機與控制器的冷卻，是通過單獨的電動水泵驅(qū)動冷卻液實現(xiàn)獨立的循環(huán)系統(tǒng)。它由散熱器、電子風扇、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，如圖４-２１所示。圖４-２１比亞迪秦驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖統(tǒng)

比亞迪汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２２北汽新能源汽車的冷卻系統(tǒng)北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修冷卻液回路冷卻風流道組成冷卻液在流經(jīng)ＭＣＵ(微控制單元)、充電機和電機等熱源時，熱源通過熱傳導將熱量傳遞給冷卻液，高溫冷卻液通過電動水泵提供的動力流經(jīng)散熱器時，將熱量通過熱傳導傳遞給散熱器芯體，冷卻空氣通過熱對流將熱量帶走，完成換熱過程，如圖４-２２所示。

膨脹箱在冷卻系統(tǒng)中起提高冷卻液沸點和提供冷卻液加注口兩大作用。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２３北汽新能源汽車電動水泵北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修１)電動水泵電動水泵作為冷卻液循環(huán)的動力元件，對冷卻液加壓，促使冷卻液在冷卻系統(tǒng)中循環(huán)，帶走系統(tǒng)散發(fā)的熱量，電動水泵外形如圖４-２３所示。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２４電動水泵剖面圖與轉(zhuǎn)子圖北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(１)電動水泵的構(gòu)成電動水泵采用的是永磁無刷直流水泵，整個部件中沒有動密封，浮動式轉(zhuǎn)子與葉輪注塑成一體(圖４-２４)。嚴禁電動水泵在沒有冷卻液的情況下空載運行，否則將導致轉(zhuǎn)子、定子的磨損，最終導致水泵的損壞。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２５電動水泵接插件北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(２)水泵接插件水泵接插件位于水泵后蓋上，接插件為兩線，分別為正極和負極，如圖４-２５所示。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(３)電動水泵的裝配電動水泵安裝在車身右縱梁前部下方，位于整個冷卻系統(tǒng)較低的位置；水泵自帶橡膠支架，起到降低噪聲的作用。通過２個Ｑ1860625六角凸緣面螺栓與水泵支架裝配，緊固力矩為９~１１Ｎ?ｍ。圖４-２６電動水泵裝配典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２７北汽新能源汽車電子風扇北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修２)電子風扇作用是提高流經(jīng)散熱器、冷凝器的空氣流速和流量，以增強散熱器的散熱能力，并冷卻機艙其他附件。電子風扇的結(jié)構(gòu)特性:采用左右雙風扇構(gòu)架，半R125ｍｍ、六葉不對稱結(jié)構(gòu)的扇葉,雙風扇分別由整車電源提供輸入,根據(jù)電機、控制器、空調(diào)壓力等參數(shù)由VCU(整車控制器)控制雙風扇運行,電子風扇采用兩擋調(diào)速風扇。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備圖４-２８電子風扇接插件北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(１)電子風扇電器接插件電子風扇接插件為四線。高速:兩個“＋”接正極，兩個“－”接負極；低速:兩個“＋”接正極，一個“－”接負極。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修圖４-２９電子風扇裝配(２)電子風扇裝配電子風扇下部卡接在散熱器水室上，上部通過２個Ｑ２７３６３１３Ａ(十字槽大半圓頭自攻螺釘-Ｆ型)裝配在散熱器水室上，如圖４-２９所示，緊固力矩為９~１１Ｎ?ｍ。電子風扇接插件如圖４-２８所示。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修圖４-３０膨脹箱(３)膨脹箱膨脹箱的作用是為冷卻系統(tǒng)冷卻液的排氣、膨脹和收縮提供受壓容積，同時也作為冷卻液加注口使用(圖４-３０)。性能參數(shù):Ｃ３３ＤＢ膨脹箱蓋開啟壓力為２９~３５ｋＰａ。結(jié)構(gòu)特性:膨脹箱采用ＰＰ(聚丙烯)材料，結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足爆破要求，壓力≥２００ｋＰａ。接口尺寸:膨脹箱補水端外徑Φ２０ｍｍ，溢氣端外徑Φ８ｍｍ，膠管安裝時插接到底。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修圖４-３１管路定位標識(尺寸單位:ｍｍ)(４)冷卻管路總成材料:目前冷卻管內(nèi)外膠為三元乙丙橡膠(ＥＰＭ)，中間層由織物增強，耐溫等級是Ⅰ級(１２５℃)，爆破壓力達到１.３ＭＰａ。

裝配:冷卻水管壁厚５ｍｍ，端口有安裝定位標識，裝配時標識與散熱器上的定位標識對齊(圖４-３１)。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備北汽新能源純電動汽車驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(５)電機冷卻系統(tǒng)控制策略冷卻系統(tǒng)電動水泵與散熱器風扇由ＶＣＵ控制，根據(jù)整車熱源(電機、電機控制器和充電器)溫度進行控制。①水泵控制:起動車輛時電動水泵開始工作(即儀表顯示ＲＥＡＤＹ)②電機溫度控制:控制器監(jiān)測到驅(qū)動電機溫度在４５℃≤溫度<５０℃時冷卻風扇低速啟動；溫度≥５０℃時，冷卻風扇高速啟動；溫度降至４０℃時，冷卻風扇停止工作。１２０℃≤溫度<１４０℃時，降功率運行；溫度≥１４０℃時，降功率至０，即停機。③電機控制器溫度控制:當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度≥７５℃時，冷卻風扇低速啟動；溫度≤８０℃時，冷卻風扇高速啟動，溫度降至７５℃時冷卻風扇停止工作；溫度≥８５℃時，超溫保護，即停機；當控制器監(jiān)測到散熱基板溫度為:７５℃≤溫度≤８５℃時，降功率運行。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修以下介紹榮威Ｅ５０電源逆變器(ＰＥＢ或稱電力電子箱)/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)。(１)驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理榮威Ｅ５０驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)組件如圖４-３２所示。圖４-３２榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與冷卻系統(tǒng)組件

典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修①冷卻液泵提示:整個冷卻系統(tǒng)有２個電子水泵，分別是ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻液泵和動力蓄電池冷卻液泵。ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻液泵通過安裝支架，并由２個螺栓固定在前右縱梁上，經(jīng)由其運轉(zhuǎn)來循環(huán)傳動系統(tǒng)。②冷卻液軟管橡膠冷卻液軟管在各組件間傳送冷卻液，彈簧卡箍將軟管固定到各組件上，“快速接頭”將軟管(ＰＥＢ到驅(qū)動電機)和軟管(水泵到ＰＥＢ)連接到ＰＥＢ上，ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)軟管布置在前艙內(nèi)。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修③膨脹水箱ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)配有卸壓閥的注塑冷卻液膨脹水箱。ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)膨脹水箱安裝在右縱梁右懸架前部，溢流管連接到散熱器左水室頂部，出液管連接到ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻液泵上。④散熱器和冷卻風扇散熱器都是一個兩端帶有注塑水箱的鋁制橫流式散熱器。散熱器的下部位于緊固在前縱梁的支架所支承的橡膠襯套內(nèi)。散熱器的頂部位于水箱上橫梁支架所支承的橡膠襯套內(nèi)，支承了冷卻風扇總成和空調(diào)(Ａ/Ｃ)冷凝器?？照{(diào)(Ａ/Ｃ)冷凝器安裝在散熱器后部，由４個螺栓固定至冷卻風扇罩上。冷卻風扇和驅(qū)動電機總成及風扇低速電阻安裝在空調(diào)(Ａ/Ｃ)冷凝器后部的風扇罩上，“吸入”式風扇抽取空氣通過散熱器。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修⑤冷卻液溫度(ＥＣＴ)傳感器ＥＣＴ傳感器安裝在散熱器右側(cè)前部，內(nèi)含一個封裝的負溫度系數(shù)(ＮＴＣ)熱敏電阻，該電阻與ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)冷卻液相接觸，是分壓器電路的一部分。該電路由額定的５Ｖ電源、一個ＰＥＢ控制模塊內(nèi)部電阻和一個溫度相關(guān)的可變電阻(ＥＣＴ傳感器)組成。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(２)驅(qū)動電機與控制器冷卻液循環(huán)路線榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻液流循環(huán)路線如圖４-33所示。冷卻系統(tǒng)利用傳導原理，將熱量從ＰＥＢ/驅(qū)動電機組件傳遞到冷卻液中，再從ＰＥＢ/驅(qū)動電機組件傳遞到散熱器上，通過冷卻風扇吹動氣流，將熱量傳遞到大氣中。當系統(tǒng)處于較低溫度時，冷卻液泵不工作。當溫度上升后，冷卻液泵工作，冷卻液經(jīng)過軟管流入散熱器內(nèi)，散熱器將熱量散發(fā)到空氣中，使ＰＥＢ/驅(qū)動電機組件保持在最佳的工作溫度。圖４-３３榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻液流循環(huán)路線圖

典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修由熱膨脹所產(chǎn)生的多余冷卻液經(jīng)過散熱器頂部的溢流管返回到膨脹水箱中。膨脹水箱同時消除冷卻液中的氣體。膨脹水箱有個出液管連接到冷卻液回路中，當循環(huán)冷卻系統(tǒng)中冷卻液冷卻收縮或循環(huán)冷卻系統(tǒng)中冷卻液不足時，膨脹水箱中的冷卻液會及時補充到循環(huán)冷卻系統(tǒng)中。額定壓力為140ｋＰａ的膨脹水箱蓋將冷卻系統(tǒng)與外界大氣隔開，因而隨著溫度的升高冷卻液膨脹，使冷卻系統(tǒng)的壓力隨之升高。壓力的升高提高了冷卻液的沸點，可使ＰＥＢ/驅(qū)動電機組件在更高、更有效的工作溫度下運轉(zhuǎn)，而沒有冷卻液沸騰的風險。冷卻系統(tǒng)的增壓有極限，因此膨脹水箱蓋上安裝了卸壓閥。這樣在達到最大工作壓力時，可釋放冷卻系統(tǒng)中過度的壓力。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修冷卻液從右側(cè)上部水室到左側(cè)底部水室流經(jīng)散熱器，由經(jīng)過芯體的空氣進行冷卻冷卻系統(tǒng)的溫度是由ＥＣＴ傳感器來測量的。該傳感器向ＰＥＢ發(fā)送信號，根據(jù)需要控制冷卻風扇的操作。冷卻液溫度信號由ＰＥＢ經(jīng)過ＣＡＮ總線到顯示冷卻液溫度的組合儀表。該組合儀表上會實時顯示冷卻液的溫度，如果冷卻液溫度變得過高，則組合儀表上的警示燈和消息將提醒駕駛員。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(３)驅(qū)動電機與控制器冷卻風扇控制榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻風扇控制框圖如圖４-３４所示，冷卻風扇采用脈沖寬度調(diào)制(ＰＷＭ也稱占空比控制)。圖４-３４ＰＷＭ風扇控制框圖

典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修ＰＷＭ冷卻風扇受ＶＣＵ控制，冷卻風扇工作時，ＶＣＵ通過ＣＡＮ系統(tǒng)接收來自空調(diào)控制模塊(ＥＴＣＥＣＵ)的信號，控制ＰＷＭ模塊使冷卻風扇在２０％~９０％的占空比范圍內(nèi)的８個擋位速度工作，以滿足不同的冷卻負荷要求。①冷卻風扇開啟條件冷卻風扇開啟取決于空調(diào)(Ａ/Ｃ)和電機逆變器(ＰＥＢ)冷卻液溫度這兩個重要因素。當Ａ/Ｃ開啟或ＰＥＢ冷卻液溫度高于５２℃時，冷卻液風扇開始工作。②冷卻風扇停止工作條件如果ＰＥＢ冷卻液溫度低于６５℃，并且Ａ/Ｃ關(guān)閉，冷卻風扇停止工作。點火開關(guān)關(guān)閉，Ａ/Ｃ關(guān)閉，ＰＥＢ冷卻液溫度高于６５℃，冷卻風扇繼續(xù)工作。如果環(huán)境溫度低于１０℃，冷卻風扇會工作３０ｓ，環(huán)境溫度高于１０℃，冷卻風扇會工作６０ｓ。典型新能源車型驅(qū)動電機與控制器的冷卻系統(tǒng)2.知識準備榮威Ｅ５０驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(４)ＰＥＢ/驅(qū)動電機冷卻系統(tǒng)控制ＰＥＢ的工作溫度不能超過７５℃，最合適的工作溫度應該低于６５℃。將溫度控制在７５℃以下可以更好地延長ＰＥＢ和驅(qū)動電機的使用壽命。ＰＥＢ開始工作時，電動冷卻液泵會立即打開，冷卻液溫度傳感器向空調(diào)控制模塊(ＥＴＣ)提供溫度信號。ＰＥＢ計算冷卻液溫度將它與ＰＥＢ冷卻溫度傳感器信號進行比較，從而判斷是否需要使用ＰＥＢ冷卻液溫度傳感器。驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器溫度過高故障與排除方法任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)工作不良時，將會導致電機與控制器溫度過高的故障。故障部位與檢修方法如下。(１)冷卻液缺少①故障原因１:未按維修手冊添加冷卻液導致冷卻液缺少檢修方法:溢水罐處添加冷卻液②故障原因２:冷卻液泄漏導致冷卻液缺少檢修方法:檢查泄漏部位，如管路環(huán)箍、水管、散熱器等，維修或更換受損部件驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器溫度過高故障與排除方法任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(２)電動水泵工作不良①故障原因１:冷卻液雜質(zhì)導致電動水泵堵轉(zhuǎn)，電動水泵泵蓋/密封圈/泵輪等部位損壞檢修方法:清潔并更換冷卻液，更換受損的電動水泵②故障原因２:電動水泵線路不良，如:整車線束出現(xiàn)虛接/短路/斷路等故障，水泵控制器熔斷絲/繼電器熔斷，插接件針腳退針檢修方法:查找線束故障，依據(jù)線束維修手冊處理，更換受損的電動水泵驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器溫度過高故障與排除方法任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(３)散熱器風扇工作不良①故障原因１:風扇控制器/繼電器/插接件針腳退針，整車線束出現(xiàn)虛接/短路/斷路等故障檢修方法:更換受損的部件，查找線束故障，依據(jù)線束維修手冊處理②故障原因２:散熱風扇損壞，扇葉破損/斷裂，扇葉不工作檢修方法:更換散熱器風扇③故障原因３:電機/控制器溫度傳感器故障，風扇不工作檢修方法:查找電機/控制器溫度傳感器故障，依據(jù)相應維修手冊處理驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器溫度過高故障與排除方法任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(４)散熱器工作不良故障原因:芯體老化，芯管堵塞；散熱帶倒伏，影響進風量；水室堵塞，影響冷卻液循環(huán)檢修方法:更換散熱器(５)進風量不足故障原因:前保險杠中網(wǎng)或下格柵進風口堵塞檢修方法:查找原因并排除驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器過熱故障實例分析任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修以下列舉典型的電機與控制器過熱的故障實例，車型以北汽新能源純電動汽車為例，其他車型可參考。(１)驅(qū)動電機過熱被限速９ｋｍ/ｈ①故障現(xiàn)象:車輛行駛幾公里以后，出現(xiàn)限速９ｋｍ/ｈ現(xiàn)象，儀表顯示電機控制器過熱②可能原因:水泵故障、散熱風扇故障、冷卻液缺少或冷卻系統(tǒng)內(nèi)部堵塞驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器過熱故障實例分析任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修③故障診斷與排除:用診斷儀讀數(shù)據(jù)流，顯示電機控制器溫度為７５℃，散熱器風扇高速旋轉(zhuǎn)，檢查水泵工作正常、膨脹水壺冷卻液也不缺少。水泵在工作過程中觀察膨脹水壺發(fā)現(xiàn)冷卻液循環(huán)不暢現(xiàn)象，進一步對冷卻系統(tǒng)進行水道堵塞排查。采用壓縮空氣對散熱器和管路和電機控制器進行疏通檢查時發(fā)現(xiàn)電機控制器內(nèi)部有堵塞。找到堵塞點用高壓空氣將電機控制器內(nèi)部異物吹出，恢復冷卻系統(tǒng)管路加注冷卻液后進行試車，不再出現(xiàn)電機系統(tǒng)高溫，故障排除。④故障分析:驅(qū)動電機系統(tǒng)冷卻方式采用水冷式，電機控制器和電機是串聯(lián)式循環(huán)，電機控制器的溫度在７５~８５℃時電機降功率，當電機控制器溫度高于８５℃時電機將立即停止工作，因此該車電機控制器溫度達到７５℃被降功率。驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器過熱故障實例分析任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(２)ＭＣＵ過溫故障①故障現(xiàn)象:出現(xiàn)故障碼:Ｐ１１７Ｆ９８②故障處理方式ＭＣＵ:當電機溫度>ＭＣＵ溫度限制值(７５℃)，ＭＣＵ進入零轉(zhuǎn)矩控制模式，同時向ＶＣＵ發(fā)送零轉(zhuǎn)矩模式狀態(tài)標志位ＶＣＵ:ａ.ＶＣＵ在ＭＣＵ溫度限制值的基礎(chǔ)上提前10℃，根據(jù)溫度線性限制轉(zhuǎn)矩，同時閃爍電機溫度燈ｂ.儀表點亮電機系統(tǒng)專用報警燈(閃爍)ｃ.儀表點亮ＭＩＬ(故障指示燈)，報警音短鳴驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器過熱故障實例分析任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修③導致故障的原因:ａ.ＭＣＵ長期大負載運行ｂ.冷卻系統(tǒng)故障④故障可能造成的影響:ａ.ＭＣＵ最大可用轉(zhuǎn)矩降低ｂ.整車動力性能降低，甚至不能正常行駛驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)的常見故障2.知識準備驅(qū)動電機與控制器過熱故障實例分析任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修⑤處理措施ａ.如果間隔一段時間重新上電，車輛恢復正常，則不需要派工，同時將信息反饋技術(shù)中心電機工程師ｂ.如果間隔一段時間重新上電，車輛運行重復出現(xiàn)，則按以下方法處理:首先優(yōu)先排查風扇、水泵及其驅(qū)動電路故障，若異常則聯(lián)系冷卻系統(tǒng)供應商解決，然后優(yōu)先排查是否缺冷卻液，若缺冷卻液則及時補冷卻液，若不缺冷卻液然后排查冷卻管路是否存在堵塞和漏水，若冷卻管路存在堵塞和漏水則進行排查解決，若冷卻液和冷卻管路均無問題則不需要派工⑥維修措施:ａ.檢查運行工況ｂ.檢查冷卻水泵、冷卻液和冷卻管路準備工作閱讀維修手冊，制訂拆裝方案，準備所需防護裝備、車輛、臺架、工具、輔助材料等操作流程操作提示在維修新能源汽車中，所有黃色高壓線都有高壓互鎖裝置，須互鎖到位。3.任務實施本次任務是完成電子扇拆卸與安裝任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修3.任務實施任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(一)工作準備(１)防護裝備:防護用品一套(工作服、絕緣勞保鞋、護目鏡、絕緣頭盔、絕緣手套)(２)車輛、臺架、總成:北汽新能源ＥＶ１６０或其他純電動汽車一輛(３)專用工具、設(shè)備:拆裝專用工具(４)手工工具:新能源汽車維修組合工具(５)輔助材料:高壓電維修警示牌和設(shè)備、絕緣地膠、二氧化碳類型滅火器、清潔劑3.任務實施任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(二)實施步驟１.電子扇拆卸(１)選用１０ｍｍ扳手擰松蓄電池負極線固定螺栓(圖４-３５)，取下負極線，并對負極端子做好防護。注意事項:拆卸蓄電池負極前，必須確保點火開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，并將車鑰匙放在口袋。(２)選用棘輪扳手、十字形旋具，拆卸電子風扇左側(cè)固定螺栓，如圖４-３６所示。圖４-３６拆卸電子風扇左側(cè)固定螺栓

圖４-３５拆卸輔助蓄電池負極端子

3.任務實施任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(４)取下電子風扇總成，存放于干燥環(huán)境中，如圖４-３７所示。注意事項:取下電風扇時，應小心散熱水箱上的水管，避免造成損壞。２.電子扇安裝(１)安裝電子風扇到合適的位置，如圖４-３８所示。圖４-３６拆卸電子風扇左側(cè)固定螺栓

圖４-３５拆卸輔助蓄電池負極端子

3.任務實施任務二驅(qū)動電機與控制器冷卻系統(tǒng)檢修(２)安裝左側(cè)電子風扇總成固定螺栓。(３)使用棘輪扳手、十字形旋具安裝電子風扇左側(cè)固定螺栓。標準擰緊力矩:４Ｎ?ｍ(４)安裝右側(cè)電子風扇總成固定螺栓(５)使用棘輪扳手、十字形旋具安裝電子風扇右側(cè)固定螺栓，如圖４-３９所示。標準擰緊力矩:４Ｎ?ｍ(６)安裝風扇控制器線