新能源汽車故障診斷技術(shù) 課件4-2 新能源汽車熱管理系統(tǒng)故障診斷檢修

4-2新能源汽車熱管理系統(tǒng)故障診斷檢修填寫工作頁（二.引案例）1.填寫車輛基本信息2.車輛出現(xiàn)了什么問題？3.你的工作任務(wù)

故障案例故障案例：

張女士的一輛2018款北汽新能源汽車EU5行駛134572km，2月份

張女士在駕車回山西老家的高速路上車輛儀表突然出現(xiàn)紅色的電機(jī)過熱的信息提示......掃碼觀看故障案例視頻完成工作頁

驗證故障現(xiàn)象驗證故障現(xiàn)象，方法正確、關(guān)注細(xì)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的工作態(tài)度。1.實操驗證整車故障現(xiàn)象，

確認(rèn)儀表顯示、

整車狀態(tài)。2.填寫工作頁預(yù)診斷1.讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。2.根據(jù)主機(jī)廠的標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。3.完成車輛基本檢查。a.做好高壓安全防護(hù)和斷電流程。b.實操車輛基本檢查操作，

并注意安全事項。4.填寫任務(wù)工作頁。

工作頁收信息學(xué)習(xí)內(nèi)容知識準(zhǔn)備一

、動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電動汽車的動力系統(tǒng)主要指動力蓄電池

、驅(qū)動電機(jī)與驅(qū)動電機(jī)控制器

。常見的

電動汽車動力系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)機(jī)電一體化控制

，

以電能作為動力源

，通過動力蓄電池

存儲電力

，驅(qū)動電機(jī)控制器對電流強(qiáng)度和換向頻率等進(jìn)行控制

，實現(xiàn)對驅(qū)動電機(jī)的

控制

，最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出給車輪

。知識準(zhǔn)備二

、新能源汽車熱管理功能架構(gòu)的特點

新能源汽車熱管理系統(tǒng)的作用在于實現(xiàn)各回路熱量與冷量需求的內(nèi)部匹配

，能

耗最優(yōu)

，降低電池能耗

，實現(xiàn)制冷與制熱功能

；純電動車型的熱管理回路主要包括

汽車空調(diào)回路（駕駛室熱管理回路）、電池?zé)峁芾砘芈泛碗姍C(jī)熱管理回路。新能源汽車各熱管理回路能量傳輸路徑空調(diào)制熱回路空調(diào)制冷回路電池?zé)峁芾砘芈分R準(zhǔn)備三

、典型車型熱管理系統(tǒng)回路控制分析1.北汽EU5熱管理系統(tǒng)回路控制分析EU5熱管理系統(tǒng)由駕駛室回路的熱管理、電驅(qū)系統(tǒng)熱管理和電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)組成。1）

駕駛室回路的熱管理

駕駛室制冷循環(huán)控制回路結(jié)構(gòu)知識準(zhǔn)備2）

駕駛室回路的熱管理制冷循環(huán)電動壓縮機(jī)→

冷凝器→

三通電磁閥→

熱力膨脹閥電磁閥1→空調(diào)蒸發(fā)器→

壓縮機(jī)入口

知識準(zhǔn)備3）

駕駛室回路的熱管理EU5熱管理加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知識準(zhǔn)備

駕駛室加熱循環(huán)控制熱循環(huán)水泵工作→液體經(jīng)PTC加熱后流進(jìn)三通閥

，熱管理控制器控制三通電磁閥1、2號管路接通→液體流入空調(diào)箱的加熱芯體.當(dāng)不需電池加熱時

，三通閥3號不接通

，

防止流入電池?zé)峤粨Q器。

知識準(zhǔn)備

（2）

電驅(qū)系統(tǒng)熱管理

冷卻液的循環(huán)順序為

，水泵工作吸入膨脹水箱及

電機(jī)控制器高溫液體加壓后→冷卻液流入散熱器→

冷卻后的水流入電機(jī)控制器完成

冷卻的循環(huán)

，控制器通過反饋驅(qū)動系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)溫度及電機(jī)、電機(jī)控制器的溫度

，從

而控制散熱器風(fēng)扇、水泵工作。知識準(zhǔn)備

（2）

電驅(qū)系統(tǒng)熱管理

冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇為滯環(huán)控制

，見表4-4和表4-5.電機(jī)

、IGBT、充電機(jī)

、DC/DC的溫度控制冷卻水泵和冷卻風(fēng)扇的開啟

。調(diào)速水

泵和定速風(fēng)扇的控制：在升溫的過程中

，如果溫度高于“ON”對應(yīng)的溫度

，則輸出

相應(yīng)的水泵PWM值或風(fēng)扇檔位

；在降溫的過程中

，如果低于“OFF”對應(yīng)的溫度，

則輸出低一檔的水泵PWM值或風(fēng)扇檔位（PWM最低值為0）知識準(zhǔn)備

（3）

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)

電池?zé)峁芾硌h(huán)包括冷卻循環(huán)和加熱循環(huán)

電池冷卻循

環(huán)的條件：BMS監(jiān)控動力蓄電池的溫度

，

當(dāng)單體電池Tmax≥40℃時

，BMS將控制電

池采取主動均衡

，并控制壓縮機(jī)自動啟動

。電子膨脹閥打開

冷卻循環(huán)如圖4-33所示，壓縮機(jī)→冷凝器→

電子膨脹閥→蒸發(fā)器→

壓縮機(jī)

，動力蓄電池冷卻液→

動力蓄

電池冷卻液循環(huán)水泵→熱交換器→冷卻交換器→

動力蓄電池

知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析整車熱管理系統(tǒng)分為三個部分，即駕駛室回路的熱管理、電池系統(tǒng)回路熱管理，

以及控制動力系統(tǒng)熱回路管理動力冷卻系統(tǒng)的作用是對電池、電機(jī)、控制器及充電機(jī)等車輛關(guān)鍵部件進(jìn)行冷卻或加熱，使其保持在適當(dāng)工作溫度范圍內(nèi)，冷卻或加熱性能直接影響零部件的性能表現(xiàn)，對于提升動力經(jīng)濟(jì)性，有重要意義。知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析（1）

駕駛室熱管理

駕駛室熱管理主要實現(xiàn)駕駛室的制冷與加熱兩種功能

在H型膨脹閥的前端設(shè)置有制冷管路電磁閥，在駕駛室不需要制冷時，電磁閥關(guān)閉，切斷通向蒸發(fā)器的制冷回路。駕駛室制熱靠PTC來實現(xiàn)。需要制熱時，熱管理控制器控制PTC加熱器（HVH）工作，控制三通電磁閥WV1的1、2號管路接通，PTC加熱水泵驅(qū)使經(jīng)PTC加熱后的冷卻

液流進(jìn)空調(diào)箱的加熱芯體

，實現(xiàn)供暖。知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析（1）

駕駛室熱管理

駕駛室熱管理主要實現(xiàn)駕駛室的制冷與加熱兩種功能

在H型膨脹閥的前端設(shè)置有制冷管路電磁閥，在駕駛室不需要制冷時，電磁閥關(guān)閉，切斷通向蒸發(fā)器的制冷回路。駕駛室制熱靠PTC來實現(xiàn)。需要制熱時，熱管理控制器控制PTC加熱器（HVH）工作，控制三通電磁閥WV1的1、2號管路接通，PTC加熱水泵驅(qū)使經(jīng)PTC加熱后的冷卻

液流進(jìn)空調(diào)箱的加熱芯體

，實現(xiàn)供暖。知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析（2）

電驅(qū)系統(tǒng)回路熱管理

電機(jī)流出的較高溫度冷卻液通過散熱器與空氣的熱交換降溫

，經(jīng)過降溫的冷卻液再流經(jīng)散熱部件

，達(dá)到冷卻的目的。冷卻液的循環(huán)順序為

，水泵工作吸膨脹水箱的冷卻液加壓流入電機(jī)控制

器/DC/DC→充電機(jī)→

電機(jī)→三通閥→散熱器→三通閥→膨脹水壺→

電動水泵3知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析（3）

電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)回路電池?zé)峁芾砀鶕?jù)不同的工況采用冷卻回路

、加熱回路和電驅(qū)動加熱回路對動力蓄電池進(jìn)行熱管理動力蓄電池冷卻回路知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析動力蓄電池加熱回路PTC電加熱冷卻液流動順序為電動水泵1→PTC加熱器→三通電磁閥WV1→熱交換器→

電動水泵1知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析電驅(qū)動系統(tǒng)冷卻回路對動力蓄電池進(jìn)行加熱。知識準(zhǔn)備2.吉利帝豪EV450熱管理系統(tǒng)控制回路分析（4）熱管理電池回路控制策略1）車輛在交流充電、直流充電、智能充電、行車過程中（包括車速為0）都可以啟動熱管理對動力蓄電池加熱或冷卻。2）在冷卻系統(tǒng)中，BMS根據(jù)單節(jié)電池最高溫度（

下面簡稱電池最高溫度）

發(fā)

送熱管理控制信號

，包括“冷卻”“勻熱”和“關(guān)閉”。3）在加熱系統(tǒng)中

，BMS根據(jù)單節(jié)電池最低溫度（

下面簡稱電池最低溫度）

發(fā)

送熱管理控制信號

，包括“加熱”“勻熱”和“關(guān)閉”。4）快充及慢充：VCU直接轉(zhuǎn)發(fā)BMS的熱管理請求。5）行車：在行車狀態(tài)下

，VCU接收到BMS發(fā)送的加熱需求后

，需要根據(jù)當(dāng)前

電池溫度

、暖風(fēng)狀態(tài)

、車速等條件進(jìn)行再次邏輯判斷

，從而發(fā)送不同熱管理請求至AC控制器。6）車輛處于ON檔電非充電狀態(tài)下時

，

當(dāng)動力蓄電池單體溫度超過上限值55℃,車輛不進(jìn)行動力蓄電池冷卻。7）電池溫度監(jiān)測由BMS完成

，BMS根據(jù)動力蓄電池單體溫度判定動力蓄電池

是否啟動冷卻

，并發(fā)送冷卻請求給VCU，VCU轉(zhuǎn)發(fā)BMS上述信號至ATC空調(diào)控

制器。8）

一般情況下

，壓縮機(jī)和動力蓄電池水泵

、加熱水泵由ATC控制

，風(fēng)扇

、電

驅(qū)水泵由VCU控制

。但是

，

當(dāng)面板給VCU發(fā)送壓縮機(jī)開機(jī)請求和功率請求

，風(fēng)扇

低速運轉(zhuǎn)

。當(dāng)面板給VCU發(fā)送風(fēng)扇高速請求

，VCU控制風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)。知識準(zhǔn)備3.ModelS熱管理系統(tǒng)循環(huán)控制（2）汽車空調(diào)回路分析

制熱路徑：A-PTC（風(fēng)冷PTC）→鼓風(fēng)機(jī)→駕駛室。制

冷路徑：壓縮機(jī)→冷凝器（電子風(fēng)扇）→熱力膨脹閥（打開）→蒸發(fā)器→壓縮機(jī)（3）電池?zé)峁芾砘芈芳訜崧窂剑?/p>

電子水泵→三通閥（左側(cè)關(guān)

，上側(cè)開）→

電子水泵→W-PTC（加熱狀態(tài)）→

電池（電池水冷板）→

四通閥（

左側(cè)和下側(cè)關(guān)閉）→

電子水泵。冷卻路徑：

電子水泵→三通閥（左側(cè)開

，上側(cè)關(guān)）→熱交換器（

與空調(diào)制

冷回路發(fā)生熱交換進(jìn)行冷卻

，

電子膨脹閥處于打開狀態(tài)

，控制流經(jīng)制冷劑流量）→

電子水泵→W-PTC（關(guān)閉狀態(tài)）→

電池（電池水冷板）→

四通閥（左側(cè)和下側(cè)關(guān)閉）→

電子水泵

（4）電機(jī)熱管理回路分析電子水泵→充電機(jī)→

電機(jī)集成減速器及

逆變器→三通閥（左側(cè)開

，下側(cè)關(guān)）→低溫散熱器（電子風(fēng)扇）→

四通閥（上側(cè)和右側(cè)關(guān)

，左側(cè)和下側(cè)開）→

膨脹水壺→

電子水泵

故障診斷檢修實施四

、故障診斷檢修實施1.

驗證癥狀1）

車輛問診

。首先向車主詢問車輛的基本狀況

，車輛在什么時間

、什么工況

下出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

，之前是否出現(xiàn)過類似情況

，在北汽新能源維修服務(wù)系統(tǒng)中調(diào)取

該車的維修維護(hù)記錄。2）

確認(rèn)故障現(xiàn)象

。運用故障再現(xiàn)的方法

，操控車輛上電

，動態(tài)測試車輛

，掛

入D位加大電機(jī)負(fù)荷

，直至使儀表出現(xiàn)“電機(jī)過熱”故障提示

，如圖4-41所示，

風(fēng)扇常轉(zhuǎn)

，檢查車輛此時是否能夠“READY”故障診斷檢修實施1）

故障預(yù)診

。首先檢查冷卻液液位是否正常

，排除冷卻液過少導(dǎo)致冷卻不良。

然后使用北汽新能源專用故障診斷儀讀取故障碼

，如圖4-42所示

，借助診斷儀讀取

故障數(shù)據(jù)

，驅(qū)動系統(tǒng)水泵控制中故障碼

，

系統(tǒng)提示“P184313-水泵電機(jī)開路故障”，

查看相關(guān)數(shù)據(jù)流。2.故障預(yù)診和基本檢查故障診斷檢修實施2）基本檢查。根據(jù)故障碼的提示，進(jìn)行動力系統(tǒng)熱管理控制系統(tǒng)基礎(chǔ)檢查，如圖4-43所示，管路檢查，檢查冷卻液液位、冷卻管路連接、冷卻風(fēng)扇運轉(zhuǎn)狀態(tài)、散熱器無臟污堵塞等

，熱管理系統(tǒng)正常

。插頭檢查

，還應(yīng)檢查控制電路中的熔絲是

否正常

。使用萬用表測量熔絲的端電壓

，熔絲正常

?；緳z查未發(fā)現(xiàn)異常。故障診斷檢修實施3.故障分析（1）

查詢維修手冊查找故障碼

獲取故障發(fā)生的條件和故障碼產(chǎn)生的機(jī)理

，分

析產(chǎn)生的可能原因可能為供電故障、通信故障、線束故障

、水泵故障

、水泵控制模塊

故障

。故障時的數(shù)據(jù)流顯示水泵狀態(tài)為斷路故障

，冷卻液溫度傳感器溫度為24℃,如圖

所示

，初步判斷為水泵控制器及相關(guān)控制電路可能存在故障

，具體再來分

析一下系統(tǒng)控制電路。故障診斷檢修實施（2）

分析電路圖針腳定義電源信號傳感器執(zhí)行器控制器邏輯關(guān)系檢查要點故障診斷檢修實施（3）故障產(chǎn)生的范圍通過預(yù)診斷和分析系統(tǒng)電路圖，確定有可能的故障范圍

故障診斷檢修實施4.診斷排故通過驗證車輛的故障現(xiàn)象和預(yù)診斷故障數(shù)據(jù)分析，可初步判斷該車輛為電驅(qū)動系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)的相關(guān)故障。該車的故障現(xiàn)象和故障碼具有一致性，

根據(jù)故障碼優(yōu)先的排故原則，所以先考慮排查故障碼相關(guān)的故障。依據(jù)效率優(yōu)先的原則梳理檢測思路

，下一步實施檢測診斷。1）

車輛高壓上電正常

，可以正常充電

，初步判斷動力系統(tǒng)功能性正常。2）

診斷儀檢查MCU、BMS模塊通信正常

，模塊的供電電源和通信相關(guān)故障初

步可以排除。3）

冷卻液溫度顯示數(shù)值正常

，冷卻液溫度傳感器狀態(tài)正常。4）

故障檢測的范圍進(jìn)一步縮小至電機(jī)水泵控制器

、水泵及控制電路。故障診斷檢修實施4.診斷排故（2）

診斷流程

故障診