吉利帝豪EV450热管理系统结构原理及检修

2020-03-13湖北科技职业学院湖北武汉430074

汽车电器 2020年2期

李丹（湖北科技职业学院，湖北武汉 430074）

新能源汽车中的纯电动汽车与传统燃油汽车的区别很多，由于纯电动汽车没有发动机部分，对于传统汽车的冷却系统功能也随之取消了，但纯电动汽车由于动力电池和驱动电机在工作中仍然会产生热量，需要进行冷却，同时低温天气下动力电池需要进行预热，因此在纯电动汽车中都配置了热管理系统。吉利汽车帝豪EV450热管理系统是目前国内纯电动汽车中比较先进的热管理系统，下面就这套系统的结构原理及检修进行具体的介绍。

1 系统组成

吉利汽车帝豪EV450装备的是宁德时代三元锂电池，采用ITCS 2.0电池智能热管理系统，能有效保证车辆在环境温度零下30℃到50℃之间实现正常、高效的充电和行驶，较好地解决了电池、电机的冷却和加热功能。采用两个散热补水壶一对一对应加热和冷却系统，热效率更高、性能更好。帝豪EV450热管理系统由电机控制器、车载充电机、驱动电机、动力电池、驱动电机冷却水泵、高压电池冷却水泵、膨胀罐、散热器、散热器风扇、整车控制器、热管理控制模块和相关管路等部件组成，主要集中在引擎盖下方机舱内，如图1~图3所示。

2 工作过程

ITCS 2.0电池智能温控管理系统采用电驱热管理，基于电驱部件温度及水温的智能反馈控制策略，实现动态控制水泵及风扇运转，节电降噪。电池热管理实时监测电池温度及进出水温度，实现综合车速、环境温度、驾驶室温度等多重控制。引入电机、电控等外部热源对电源系统加热，快速将电池温度提升至最佳状态。

图1 帝豪EV450热管理系统部件车内实物图

图2 帝豪EV450热管理系统部件分布图

2.1 驱动电机热管理

驱动电机转子高速旋转会产生高温，热量通过机体传递，如果不加以降温，驱动电机无法正常工作，所以驱动电机机体内设置有冷却液道，通过冷却液的循环与外界进行热交换。这样能将驱动电机的工作温度保持在一定范围内，防止驱动电机过热或温度过低。

图3 帝豪EV450热管理系统部件爆炸图

2.2 车载充电机热管理

车载充电机工作时将高压交流电转化成高压直流电，其转化过程中会产生大量的热量，因此车载充电机内部也有冷却液道，通过冷却液的循环降低车载充电机的工作温度。

2.3 电机控制器热管理

电机控制器不但控制驱动电机的高压三相供电，还要将动力电池的高压直流电转化成低压直流电为铅酸蓄电池充电。在此过程中会产生热量，需要通过冷却液循环散热。

2.4 动力电池热管理

动力电池工作电流大、产热量大，同时电池包处于一个相对封闭的环境，就会导致电池的温度上升。通过冷却液的循环降低动力电池的工作温度。当电池系统温度过低时，系统开启加热模式对电池进行加热，保证能够正常工作和充电。

3 工作模式

帝豪EV450电动汽车动力电池组件具备两种工作模式，高温冷却和低温预热模式，确保最佳工作状态。

3.1 高温冷却模式

放电与智能充电模式，动力电池系统温度高于38℃开启冷却，低于32℃停止冷却。快充模式，电池系统温度高于32℃开启冷却，低于28℃停止冷却。匀热模式，当上述两种模式到达停止冷却温度时启动匀热模式。若水温低于停止冷却温度，则温控系统继续工作，直到一定时间内电池最高温度不发生变化。

3.2 低温预热模式

放电与智能充电模式，电池系统温度低于0℃开启加热，高于3℃加热停止。快充模式，电池系统温度低于10℃开启加热，高于12℃停止加热。匀热模式，当上述两种模式到达关闭加热温度时启动匀热模式。若水温高于加热关闭温度，则温控系统继续工作，直到一定时间内电池最低温度不发生变化。

4 工作原理

帝豪EV450热管理系统控制电路如图4所示。

图4 帝豪EV450热管理系统控制电路图

4.1 电动水泵

冷却系统（电机／电池）有两个电动水泵，电动水泵由低压电路驱动，为冷却液的循环提供压力。在电动水泵的驱动下冷却液在管路中实现循环流动，其流向如图5所示。图6为冷却水泵流量、压力性能曲线图。

图5 冷却液循环管路图

4.2 膨胀罐

膨胀罐总成是一个透明塑料罐，类似于前风窗玻璃清洗剂罐。膨胀罐总成通过水管与散热器连接。随着冷却液的温度逐渐升高并膨胀。部分冷却液因膨胀而从车载充电器中流入膨胀罐总成。散热器和液道中滞留的空气也被排入膨胀罐总成。车辆停止后，冷却液自动冷却并收缩，先前排出的冷却液则被吸回散热器。从而使散热器中的冷却液一直保持在合适的液面，并提高冷却效率。当冷却系统处于冷态时，冷却液面应保持在膨胀罐总成上的L（最低）和F（最高）标记之间。

图6 冷却水泵流量、压力性能曲线图

4.3 冷却风扇

冷却风扇总成安装在机舱内散热器的后部，它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。风扇采用双风扇，高低速的控制模式，通过两个不同的电机驱动扇叶。冷却风扇由整车控制模块（VCU）利用冷却风扇低速继电器和冷却风扇高速继电器直接控制，在低速电路中，采用串联调速电阻的方式来改变风扇的转速。

即使在车辆运行时，机舱下的冷却风扇也会启动而伤人，保持手、衣服和工具远离机舱下的电动风扇。如果风扇叶片有任何程度的弯曲或损坏，不要修理或重复使用损坏的部件，必须更换弯曲或损坏的风扇叶片。损坏的风扇叶片不能保证正常的平衡并在连续使用中可能出现故障和飞脱，这种情况非常危险。

4.4 冷却液

本车采用的冷却液为符合SH0521要求的电机用乙二醇型电机冷却液（防冻液），冰点≤-40℃，禁止使用普通清水。电机冷却液不能混用。冷却液加注量（L）：7。冷却系统采用的冷却液与空调系统采用的暖风冷却液材质相同。

5 故障检修

在进行故障检修时，我们首先应该熟悉系统功能和操作内容，以便于系统诊断。

5.1 目视检查

检查可能影响冷却系统性能的售后加装装置。检查易于接触或能够看到的冷却系统部件、线路，以查明其是否有明显损坏或存在可能导致故障的情况。检查易于看到或能够看到的冷却系统管路，以查明是否有冷却液泄漏现象。可以使用故障诊断仪中的“功能测试”，强制驱动冷却风扇继电器吸合，查看风扇是否能正常工作，以快速判断故障。

5.2 冷却风扇低速档不运转故障检修

针对冷却风扇低速档不运转故障检修，我们依据图7所示电路图，按以下步骤进行。

步骤1，检查整车控制器熔断丝EF09（10A）、SF08（40A），同时检修熔断丝线路。

图7 风扇控制电路图

步骤2，检查冷却风扇低速继电器。

步骤3，检查整车控制器电源、搭铁之间的电压。

步骤4，检查散热器风扇搭铁电路。

步骤5，检查散热器风扇电源、搭铁之间的电压。连接诊断仪，执行散热器风扇低速运转动作测试（或用引线将整车控制器线束连接器CA67的128号端子与车身可靠搭铁连接），同时用万用表测量主散热器风扇线束连接器CA30b的1号端子和3号之间的电压值（电压标准值：11~14V）、CA31的1号端子和3号之间的电压值（电压标准值：11~14V）。

步骤6，检查散热低速继电器与散热器风扇之间的电路。步骤7，检查散热低速继电器与整车控制器之间的电路。步骤8，更换整车控制器。步骤9，诊断结束。