項目4新能源汽車電機控制系統檢修任務3驅動電機溫度過高故障檢修任務導入隨著我國新能源汽車的蓬勃發展和消費者需求的不斷升級，永磁同步電機被眾多新能源汽車企業優先選擇作為驅動源。因車輛在低速高扭下，電機的溫升非?？欤斢来朋w溫度超過160℃時就會產生磁退現象，影響電機的性能，因此使用永磁同步電機的新能源汽車需要一個相當完善的熱管理系統來保證車輛的安全運行。新能源汽車驅動電機及控制系統檢修1.了解電驅動系統溫度的獲取方法。2.掌握常用的電驅動系統冷卻方式、純電動車、混合動力汽車的熱管理系統。3.掌握電機及控制系統的熱管理系統的組成。4.能正確完成電機水泵的檢修。5.熟練電機驅動系統冷卻系統的檢修。6.獲得分析問題和解決問題的基本方法。7.積極主動與小組成員交流、討論學習成果，取長補短，完成自我提升。任務目標01/02/電驅動系統溫度的獲取方法電驅動熱管理的意義CONTENT03/常用的電驅動系統冷卻方式目錄04/純電動汽車的熱管理系統05/混合動力汽車的熱管理系統新授Newlesson01PARTONE一、電驅動熱管理的意義電驅動系統是電動汽車的核心部件之一，驅動電機的性能直接影響到汽車的動力、效率、舒適度等性能。在驅動電動汽車行駛過程中，電驅動系統將電池包的電能轉化成電機轉動的動能，而在能量轉化的過程中，損失的能量（比如繞組產生的熱量、各種機械部件摩擦產生的熱量）將以熱能的形式表現出來，這些熱量將導致電驅動系統部件的溫度升高，繼而直接影響部件自身的使用性能和壽命。比如，目前永磁電機占電動汽車裝機量的90%以上，但永磁電機的性能是隨著溫度上升而衰減的。因此為了防止永磁體可逆和不可逆退磁，總是期望有一個低溫的轉子環境。二、電驅動系統溫度的獲取方法通過溫度傳感器直接采樣這種方法的優點是軟件邏輯簡單，無需建模標定；但是布置多個傳感器增加了硬件失效風險、成本提高、工藝更復雜、某些位置無法布置傳感器（如電機轉子）。此外，傳感器直接測量的溫度不代表該部件最熱點的溫度，因此并不能很好地起到保護作用。通過溫度傳感器采樣1驅動電機系統的主要產熱源為其功率晶體管，它通常與一個鋁散熱片相連接，由鋁散熱片將晶體管產生的熱傳遞給變頻器冷卻系統。通常情況下，變頻器會自帶溫度傳感器，進行溫度監控以防止出現過熱情況。變頻器的溫度傳感器可以安裝在如電路板或晶體管組件等變頻器元件上，或直接安裝在變頻器的冷卻系統介質（空氣或液體冷卻液）中。二、電驅動系統溫度的獲取方法通過模型計算2這種方法的優點是硬件失效風險小，缺點是軟件邏輯復雜，標定難度大。如圖所示為熱模型示意圖。三、常用的電驅動系統冷卻方式風冷1風冷式變頻器的冷卻原理為將變頻器散熱片的冷卻葉片置于通風管道處或電動風扇出風口處，使其被管道或出風口吹入或抽入的風冷卻。風冷式變頻器通常被設計用來產生適度動力、主要作為汽車發動機的輔助動力的輕度混合動力汽車的驅動電機系統，可以通過風冷方式對其進行降溫處理。通常情況下，空氣冷卻系統包括：冷風進風口、進風管道、冷卻風扇、散熱器（安裝于變頻器組件內）、出風口等。進風口通常位于汽車內部，從車輛的內部抽取新鮮空氣。出風口通常將空氣排出車外。有些風冷型變頻器的冷卻系統采用獨立的風冷系統，用于變頻器和/或車輛DC-DC轉換器的降溫，而另外一些情況則是將變頻器的風冷系統與車輛電池組的冷卻系統整合到一起。三、常用的電驅動系統冷卻方式風冷1優點維護方便，并且成本低缺點僅有熱負荷小的小型車驅動電機或輔助電機采用風冷。缺點冷卻效果較差，電機和控制器體積和成本增加優點結構簡單，不需要設計獨立的冷卻零件特點三、常用的電驅動系統冷卻方式水冷2水冷式變頻器的冷卻原理為冷卻液從散熱器泵入變頻器內部，但不接觸變頻器的工作部件。散熱設備將變頻器部件產生的熱能傳遞給冷卻液。然后冷卻液流回到散熱器，在冷卻風扇的幫助下，散熱器將熱能傳遞到周圍空氣中。大多數混合動力汽車和純電動汽車采用的是水冷式變頻器，這種變頻器位于汽車的發動機室，其冷卻液的進、出口能容易地被連接到散熱器上以方便對冷卻液降溫。其冷卻液通常與發動機冷卻液類似或相同。在混合動力汽車中，幾乎所有此類水冷系統的冷卻液回路都完全獨立于發動機的冷卻系統。水冷式變頻器的冷卻回路至少包括：一個散熱器、一個膨脹水箱、一個冷卻風機、冷卻液軟管、一個電子水泵以及穿過變頻器的內部冷卻管道三、常用的電驅動系統冷卻方式水冷2如圖所示為水冷式變頻器。由于變頻器冷卻系統用于散熱而不是調節保溫變頻器，所以該冷卻系統不需要恒溫器。三、常用的電驅動系統冷卻方式水冷2對于電動汽車的驅動電機和控制器等元件，采用液冷可以迅速帶走熱量，實現溫度的快速降低，保證電機和控制器的使用效率和壽命。無法直接冷卻熱源，傳遞路徑長，散熱效率低?，F階段水冷技術是主流的散熱方式，國內自主品牌主要采用冷卻液作為介質。相比風冷，液體具有更高的比熱，并且可以根據需要主動調節系統溫度，因此液冷具有更好的穩定性。特點三、常用的電驅動系統冷卻方式油冷3與冷卻液相比，油冷電機的體積更小，使得前機艙更為緊湊，雷克薩斯RX450h和三菱PHEV的前驅動電機和發電機采用的即為油冷的技術，但其控制器仍是采用冷卻液冷卻。四、純電動汽車的熱管理系統比亞迪e5采用電子水泵冷卻循環系統、雙散熱風扇，冷卻電子水泵安裝在電機前部，如圖所示。冷卻系統由主控制器進行控制，通過對水溫傳感器的檢測，并且參考空調請求狀態共同決定對冷卻風扇和冷凝風扇的控制，確保各系統在正常溫度下工作。電機和電機控制器的熱管理系統四、純電動汽車的熱管理系統以寶馬i3選裝所有配置的冷卻系統為例，如圖所示。純電動汽車熱管理系統所有循環回路均為彩色。藍色表示較低溫度，紅色表示冷卻液溫度較高，不同的紅色表示不同程度的高溫。四、純電動汽車的熱管理系統根據電動機的磁極數與繞組分布形成實際磁極數的關系從上圖可知：待冷卻的組件接入冷卻液循環回路內，以便保持組件所要求的最高溫度水平。電機控制器所要求的溫度比電機低，因此選擇按該順序串聯。由于電動驅動裝置和車載充電器不同時運行，因此選擇了并聯。增程電機和增程電機控制器首先串聯連接。由于這兩個組件與車載充電器和電機控制器不同時運行，因此與其串聯連接。此外冷卻系統也無需針對所有熱功率之和進行設計，因為實際上只需在一個或兩個并聯支路中排出熱量。四、純電動汽車的熱管理系統根據電動機的磁極數與繞組分布形成實際磁極數的關系從上圖可知：在裝有增程器的車輛上，冷卻液循環回路內帶有用于冷卻W20發動機的冷卻液制冷劑熱交換器（即冷卻單元）。驅動組件冷卻液循環回路內的冷卻液通過一個電動冷卻液泵（80W）進行泵送，經過五個驅動組件以及必要時還經過冷卻液制冷劑熱交換器。如果行駛風不足以冷卻散熱器內的冷卻液，還會通過接通電子風扇，電子風扇功率為400W。動力電池組充電期間，會自動接通冷卻液泵及電子風扇。因此打開發動機室蓋進行冷卻模塊作業時不允許為動力電池組充電。由于電機控制器和車載充電器內轉換的電功率較大，因此也會產生熱量。必須借助在此所述的冷卻液循環回路排出熱量。因此充電期間電機控制器和車載充電器內溫度相對較高時，也會接通電動冷卻液泵和電子風扇。四、純電動汽車的熱管理系統根據電動機的磁極數與繞組分布形成實際磁極數的關系所示的寶馬i3驅動組件冷卻系統配置：1散熱器10發動機油冷卻液熱交換器2電動冷卻液泵（80W）11增程器（W20發動機）3電機控制器EME12冷卻液溫度傳感器4電機13內燃機補液罐5車載充電器KLE14節溫器6增程電機控制器REME15用于增程器的冷卻液制冷劑熱交換器7增程電機16該區域僅限于帶有增程器時8機械冷卻液泵17高壓驅動組件補液罐9用于增程器冷卻總成（冷卻液制冷劑熱交換器）的附加電風扇18用于散熱器的電子風扇五、混合動力汽車的熱管理系統由于混合動力車輛配有發動機，因此電機連接在發動機的冷卻液循環中，如圖所示為電機熱管理系統:1-散熱器2-節溫器3-電機4-變速箱外殼5-電機冷卻水道6-定子支架五、混合動力汽車的熱管理系統混合動力車輛的電機控制器熱管理有兩種方式：一種是連接在發動機冷卻系統；一種是自身帶有電子水泵，如圖所示為電機控制器熱管理示意圖。A-散熱器B-電子水泵C-補償水壺D-電機控制器根據電機控制器的冷卻請求，以優化的需求量和消耗量控制電動冷卻液泵和電動風扇。通過根據需求控制電動風扇和電動冷卻液泵，避免可能有損電子裝置使用壽命的劇烈溫度波動以及省電地進行冷卻。實訓PracticalTraining02PARTTWO任務實施實訓準備序號設備及工具圖片設備及工具名稱數量設備及工具是否完好1

□是□否2

□是□否3

□是□否4

□是□否5

□是□否6

□是□否7

□是□否8

□是□否質檢意見原因：□是□否任務實施

實訓工單姓名

班級（專業）

完成日期

實訓任務1：比亞迪秦EV冷卻系統水路的識別序號操作步驟記錄完成情況1打開前艙蓋，識別冷卻系統各部件以及艙內位置：副水箱總成、循環水管、散熱系統總成、電機水泵、充配電總成、電機控制器、電機。

已完成□未完成□2識別比亞迪秦EV水冷卻系統循環回路，并完成回路圖繪制。

已完成□未完成□任務實施實訓任務2：電機水泵的檢修序號操作步驟記錄完成情況1打開前艙蓋，找到電機水泵電機水泵位置：已完成□未完成□2車輛下電，松開蓄電池螺絲，斷開蓄電池負極。拆卸工具：已完成□未完成□3拔下電機水泵低壓插接器。方法：已完成□未完成□4萬用表打歐姆檔，表筆分別搭在電機水泵插座針腳，測量電機水泵電阻值。測得電阻值：已完成□未完成□5連接蓄電池負極，車輛上電，萬用表打直流電壓檔，紅黑表筆分別插入電機低壓插接器的B43/1號腳和B43/3號腳。測得電機水泵對地電壓。測得對地電壓：已完成□未完成□任務實施實訓任務3：電機驅動系統冷卻系統的檢修序號操作步驟記錄完成情況1打開前艙蓋，檢查冷卻液液面刻度線。

已完成□未完成□2了解冷卻液作用。

已完成□未完成□3了解冷卻回路接口。

已完成□未完成□任務實施實訓任務3：電機驅動系統冷卻系統的檢修序號操作步驟記錄完成情況4車輛上電，連接VCI，打開解碼儀，進入整車控制器，讀取數據流。查看水溫報警與水溫值。

已完成□未完成□5檢查前驅動電機控制器，讀取數據流，查看IGBT溫度，IPM溫度，散熱器溫度是否在參考值范圍內。

已完成□未完成□任務實施實訓任務3：電機驅動系統冷卻系統的檢修序號操作步驟記錄完成情況6檢查車載充電器，讀取數據流，查看內部溫度。

已完成□未完成□7檢查電機水泵有無泄漏，是否存在異響。檢