新能源汽车驱动电机及控制系统检修 课件 任务13 电机冷却系统故障检修

驱动电机及控制系统检修任务十三电机冷却系统故障检修任务导入场景：新能源汽车售后维修中心人物：维修技师小刘、客户王先生情节：王先生的广汽GE3纯电动汽车在行驶过程中偶发性出现驱动电机系统高温报警故障，将车辆静置一段时间后，故障恢复，系统故障灯消失。维修技师小刘已经对部分故障可能性进行排查，本任务需对冷却系统进行检修。提出问题如何检测电机冷却系统？任务目标教学内容驱动电机冷却系统定义、作用驱动电机冷却系统类型与结构常见故障分析电动水泵检测任务目标能根据驱动电机起动方式，使用专用设备仪器，对驱动电机起动功能进行测试。能根据驱动电机制动方式，使用专用设备仪器，对驱动电机制动功能进行测试。任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统

驱动电机、电机控制器等高压部件在工作时，总是有一部分损耗转变成热量，它必须通过外壳和周围介质不断将热量散发出去，这个散发热量的过程，称之为冷却。定义及作用

电机控制器、车载充电机、DC/DC变换器等高压部件，在高压电的转化过程中，也都会产生热量，需要有效的散热。任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统

自然冷却依靠电机铁心自身的热传递，散去电动机产生的热量，热量通过封闭的机壳表面传递给周围介质，其散热面积为机壳的表面，为增加散热面积，机壳表面可加冷却筋。

自然冷却结构简单，不需要辅助设施就能实现，但自然冷却效率差，仅适用于转速低、负载转矩小、发热量较小的小型电机。分

类驱动电机的冷却方式主要有自然冷却、风冷、水冷、油冷等方式。①

自然冷却任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统

电机自带同轴风扇来形成内风路循环或外风路循环，通过风扇产生足够的风量，带走电机所产生的热量。介质为电机周围的空气、空气直接送入电机内，吸收热量后向周围环境排出。

风冷方式冷却效果好；可使用风冷却器，采用循环空气冷却器避免腐蚀物和磨粒，有利于提高电机的使用寿命；结构相对简单，冷却成本较低。但受环境因素的制约，在恶劣的工业环境中，例如高温、粉尘、污垢和恶劣的天气下无法使用风冷。分

类驱动电机的冷却方式主要有自然冷却、风冷、水冷、油冷等方式。②

风冷任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统

水冷是将冷却液通过管道和通路引入定子或转子空心导体内部，通过循环的冷却液不断的流动，带走电动机转子和定子产生的热量，达到对电动机的冷却功能。

水冷方式冷却效果比风冷更显著。但是，需要良好的机械密封装置，冷却液循环系统结构复杂，存在渗漏隐患，如果发生冷却液渗漏，会造成电机绝缘破坏，可能烧毁电机；水质需要处理，其电导率、硬度和pH值都有一定的要求。分

类驱动电机的冷却方式主要有自然冷却、风冷、水冷、油冷等方式。③

水冷任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统

和水冷相比，油冷的优势在于绝缘性能良好，油的沸点和凝点比水要高，使冷却液在低温下不易结冰，高温下不易沸腾。按照冷却油与定子轭部的接触形式主要分为直接油冷和间接油冷方式。直接油冷又包括浸油式和喷油式两类。浸油冷却方式，是将电机的定、转子均浸没在却油里进行冷却。喷油式油冷的冷却方式，是油通过油泵等装置喷到定子端部或其他发热处进行冷却。

分

类驱动电机的冷却方式主要有自然冷却、风冷、水冷、油冷等方式。④

油冷任务实施——冷却系统部件检查知识讲解驱动电机冷却系统结

构驱动电机冷却系统主要由电动水泵、散热器、冷却风扇、膨胀箱、温度传感器、冷却液循环管路等组成。冷却系统结构示意图任务实施——冷却系统部件检查知识讲解散热器安装位置散热器主要由进水管、出水管和散热片三部分构成，垂直于空气流动的方向安装在汽车前端。散热器

工作时冷却液携带驱动电机、电机控制器等产生的热量，由电动水泵带动流经散热器，冷却液在散热器内通过散热片与外部空气进行热量交换，再通过空气流动带走热量，实现冷却液的降温。任务实施——冷却系统部件检查知识讲解散热器常见故障分析序号故障类型故障现象处理方式1散热器叶片堵塞冷却系统水温过高使用高压吹尘枪清理2散热器破损渗漏更换3散热器出水管变形、老化更换4散热器进水管变形、老化更换5散热器内部循环管路堵塞疏通管路或更换任务实施——冷却系统部件检查知识讲解冷却风扇安装位置冷却风扇一般与散热器集成，安装在前机舱内散热器的后部。冷却风扇

冷却风扇可增加散热器和空调冷凝器的通风量，从而有助于加快车辆低速行驶时的冷却速度。任务实施——冷却系统部件检查知识讲解散热器主要参数序号项目参数单位1额定电压直流12±0.1V2额定电流（高速挡）A≤203额定电流（低速挡）A≤152300±2304额定转速（高速挡）r/min1900±1905额定转速（低速挡）r/min6额定噪音≤72+2.5dB7额定风量2500±100m3/h8单侧风扇不平衡量20g.mm任务实施——冷却系统部件检查知识讲解冷却风扇控制原理

①冷却液温度较高时，冷却风扇开启高速运行模式。VCU控制高速继电器闭合，电机带动风扇叶片高速旋转。

②冷却液温度较低时，冷却风扇开启低速运行模式。VCU控制低速继电器闭合，通过串联调速电阻之后，电机转速变低，风扇叶片转速随之降低。冷却风扇控制原理图任务实施——冷却系统部件检查知识讲解冷却风扇常见故障分析序号故障类型故障现象处理方式1风扇故障风扇叶片弯曲、损坏短时间内，风扇可继续运转，长期使用可能出现飞脱更换风扇叶片2电机损坏冷却风扇不能正常转动更换电机3线路故障继电器故障更换继电器4控制线路断路、短路、虚接等更换线束5电源线路断路、短路、虚接等更换线束任务实施——冷却系统部件检查知识讲解冷却液循环管路定义

冷却液循环管路指冷却系统中，各个部件之间连接所用管路，冷却循环管路一般分为硬管和软管。冷却液循环管路任务实施——冷却系统部件检查知识讲解冷却液循环管路常见故障分析序号故障类型故障现象处理方式1冷却液循环管路硬管变形冷却系统水温过高、冷却液消耗异常更换变形管路2冷却液循环管路软管老化更换老化管路3冷却液循环管路内部堵塞疏通管路或更换堵塞管路4冷却液循环管路接口破损更换破损管路技能操作操作准备任务实施——冷却系统部件检查新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液回收装置、减速器齿轮油回收装置、制冷剂回收装置、LN虚拟实验系统、驱动电机实验卡工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页冷却系统部件检查安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——冷却系统部件检查任务实施——电动水泵检测知识讲解定义及作用电动水泵是整个冷却系统唯一的动力元件，负责为冷却液的循环提供动能，其最终目的是把汽车上受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证电机在最适宜的温度状态下正常工作。新能源汽车常用微型循环水泵作为冷却系统的电动水泵。电动水泵任务实施——电动水泵检测知识讲解结构及工作原理

微型循环水泵采用的是直流无刷离心水泵，由泵壳、水泵叶轮、轴承、电机、水泵控制器构成。

微型电机转子旋转，带动和其固连叶轮转动，水泵中的冷却液被叶轮带动一起旋转，在离心力的作用下被甩向循环水泵壳体的边缘，同时产生一定的压力，然后从出水道或水管流出，进入电机控制器等热源部件。叶轮的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，水箱中的冷却液在水泵进口与叶轮中心的压差作用下经水管被吸入叶轮中，实现冷却液的往复循环。直流无刷离心水泵工作原理图任务实施——电动水泵检测知识讲解规格参数

电动水泵的主要参数有电压、扬程、流量、功率、工作温度、噪音、调速方式等.电动水泵性能曲线规格参数任务实施——电动水泵检测知识讲解规格参数序号项目参数单位1工作电压范围8~16.5V2流量（10kPa水压）1100L/H3流量（14kPa水压）900L/H4流量（20kPa水压）600℃5调速方式PWM/LIN信号-任务实施——电动水泵检测知识讲解常见故障分析序号故障类型故障现象处理方式1散热器叶片堵塞冷却系统水温过高

使用高压吹尘枪清理2散热器破损渗漏更换3散热器出水管变形、老化更换4散热器进水管变形、老化更换5散热器内部循环管路堵塞疏通管路或更换6水泵搭铁线路故障更换或维修线路7水泵继电器故障更换继电器8水泵控制线路故障更换或维修线路任务实施——电动水泵检测知识讲解检测内容及流程

（1）检查电动水泵

检查电动水泵是否有壳体变形或渗漏、叶轮损坏、水道堵塞等情况，如有应更换电动水泵总成。（2）检测电动水泵的工作条件

检测电动水泵供电电压是否在正常工作范围内，如不正常，应修复或更换电源线束、继电器、保险等。（3）检测电动水泵控制信号

检测电动水泵控制信号电压是否正常，如不正常，应修复或更换控制线束；进一步检测控制器是否故障。（4）检查水泵电机

检测电机是否正常工作，如不正常，应更换电动水泵总成。技能操作操作准备任务实施——电动水泵检测新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液回收装置、减速器齿轮油回收装置、制冷剂回收装置、工具技能操作根据操作过程及结果，填写工作页电动水泵检测安全第一操作规范7S管理40分钟任务项目要求安全注意事项时间技能操作任务实施——电动水泵检测任务实施——冷却系统故障诊断与检修知识讲解电机冷却系统控制原理电机冷却系统控制原理图任务实施——冷却系统故障诊断与检修知识讲解电机冷却系统故障分析序号检查项目可能故障维修意见1膨胀箱的冷却液储存量冷却系统泄漏检测冷却系统密封性，并检修泄漏部位2散热器内外散热状况散热器内部污垢清洗电池散热器内部或更换动力电池散热器3冷却风扇工作状况风扇或线路故障更换风扇、修复线束4温度传感器电阻性能水温传感器有故障更换温度传感器5电动水泵工作状况电动水泵或线路故障更换电动水泵、修复线束6冷却管路是否畅通冷却管路堵塞更换堵塞管路或零件7控制器线路控制器或线路故障更换控制器、修复线束任务实施——冷却系统故障诊断与检修知识讲解电机冷却系统故障分析技能操作操作准备任务实施——冷却系统故障诊断与检修新能源教学整车高压安全防护用品、绝缘工具、绝缘扭力扳手、举升机、冷却液回收装置、减速器齿轮油回收装置、制冷剂回收装置、工具