新能源汽车故障诊断与排除课件：08项目八 冷却风扇不工作故障诊断与排除

冷却风扇不工作故障诊断与排除项目八2一、情境导入目录二、项目布置三、教学目标四、背景知识五、项目实施六、项目考核七、项目总结3一、情境导入吉利帝豪EV450纯电动汽车，踩踏油门踏板无动力，组合仪表电机及电机控制器故障警告灯与功率限制指示灯亮起。4一、情境导入故障现象分析5一、情境导入故障现象分析6二、项目布置任务一：

阐述热管理系统的组成结构及工作原理。7二、项目布置任务二：掌握热管理系统的控制策略？8二、项目布置任务三：吉利帝豪EV450纯电动汽车，踩踏油门踏板无动力，组合仪表电机及电机控制器故障警告灯与功率限制指示灯亮起。9知识目标熟悉热管理系统的组成结构；掌握热管理系统的控制策略；掌握冷却风扇工作条件；能力目标掌握冷却风扇不工作故障现象分析；制定冷却风扇不工作故障诊断流程；掌握冷却风扇不工作故障诊断与排除；素质目标严格执行高压下电标准操作规范；养成总结训练成果，培养团队协作精神；严格执行5S标准。三、教学目标10四、背景知识1、热管理系统功能介绍4.1热管理系统认知整车热管理系统分为三个部分：分为乘员舱回路的热管理，电池系统回路的热管理以及控制动力系统回路热管理。11四、背景知识1、热管理系统功能介绍4.1热管理系统认知动力冷却系统的作用是对电池、电机、控制器及充电机等车辆关键部件进行冷却或加热，使其保持在适当工作温度范围内。12四、背景知识1、热管理系统功能介绍4.1热管理系统认知整车热管理系统包括一个空调制冷回路（R-134a）和两个冷却液回路（水和乙二醇）。制冷回路有两个蒸发器，乘员舱制冷，一个在Chiller中给动力电池降温。两个冷却液回路分别是动力电池、电驱动系统冷却液回路和PTC加热器制热回路。13四、背景知识2、乘员舱热管理4.1热管理系统认知乘员舱热管理和传统车一样，包括空调制冷与制热。不同的是，由于没有发动机，制冷系统电动空调压缩机制冷，制热系统采用PTC电加热实现。14四、背景知识2、乘员舱热管理4.1热管理系统认知乘员舱制冷与采暖系统部件位置。15四、背景知识4.1热管理系统认知1）制冷系统工作原理2、乘员舱热管理16四、背景知识4.1热管理系统认知2）制热系统工作原理2、乘员舱热管理17四、背景知识4.1热管理系统认知

3）冷却风扇控制策略空调系统控制电子风扇分为中速和高速两种状态;①当压缩机工作时，AC给整车控制器发风扇中速请求信号，电子风扇中速转;②当压力开关的中压接通时，AC给整车控制器发送风扇高速请求信号，电子风扇高速转;③整车充电OFF状态时，当压力开关的中压接通，电子风扇高速请求后，系统压力降低，中压未接通开始计时，延时3分钟再发送电子风扇中速请求。(延时过程如中压再次接通，则保持高速请求，待中压未接通后再重新计时)2、乘员舱热管理18四、背景知识3、电驱动系统热管理4.1热管理系统认知电驱动系统热管理组成结构主要由电机控制器、车载充电机(如配备)、驱动电机、冷却水泵、膨胀罐、散热器、散热器风扇、整车控制器组成。19四、背景知识4.1热管理系统认知电驱动系统热管理作用就是通过冷却液循环散热为驱动电机、车载充电机(如配备)、电机控制器这三大部件进行散热。3、电驱动系统热管理20四、背景知识4.1热管理系统认知电驱系统热管理散热部件的进水顺序为散热器出水-电机控制器/DCDC-充电机--电机，电机流出的较高温度冷却液通过散热器与空气的热交换降温，经过降温的冷却液再流经散热部件，达到冷却的目的。3、电驱动系统热管理21四、背景知识4.1热管理系统认知3、电驱动系统热管理电驱动热管理系统控制电气原理图22四、背景知识4.1热管理系统认知3、电驱动系统热管理电驱动热管理系统控制电气原理图23四、背景知识4.1热管理系统认知3、电驱动系统热管理电驱动热管理系统冷却风扇（与冷凝器共用）控制电路图。24四、背景知识4.1热管理系统认知电驱动热管理系统冷却水泵电路图3、电驱动系统热管理25四、背景知识4、动力电池系统热管理4.1热管理系统认知

动力电池系统热管理是负责对动力电池进行冷却和加热，确保动力电池在最佳的温度范围内工作。26四、背景知识4.1热管理系统认知动力电池组采用热管理的作用是：通过对动力电池组冷却或加热，保持动力电池组较佳的工作温度，以改善其运行效率并提高电池组的寿命。4、动力电池系统热管理27四、背景知识4.1热管理系统认知动力电池管理系统冷却回路动力电池热管理冷却回路如图所示，包括电动压缩机、冷凝器、Chiller、电子膨胀阀、冷却电磁阀、电池水泵Pump2、三通电磁阀WV3等。4、动力电池系统热管理28四、背景知识4.1热管理系统认知动力电池管理系统冷却回路4、动力电池系统热管理29四、背景知识4.1热管理系统认知动力电池管理系统冷却回路当动力电池管理系统监测单体电池超过限值，需要启动制冷系统对动力电池进行降温时，热管理控制器控制冷却电磁阀打开，启动电动空调压缩机进行制冷。随时根据动力电池温度状态的变化调节制冷量和水泵的转速，精确控制动力电池的温度。4、动力电池系统热管理30四、背景知识4.1热管理系统认知当电池有加热需求时(电池最低温度低于-10°C，且暖风开启)，PTC启动，同样电池回路通过Chiller集成在一起的换热器与PTC回路进行换热。4、动力电池系统热管理31四、背景知识4.1热管理系统认知当动力电池加热回路中冷却液温度高膨胀时，可通过一个单向阀由1号管路流进电驱动回路膨胀罐。当温度低时，由电驱动回路经三通电磁阀流回动力电池回路，确保动力电池回路中的冷却液稳定流动。4、动力电池系统热管理32四、背景知识4.1热管理系统认知4、动力电池系统热管理33四、背景知识4.1热管理系统认知为了降低动力电池加热的电耗，EV450将电驱动冷却系统与动力电池加热回路结合，充分利用电驱动的热量给动力电池加热，4、动力电池系统热管理34四、背景知识4、动力电池系统热管理4.1热管理系统认知当电池有加热需求时（电池最低温度高于-10℃），热管理控制器控制PTC不启动，三通电磁阀WV2的1、3管路接通、WV3的5、6管路接通，动力电池回路与电驱动冷却回路相通，启动电驱水泵Pump3和电池水泵Pump3，促使电驱动回路的高温冷动液流向动力电池，对动力电池进行加热，同时利用电池回路的低温冷却液对电驱动系统冷却。35四、背景知识4.1热管理系统认知4、动力电池系统热管理36四、背景知识1、电驱动系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑37四、背景知识1、电驱动系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑1）车辆在行驶工况的冷却充电机:充电机不工作，VCU通过从CAN上接受电机控制器进水温度模拟值，判断系统热负荷情况。电机控制器和电机:根据不同温度点，调节水泵开闭、风扇档位。这两个冷却部件工作状态，以保证电机和电机控制器工作在适合的温度下。水泵控制:当整车Ready后,VCU判断电机控制器和OBC上报温度值，取高者对应的占空比，开启对水泵控制的需求信号。风扇控制:当整车Ready后，VCU判断电机控制器和OBC上报温度值，取高者按下表执行风扇控制。当整车Ready后,VCU同时监控车速信号,按下表执行风扇控制。38四、背景知识1、电驱动系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑2）充电工况的冷却充电机:根据不同温度点，调节水泵开闭、风扇档位这两个冷却部件工作状态，以保证充电机工作在适合的温度下。PEU和电机:充电机不工作，VCU通过从CAN上接受充电机液路温度信号，判断系统热负荷情况。水泵控制:当VCU采集到充电机处于工作状态信号后，VCU接收OBC温度信息，对应的占空比开启对水泵控制的需求信号。风扇控制:.当VCU采集到充电机处于工作状态信号后，VCU接收OBC温度信息控制风扇的档位，具体如下表:39四、背景知识1、电驱动系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑3）其他工况的冷却:整车行驶或充电结束后，VCU需要对水泵、冷却风扇延迟工作状态进行控制，避免短时间内系统某个区域有较大温升出现。当VCU判断充电机进水温度和电机控制器虚拟温度出现故障时，整个系统进入故障模式，VCU限制整车功率，并保持上一个工况水泵和风扇状态。当VCU采集到行驶工况结束后，PEU入水口温度超过60°C,水泵延迟10S,风扇延迟10S。行驶模式下:VCU采集到OBC和PEU任一模块报高温故障，则切换到故障模式。充电模式下:VCU采集到OBC高温故障,则切换至故障模式。40四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池系统热管理控制策略总体要求1)车辆在交流充电，直流充电，智能充电，行车过程中（包括车速为0）都可以启动热管理对动力电池加热或冷却。2)进行动力电池冷却时，BMS根据单节电池最高温度（下面简称电池最高温度）发送热管理控制信号，包括“冷却”、“匀热”和“关闭”三种模式。3)对动力电池进行加热时，BMS根据单节电池最低温度（下面简称电池最高温度）发送热管理控制信号，包括“加热”、“匀热”和“关闭”三种模式。4)动力电池进行快充及慢充时，VCU直接转发BMS的热管理请求。5)行车状态下，VCU接收到BMS发送的加热需求后，需要根据当前电池温度、暖风状态、车速等条件进行再次逻辑判断，从而发送不同热管理请求至AC控制器（热管理控制器）41四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池系统热管理控制策略总体要求6)车辆处于ON档非充电状态下时，当动力电池单体温度超过上限值55度，车辆不进行动力电池冷却。7)动力电池温度监测由BMS完成，BMS根据动力电池单体温度判定动力电池是否启动冷却，并发送冷却请求给VCU，VCU转发BMS上述信号至AC控制器（热管理控制器）。8)一般情况下，压缩机和动力电池水泵、PTC加热水泵由AC控制器（热管理控制器），冷却风扇、电驱水泵由VCU控制。但是，当空调面板有给VCU发送压缩机开机请求和功率请求时，风扇做低速运转。当空调面板给VCU发送风扇高速请求，VCU控制风扇高速运转。42四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池冷却系统控制策略43四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池冷却系统控制策略当BMS输入电池冷却请求时，管理控制器控制电池冷却工作,各部件工作状态如下:电池冷却水泵(WP2)，接收到的电池热管理对流量的需求信号来控制相应流量，控制信号通过PWM线到水泵，如流量信号丢失，进入固定75%转速状态;集成模块.上的电池冷却电磁阀打开，压缩机开启，转速根据电池进水口温度计算并进行控制;备注:电池进水口温度不能<7°C,当出现此情况时,调节WV2水阀的位置状态，保证进水口温度27°C，电池冷却结束,水泵需延时3min关闭。44四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑空调系统控制电子风扇分为中速和高速两种状态;当压缩机工作时，AC给GW发风扇中速请求信号，50即代表电子风扇中速转;②当压力开关的中压接通时，AC给GW发送风扇高速请求信号，100即电子风扇高速转;③整车充电OFF状态时，以上①②信息通过LIN网发送。当压力开关的中压接通，电子风扇高速请求后，系统压力降低，中压未接通开始计时，延时3分钟再发送电子风扇中速请求。(延时过程如中压再次接通，则保持高速请求，待中压未接通后再重新计时)45四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池加热系统控制策略当动力电池单体温度过低，可以启动PTC给动力电池加热的功能。46四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池加热系统控制策略行车过程电机加热功能:车辆在行车过程中检测电池最低点温度低于电机回路水温，此时将电机回路热水引入到电池回路，给电池加热。47四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池加热系统控制策略前提条件:电池本体温度达到低温”下线值，BMS处于工作状态且高压系统及空调系统正常。参数PTC电池加热➢加热水温要求(40+3)°C➢水泵流量要求:占空比90%(TBD)➢电池温度测量误差+1°C,水温测量误差+1°C➢开启加热条件:检测电池最低点温度Tcells-18°C(标定值)➢关闭加热条件:检测电池最低点温度Tcell2-8°C(标定值)48四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池加热系统控制策略参数行车电机回路加热给电池加热➢加热水温要求:≤60°C.➢水泵流量要求:占空比90%(TBD)➢开启加热条件:检测电池最低点温度-10°C<Tcells15°C。(标定值)➢关闭加热条件:检测电池最低点温度Tell220C。(标定值)●电磁阀默认状态➢三通电磁阀①⑥处于开启状态，②关闭;➢三通电磁阀①②处于开启状态，③关闭:➢三通电磁阀⑤⑦处于开启状态，⑥关闭;49四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池冷却系统控制策略BMS:前提条件:BMS判断车辆处于行车状态。BMS判断电池电芯单体最低温度TcellMin:当BMS无加热请求时，TcellMin≤kToff5(15°C)，BMS发送加热请求,当BMS有加热请求时,TcellMin≥kTon5(18°C)，BMS停止发送加热请求。50四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池冷却系统控制策略ATC:ATC接收到加热请求后,做如下判断:如果接收到VCU加热信号是采用电机回路给电池加热信号，开启电池回路水泵,水泵占空比90%，同时ATC控制电机回路3通阀(WV2)①③阀门开启、关闭②阀门,控制(WV3)三通阀①③接通、关闭②阀门，接通后把电机回路热水接入电池回路给电池加热。51四、背景知识2、动力电池系统热管理控制策略4.2热管理系统控制逻辑动力电池冷却系统控制策略无热管理需求时，AC控制三通阀恢复为默认状态，将电池回路从电机回路分开。如果接收到VCU加热信号是采用PTC给电池加热信号，优先保证驾驶室内温度达到设定值20C(标定值)后，开启电池回路水泵，水泵占空比90%(标定值)，同时ATC控制三通电磁阀WV1①⑩回路开度为5%-20%(标定值，WV2和WV3处于默认状态。注:ATC接收到BMS发送的热管理请求信号不做处理，只响应VCU转发信号。52EV450电驱动系统散热器与空调制冷系统冷凝器依靠两个冷却风扇强制散热。两个风扇分别由VCU通过一个低速档继电器和一个高速档继电器控制高低速控制，若冷却风扇不运转将导致电机、充电机温度过高，制冷压力偏高、制冷效果变差等故障。四、背景知识4.2冷却风扇不工作检修1、冷却风扇低速档不运转的故障检修53四、背景知识4.2冷却风扇不工作检修1、冷却风扇低速档不运转的故障检修54四、背景知识4.2冷却风扇不工作检修1、冷却风扇低速档不运转的故障检修55四、背景知识4.2冷却风扇不工作检修1、冷却风扇低速档不运转的故障检修56五、项目实施5.1记录车辆信息整车型号

VIN

电机型号

电池容量

工作电压

里程表读数57五、项目实施5.2本故障现象确认作业项目作业内容故障现象

读取故障代码故障代码故障含义

记录主要数据流数据流内容

分析故障范围58五、项目实施5.3制订故障检测计划检测计划步骤检测内容1234