【纯电动汽车热管理系统工作原理及故障诊断5600字（论文）】

纯电动汽车热管理系统工作原理及故障诊断目录TOC\o"1-3"\h\u7952引言 5168781EV450电动汽车热管理系统组成与工作原理 5161811.1驾乘舱热管理 5129701.2电驱动系统热管理 5326711.3动力电池热管理 5100292动力电池智能热管理控制策略 6143172.1动力电池冷却控制策略 65987（1）目标水温控制 63092（2）单体电池最高温度Th控制 6236082.2动力电池PTC加热控制策略 727352（1）目标水温控制 725796（2）单体电池最低温度TL控制 7237562.3动力电池驱动回路加热控制策略 7321922.4冬季低温环境控制策略 742062.4.1低温启动余热加热电池组 814582.4.2低温启动余热加热乘员舱 8133512.5夏季高温环境控制策略 8316073帝豪EV450电动汽车热管理系统 9299963.1PTC加热水泵故障检修 95263.2冷却风扇低速档不运转的故障检修 9293374总结 1011841参考文献 12引言纯电动汽车热管理控制系统的工作质量直接影响汽车行驶里程的长短，是电动汽车的主要控制系统之一。纯电动汽车的热控制系统通常包括电动驱动装置、车轮上的驾驶室和电池的热控制，由于电动汽车的热控制系统由多个部件组成，电动驱动装置和动态电池具有更高的温度控制水平，电动汽车的热系统控制策略对于传统的燃料车来说更为复杂。吉吉特雷霍电动车热控制系统是目前主要电动车中最先进的热控制系统。下面对吉利帝豪EV450电动汽车热管理的组成部分和工作原理、控制策略，结合整体热管理系统，对其维修的基本流程进行了总结。1帝豪EV450电动汽车热管理系统组成与工作原理1.1驾乘舱热管理座舱的热管理如图1所示。冷却系统由一个线圈压缩机、一个并联电流电容器、一个级联蒸发器和一个H型膨胀阀组成。使用的制冷剂是R134a。冷却管路电磁阀位于H型膨胀阀的前端。如果座舱不需要冷却，则关闭电磁阀以切断蒸发器的冷却回路。由于没有发动机，座舱加热通过液压加热和电加热PTC实现。必要时，温度管理控制器控制PTC加热器（HVH）的运行，调节三面电磁阀wv1的1号和2号管的连接，PTC热水泵控制PTC加热的冷却器流入空调箱加热器，实现加热。1.2电驱动系统热管理帝豪EV450电动驱动电机的电磁线圈在工作时会发热，没有冷却，发动机将无法正常工作。为了冷却发动机驱动装置，在发动机外壳内安装冷却液通道，通过冷却液流降低温度，防止发动机驱动过热.当加油机、马达控制器/DCDC整体工作时，IGBT的电气电子元件也会产生大量需要冷却的热量，而且这些部件也因此有冷却液来冷却。通过循环冷却液对电动传动系统进行热控制，用于驱动发动机、汽车充气，机电控制器/DCDC共由三个主要冷却组件组成，包括电动泵，电气传动系统部件、WV2电磁阀、散热器、冷却风扇的冷却液回路，进出口水温传感器和膨胀罐。冷却液的流动顺序为电动水泵3——电机控制器/DCDC总成——车载充电机——驱动电机——三通电磁阀WV2——散热器，电机控制器/DCDC总成出入口分别安装有两个温度传感器，对电驱动系统温度进行精确控制。1.3动力电池热管理在不同的工作条件下，采用冷却回路、加热回路和电驱动回路对电池进行热管理。集成热交换模块将动力电池的冷却循环引入座舱冷却系统，以冷却动力电池。如果需要启动冷却系统以冷却蓄电池，则根据蓄电池进出口处的监测水温和单个蓄电池的温度，控制热管理控制装置以打开热交换器的电磁阀，并启动电动空调压缩机进行冷却循环。此时，热交换器中的冷却液循环相当于蒸发器。同时，热管理控制器控制三面电磁阀wv3的5号和7号管道的连接，电动水泵2的运行支持电池冷却器流入热交换器并将热量传递到冷却系统。温度计根据动力电池的温度变化调节冷却功率和水泵的转速，精确控制动力电池的温度。2动力电池智能热管理控制策略2.1动力电池冷却控制策略吉利帝豪EV450动力电池冷却时，BMS在单个电池达到最高温度后发送热管理控制信号，并发送三种类型的信号：目标水温、进出水温和水温的温度畸变。电池冷却包括“冷却”、“均匀加热”和“关闭”。平稳加热是指冷却系统不工作，冷却液和蓄电池之间的温差用于蓄电池的持续冷却。2.1.1目标水温控制吉利帝豪EV450能源电池冷却水温为22℃，Anonc8451；。如果输入的水温大于22，8451；“BMS发送一个“冷却”控制信号，启动冷却系统以冷却能量电池；如果水温低于10'//8451；，BMS发送一个“均匀”的热量信号，能量电池冷却保持当前状态（相同的热量或冷却）是啊。如果根据水温关闭能量电池，则单个电池应≤10℃；否则BMS记录故障，并发送故障报警。2.1.2单体电池最高温度Th控制当电池的最高温度为t≥55°C时，车辆不能用高压电流通电，车辆处于ON模式，在不启动电池冷却的情况下，BMS在电池的高温下发出故障信号。当元素Th<55°C和SOC的最高温度超过阈值时，BMS根据电池工作模式发送动态电池冷却信号.在放电模式或单体电池慢充模式下，最高温度≥38°C，打开电池冷却回路；电池最高温度≤32°C，电池冷却回路关闭。在单体快速充电模式下，最大温度≥32°C，打开电池冷却回路；电池最高温度≤28°C时，电池冷却回路关闭。在动态元件冷却系统打开后，BMS跟踪单体电池的平均温度TAVG≥25°C）以及冷却液温度与单体电池最大温度之间的温度差ΔT≥14°C的温度下，制冷系统停止工作，并且动态电池进入“匀热”模式，继续用冷却液在低温下冷却电池。如果电池的最高温度保持在10分钟，“匀热”关闭，重新启动冷却系统冷却电池。2.2动力电池PTC加热控制策略如果帝豪EV450动力电池需要加热，BMS会根据单个电池的最低温度以及目标水温、进出水温和温度传感器发送热管理控制信号。电池的电源包括“加热”、“匀热”和“关闭”。“匀热”是指PTC电加热器不工作，并利用冷却液和蓄电池之间的温差持续加热蓄电池的情况。2.2.1目标水温控制帝豪EV450电池加热水温为40℃；。在启动运行中的蓄电池储能加热器之前，蓄电池温度不得低于-30℃；；在快速充电和慢速充电模式下开始加热动力电池之前，动力电池的单体温度不得低于-20℃；。2.2.2单体电池最低温度TL控制（1）放电模式，TL≤-18°C单体电池组最低温度，启动电池加热系统；在TL≥8°C电池的最低温度下，PTC电池预热系统停止工作。（2）当单个电池的最大电压≤4148V，<TL≤20°C时，电池的PTC预热系统以加速充电模式启动；当单个电池的最大电压≥4148V时，<TL≤5°C的PTC加热系统电池。L≥7°C电池的PTC加热系统停止工作。（3）PTC电池预热系统，在-20°C<TL≤1°C时，以慢速加注模式运行；在TL≥20°C电池温度下，电池加热系统停止工作。（4）启动电源电池加热后，如果单电池温度变化≥12°C，冷却水温度和电池最大温度压力≥14°C，PTC电池关闭，泵继续工作，打开“均匀热量”。如果电池的最高温度保持在10分钟内，“平均热量”关闭，重新启动系统加热的PTC电池。2.3动力电池驱动回路加热控制策略如果需要加热电源元件，并且电池的最低温度低于-10°C，热管理系统打开PTC电路加热动态电池元素；当能量元件需要加热和-10°C<TL≤15°C时，热控制系统关闭PTC加热器回路，打开电传动系统回路加热电池；在TL≥20°C的温度下，切断电动传动链的电池被加热。2.4冬季低温环境控制策略冬季低温时，蓄电池充电电流低，导致充电时间长，严重影响充电功率。在极低的温度条件下，帝豪EV450甚至无法启动，因此在充电或启动之前必须对电池进行预热。即使在冬季的低温环境下，客室也需要加热以提高乘客的舒适度。在冬季低温环境下，车辆热管理主要包括两种热处理方式：蓄电池预热和客室加热。主要运行模式包括低温蓄电池系统单独预热、低温、低速发动机热组、低温发动机热组客厢低温发动机余热（前端加热器）冷却、热泵加热、，PTC散热器加热乘客舱和其他模式。在对整车进行低温充电或调试之前，PTC加热器几乎是用来单独对蓄电池进行加热的，即低温蓄电池系统是用来利用电废热对客室和蓄电池进行加热的。连接空调和PTC加热器可节省车辆电能，有助于降低整车能耗，提高整车里程性能。以下重点介绍发动机余热处理的工作方法。2.4.1低温启动余热加热电池组冬季环境温度较低，蓄电池系统无法在大电流下放电，车辆起动速度和车辆子系统中的工作条件将受到严重影响。因此，有必要提高电池组的内部温度，以实现大电流放电，并确保电池处于相应的温度范围内。由于驱动发动机和DC-DC转换器在起动整个车辆时总是产生废热，因此这部分废热可用于单独加热蓄电池系统。在控制线路中，驱动电机、直流变换器和电池组通过阀门和管接头作为标准连接，形成一个电路。驱动发动机和直流变换器产生的废热总是加热电路中的冷却器，从而使电池组获得热量供应。这样，避免了PTC直接加热，降低了能耗，提高了车辆性能。2.4.2低温启动余热加热乘员舱在低温环境下，整车正常行驶后，蓄电池的热量由其自身的热量输出以及驱动发动机和直流变换器的余热来保证。在适当的温度范围内，在整个车辆连续运行的情况下，在一段时间内，发动机和直流变换器产生的废热会突破蓄电池系统的热边界。此时，热管理系统中会产生多余的热量。多余的热量可用于直接加热乘客舱，以满足乘客的舒适性要求。传统的客室加热方式是采用直接PTC加热方式，会消耗大量电能。然而，利用发动机和直流变换器产生的废热将热量输送到乘客舱将大大降低蓄电池的电能消耗，从而节省大量电能。如果乘客席需要来自连接到系统的PTC加热器的更多热量，也可以相应地打开PTC加热器，以进一步改善相应区域所需热量的供应。驱动电机余热产生的热冷却水通过四通阀，四通阀的接头a和D相互连接；阀门4的接头B和C打开，接头a关闭；关闭双向阀2和三通阀5的连接；在水泵1的影响下，冷却液通过PTC，三面阀1的连接关闭，连接B和C打开并进入热交换器的暖风、通风与空调系统模块；端口a三面阀6关闭，接头B和C打开，冷却液在水泵2的影响下返回驱动发动机和DC转换器，从而形成整个循环。在此循环中，DC/DC和发动机产生的余热加热冷却器，并通过管道直接循环进入HVAC总成的热交换器。在风机的影响下，可以将热空气吹入客室，满足乘客的取暖需求。如有必要，也可以相应地打开PTC散热器，以进一步增加相应区域所需的热量。2.5夏季高温环境控制策略在夏季环境温度较高时，帝豪EV450必须打开空调系统。在正常驾驶过程中，蓄电池系统、驱动发动机和直流变换器产生的热量将超过其自身的要求。同时，必须对整个车辆热管理系统进行冷却。前部低温装置分别用于冷却驱动发动机和直流变流器，空调用于冷却乘客舱和蓄电池组。驱动引擎、DC-DC转换器和前端设备构成一个串行冷却开关。散热器风扇根据温度实时调整风扇转速，以确保驱动发动机和直流变换器快速散热。空调系统的冷却采用并联并联模式。制冷剂从压缩机排出后形成高温高压气体，通过电磁阀到达电容器，在电容器的作用下成为中温高压液体，电容器在气体转换和热量输出中起作用。中温高压液体通过两个电磁阀并联分路同时运行。两个分支在膨胀阀减压和功率限制的影响下，这两条支管进入暖风、通风与空调系统的蒸发器和热交换模块中的蒸发器。制冷剂迅速从液体蒸发为气体，并吸收大量热量，导致蒸发器周围的温度迅速降低。风扇可根据操作或自动控制来调整设备，以实现实时冷却。在这里，阀门可以控制两个旁通流的冷却液流量，以确保冷需求的优先级。最后，二次流通过电磁阀返回压缩机，整个过程形成一个冷却回路系统，其中蓄电池与乘客舱平行连接。3帝豪EV450电动汽车热管理系统故障案例分析3.1PTC加热水泵故障检修PTC热水泵的故障会导致空调系统的加热效果不佳、动力蓄电池的温度缓慢升高以及蓄电池在低温下的低功耗。①用故障诊断仪读取A/C空调控制器故障码，若有按故障代码检查；②检查PTC加热水泵保险丝EF13是否熔断，若熔断，检查线路无短路并更换保险丝。③检查PTC加热水泵供电是否正常，断开PTC加热水泵连接器CA72，将启动开关打至ON档，测量CA72的3号端子与搭铁电压应为11-14V。④检查PTC加热水泵搭铁是否正常，关闭启动开关，测量CA72的1号端子与搭铁电阻应小于1Ω。⑤检查PTC电加热水泵与A/C控制器之间的控制线束。断开A/C控制器连接器IP80，测量CA72的2号端子与IP80的8号端子电阻应小于1Ω。⑥更换PTC加热水泵。⑦更换A/C控制器。3.2冷却风扇低速档不运转的故障检修帝豪EV450电力驱动的散热器和气候冷却的冷凝器基于两个冷却风扇进行强制散热。两个风扇的高速和低速由VCU通过低速继电器和高速继电器控制。如果冷却风扇不工作，则会导致发动机和架空接触线温度过高、冷却系统压力高、冷却效果差以及其他干扰。EV450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，若冷却风扇不运转将导致驱动电机、车载充电机温度过高，制冷系统高压压力偏高、制冷效果变差等故障。①用故障诊断仪读取A/C空调控制器故障码，若有按故障代码检查；②检查整车控制器VCU保险丝EF09、SF08是否熔断，若熔断，检查线路无短路并更换保险丝。③检查冷却风扇电源供电是否正常，关闭启动开关，断开冷却风扇1连接器CA30b，将启动开关打至ON档，测量CA30b的1号端子与搭铁电压应为11-14V。④检查冷却风扇搭铁是否正常，关闭启动开关，测量CA30b的3号端子与搭铁电阻应小于1Ω。⑤检查冷却风扇低速继电器ER1