《新能源汽车电机及控制系统检修》 课件 3-2 检修电驱动热管理系统

能力模块三

驱动电机控制系统检修任务二

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目录0102030405电驱动热管理的意义电驱动系统温度的获取方法常用电驱动系统冷却方式纯电动汽车、混合动力汽车的热管理系统任务实施学习目标知识目标1.了解电驱动热管理的意义。2.了解电驱动系统温度的获取方法。3.掌握常用的电驱动系统冷却方式。1.掌握电机及控制系统的热管理系统的组成。2.掌握电机温度传感器及旋变温度传感器的测量。3.掌握电机及控制系统温度高的控制策略以及检修方法。4.掌握失效部件的检查与更换。1.认真严谨，积极主动。安全生产，文明施工。2.获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决问题的方法，形成创新意识。3.严格执行各项规章制度及6S现场管理，培养精益求精的工匠精神。技能目标素养目标任务引入Tasktointroduce随着我国新能源汽车的蓬勃发展和消费者需求的不断升级，永磁同步电机被众多新能源汽车企业优先选择作为驱动源。因车辆在低速高扭下，电机的温升非常快，当永磁体温度超过160℃时就会产生磁退现象，影响电机的性能，因此使用永磁同步电机的新能源汽车需要一个相当完善的热管理系统来保证车辆的安全运行。01电驱动热管理的意义电驱动热管理的意义电动汽车电机冷却系统工作过程电驱动热管理的意义作用在驱动电动汽车行驶过程中，电驱动系统将电池包的电能转化成电机转动的动能，而在能量转化的过程中，损失的能量（比如绕组产生的热量、各种机械部件摩擦产生的热量）将以热能的形式表现出来，这些热量将导致电驱动系统部件的温度升高，继而直接影响部件自身的使用性能和寿命。结论电驱动系统是电动汽车的核心部件之一，驱动电机的性能直接影响到汽车的动力、效率、舒适度等性能。高效可靠的电驱动热管理系统，确保电驱动的各个部件在使用工况下维持在适宜的温度范围内，以此提高驱动电机、发电机和控制器等部件的使用效率和寿命。02电驱动系统温度的获取方法1电驱动系统温度的获取方法通过温度传感器采样布置多个传感器增加了硬件失效风险、成本提高、工艺更复杂、某些位置无法布置传感器（如电机转子）。此外，传感器直接测量的温度不代表该部件最热点的温度，因此并不能很好地起到保护作用。软件逻辑简单，无需建模标定缺点优点驱动电机系统的主要产热源为其功率晶体管，它通常与一个铝散热片相连接，由铝散热片将晶体管产生的热传递给变频器冷却系统。变频器会自带温度传感器，进行温度监控以防止出现过热情况。变频器的温度传感器可以安装在如电路板或晶体管组件等变频器元件上，或直接安装在变频器的冷却系统介质（空气或液体冷却液）中。2通过模型计算电驱动系统温度的获取方法总结：这种方法的优点是硬件失效风险小，缺点是软件逻辑复杂，标定难度大。热模型示意图03常见的电驱动系统冷却方法YONGCITONGBUDIANJIDEFENLEI常见的电驱动系统冷却方法02水冷03油冷01风冷

冷却原理：将变频器散热片的冷却叶片置于通风管道处或电动风扇出风口处，使其被管道或出风口吹入或抽入的风冷却。风冷式变频器通常被设计用来产生适度动力、主要作为汽车发动机的辅助动力的轻度混合动力汽车的驱动电机系统，可以通过风冷方式对其进行降温处理。

风冷这一方式的优点：结构简单，不需要设计独立的冷却零件，维护方便，并且成本低；但冷却效果较差。大多数本田思域混合动力汽车的所有主要高压部件都采用风冷，所以其风冷式变频器与风冷式的动力电池组和DC-DC转换器一起，都装在汽车后座后。4风冷系统5散热器（安装于变频器组件内）123出风口冷风进风口进风管道冷却风扇常见的电驱动系统冷却方法02水冷03油冷01风冷

水冷式变频器的冷却原理：冷却液从散热器泵入变频器内部，但不接触变频器的工作部件。散热设备将变频器部件产生的热能传递给冷却液。然后冷却液流回到散热器，在冷却风扇的帮助下，散热器将热能传递到周围空气中。

常见的电驱动系统冷却方法02水冷03油冷01风冷散热器膨胀水箱冷却风机4水冷系统回路5冷却液软管123电子水泵穿过变频器的内部冷却管道6常见的电驱动系统冷却方法02水冷03油冷01风冷水冷无法直接冷却热源，绕组处的热量需经过槽内绝缘层、电机定子才能传递至外壳被水带走，传递路径长，散热效率低，且各部件之间的配合公差更是影响了传递路径的热阻大小。水冷缺陷液体具有更高的比热，并且可以根据需要主动调节系统温度，因此液冷具有更好的稳定性。对于电动汽车的驱动电机和控制器等元件，采用液冷可以迅速带走热量，实现温度的快速降低，保证电机和控制器的使用效率和寿命。现阶段水冷技术是主流的散热方式，国内自主品牌主要采用冷却液作为介质，如比亚迪、蔚来、北汽新能源和吉利等。水冷优势常见的电驱动系统冷却方法02水冷03油冷01风冷与冷却液相比，油冷电机的体积更小，使得前机舱更为紧凑，雷克萨斯RX450h和三菱PHEV的前驱动电机和发电机采用的即为油冷的技术，但其控制器仍是采用冷却液冷却。04纯电动汽车、混合动力汽车的热管理系统纯电动汽车的热管理系统电机和电机控制器热管理系统总结：纯电动车辆没有发动机，因此为了驱动电机和控制器散热，沿用原车散热器及膨胀水箱，采用电动水泵，全新设计水管。比亚迪e5采用电子水泵冷却循环系统、双散热风扇，冷却电子水泵安装在电机前部。冷却系统由主控制器进行控制，通过对水温传感器的检测，并且参考空调请求状态共同决定对冷却风扇和冷凝风扇的控制，确保各系统在正常温度下工作。纯电动汽车的热管理系统1散热器10发动机油冷却液热交换器2电动冷却液泵（80W）11增程器（W20发动机）3电机控制器EME12冷却液温度传感器4电机13内燃机补液罐5车载充电器KLE14节温器6增程电机控制器REME15用于增程器的冷却液制冷剂热交换器7增程电机16该区域仅限于带有增程器8机械冷却液泵17高压驱动组件补液罐9用于增程器冷却总成（冷却液制冷剂热交换器）的附加电风扇18用于散热器的电子风扇宝马i3驱动组件冷却系统混合动力汽车的热管理系统混合动力电机热管理系统4混合动力电机热管理系统5变速箱外壳123电机冷却水道散热器节温器电机6定子支架混合动力汽车的热管理系统电机控制器热管理示意图总结：混合动力车辆的电机控制器热管理有两种方式：一种是连接在发动机冷却系统；一种是自身带有电子水泵。其原理为根据电机控制器的冷却请求，以优化的需求量和消耗量控制电动冷却液泵和电动风扇。通过根据需求控制电动风扇和电动冷却液泵，避免可能有损电子装置使用寿命的剧烈温度波动以及省电地进行冷却。07任务实施PracticalTraining任务准备一、设备及工具准备序号设备及工具名称数量1秦EV1套2数字万用表1套3个人防护套装2套4一体化量工具1套5接线盒若干6车外三件套1套序号设备及工具名称数量7秦EV1套8大力钳1个9道通解码仪1个10旋柄1个11量杯1个12冷却液1瓶13举升机1台任务准备二、场地设备准备

任务实施前需要做好场地防护准备以及检查实训场地和设备设施是否及存在安全隐患，如不正常需及时汇报老师，进行处理后方可实施任务。任务准备三、安全要求及注意事项电机及控制系统出现过热指示灯时，禁止拧开冷却液的补偿水壶盖；禁止触碰任何带安全警示标的部件；禁止触摸所有橙色的线束；在车辆高压电情况下，禁止检修电机及控制系统；拔掉低压插头时需提前断开蓄电池负极；321456更换冷却液时，汽车底盘下方工作需要戴安全帽。实训步骤实训一：比亚迪秦EV冷却系统水路的识别1.打开前舱盖，识别冷却系统各部件以及舱内位置：副水箱总成、循环水管、散热系统总成、电机水泵、充配电总成、电机控制器、电机。2.识别比亚迪秦EV水冷却系统循环回路，并完成回路图绘制。实训步骤实训二：电机水泵的检修1.打开前舱盖，找到电机水泵，位于前舱底部电机正前方的位置，固定在电机部件上。2.车辆下电，使用套筒松开蓄电池螺丝，断开蓄电池负极。3.按住卡扣，拔下电机水泵低压插接器。实训步骤4.万用表打欧姆档，表笔分别搭在电机水泵插座针脚，测量电机水泵电阻值。正常值为几千欧姆。如果测得电阻为0欧姆说明电机水泵短路，如果测得数值无穷大，说明电机水泵内部断路，需要更换水泵。5.连接蓄电池负极，车辆上电，万用表打直流电压档，红黑表笔分别插入电机低压插接器的B43/1号脚和B43/3号脚。测得电机水泵对地电压，正常值范围11-14V。水泵检修完成。实训二：电机水泵的检修实训二：电机水泵的检修实训步骤实训三：电机驱动系统冷却系统的检修1.打开前舱盖，检查冷却液液面刻度线，是否位于最大（max)与最小（min)刻度线之间，若低于最小（min)刻度线则需要加注冷却液。2.冷却液作用：可以使得动力系统部件维持在正常温度，防冻，防沸腾和防腐蚀的作用，正常情况车辆行驶40000公里左右进行更换车辆冷却液。3.识别冷却回路接口：副水箱出水口，充配电回液口，充配电出水口与进水口，散热水箱进水口与补充口，电机控制器出水口与进水口等。实训步骤实训三：电机驱动系统冷却系统的检修4.车辆上电，连接VCI，打开解码仪，进入整车控制器，读取数据流。查看水温报警与水温值。5.检查前驱动电机控制器，读取数据流，查看IGBT温度，IPM温度，散热器温度是否在参考值范围内。6.检查车载充电器，读取数据流，查看内部温度。实训步骤7.检查电机水泵有无泄漏，是否存在异响。检查水泵线束是否老化，破损等情况，若有则需要进行相应维修。8.检查散热器，若散热片上有杂物堆积，使用清洗剂进行清洗，严禁使用压缩空气吹散热片，否则会造成散热片损坏，导致车辆散热不良。实训三：电机驱动系统冷却系统的检修实训步骤1.车辆下电，打开前舱盖，断开蓄电池负极，旋开驱动系统副水箱（储液壶）盖。2.举升车辆，将车升至合适的高度落锁，使用撬批（一字刀）撬松车底下护板卡扣，直接拆除卡扣。实训四：电机驱动系统冷却液的更换实训步骤3.使用刺轮扳手，套筒，十字刀工具松开下护板螺栓，取下车底下护板。4.继续使用刺轮扳手，套筒工具拆靠前方下护板。实训四：电机驱动系统冷却液的更换实训步骤5.使用大力钳夹住底部散热水管，减缓流出的水流，防止液体外溅。6.使用鲤鱼钳夹住卡簧，缓慢取下水管端口卡簧。实训四：电机驱动系统冷却液的更换实训步骤7.拔掉水管接口，冷冻液流出，用大量杯接水，直到水管口不再有液体流出。8.再次使用鲤鱼钳安装水管接口卡簧，使得卡簧夹在水管的两根白