汽车基础诊断及技术 2

任务1电机过温故障诊断与排除项目3车辆无法正常行驶诊断与排除CONTENTS目录01学习目标02岗赛课证03任务描述04知识储备05学习地图06任务实施07评价反馈PART01学习目标学习目标知识目标掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统的组成；掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统控制策略；掌握比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统功能；掌握定子温度传感器的原理。技能目标能分析电机过温故障原因。能完识读与分析驱动电机冷却系统控制电路。能完成驱动电机冷却系统故障诊断与检修。素养目标培养学生按时、规范和标准化的职业素养，养成自主解决问题和逻辑思维能力。与组内成员、同学合作交流、协调工作的能力。获得分析问题、解决问题的能力。PART02岗赛课证岗赛课证岗位融通新能源汽车检测维修岗位电机过温故障诊断与排除证书融通新能源汽车检测维修5.2.5新能源汽车构造：动力驱动系统结构、组成和工作原理。5.3.2.2驱动电机及控制系统基本组成结构及工作原理：驱动电机及控制器散热系统工作原理。大赛融通全国职业院校技能大赛“汽车故障检修”赛项掌握电机驱动原理与控制技术和掌握电动汽车故障诊断方法、检修流程、工具仪器使用PART03任务描述任务描述一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表出现电机冷却液温度过高指示灯点亮，同时驱动功率限制警告灯点亮，车速被限制在40km/h以下。初步怀疑为驱动冷却系统存在故障。任务描述任务分组班级组号指导老师组长学号组员姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________姓名：__________学号：___________姓名：___________学号：___________任务分工（就组织讨论、工具准备、数据采集、数据记录、安全监督、成果展示等工作内容进行任务分工）表3-1-1学生任务分配表PART04知识储备知识储备引导问题1请查阅相关资料，阐述比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统主要组成部件及其部件的功用。PART05学习地图学习地图驱动冷却系统的概述驱动冷却系统主要部件认知驱动冷却系统控制策略123任务一：电机过温故障诊断与排除学习地图一驱动冷却系统的概述比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统主要由驱动水壶、三通水阀、板式换热器、电机冷却水泵、冷却风扇和散热器等组成，如图3-1-1所示。图3-1-1比亚迪秦PLUSEV驱动冷却系统组成驱动冷却系统组成1学习地图一驱动冷却系统的概述新能源汽车驱动冷却系统的主要作用是确保电控和电机在最佳工作温度下运行，从而延长其使用寿命并提高整体性能。如图3-1-2所示。图3-1-2驱动冷却系统作用驱动冷却系统作用2学习地图一驱动冷却系统的概述驱动冷却系统作用2散热驱动电机在工作过程中会产生大量热量，冷却系统通过冷却液或气流将热量带走，防止电机过热，确保其稳定运行。温度控制冷却系统通过调节温度，使电机和电池保持在适宜的工作温度范围内，避免因温度过高或过低而影响性能和寿命。提高效率有效的冷却系统可以减少因过热导致的能量损失，提高系统的整体效率。学习地图一驱动冷却系统的概述电机和控制器的冷却需求31.电机和控制器的冷却方式略有不同，一般电机最高允许温度为（70～80）℃，最佳工作温度为60℃以下；控制系统一般允许最高温度为（60～70）℃，最佳工作环境温度（40～50）℃以下。2.需要对电机和控制器进行合理的设计和安装，采用匹配的散热系统，方能满足使用要求。3.电机的冷却介质一般选用水、防冻液或油等。学习地图一驱动冷却系统的概述电机和控制器的冷却需求34.驱动电机的热源来自内部，首先借传导作用传送到驱动电机的外表面，然后借辐射和对流作用将热量从驱动电机外表面散发到周围冷却介质中去。如图3-1-3所示。图3-1-3驱动电机散热过程学习地图二驱动冷却系统主要部件认知电机冷却水泵1电机冷却水泵作用1.通电工作，通过内部叶轮转动，对冷却液进行抽吸，使电机驱动冷却系统中的冷却液能够循环流动。2.采用占空比信号控制方式，可以精确控制水泵功率和水流流速。3.可以通过后部的散热模块进行散热，防止长时间工作导致温度过高。学习地图二驱动冷却系统主要部件认知电机冷却水泵1电机冷却水泵结构电机冷却水泵结构主要有外壳、螺栓、底盖、叶轮、电机和电机壳体组成。如图3-1-4所示。紧固螺栓水泵叶轮水泵电机水泵外壳水泵底盖电机壳体图3-1-4电机冷却水泵结构电机冷却水泵水泵的工作原理是通过机械能产生压力差实现液体输送，其核心机制为利用叶轮旋转或往复运动形成压强变化，从而完成液体的吸入与排出。如图3-1-5所示。进水道出水道压力高压力低图3-1-5电机冷却水泵工作原理电机冷却水泵结构电机冷却水泵结构主要有外壳、螺栓、底盖、叶轮、电机和电机壳体组成。如图3-1-4所示。紧固螺栓水泵叶轮水泵电机水泵外壳水泵底盖电机壳体图3-1-4电机冷却水泵结构学习地图二驱动冷却系统主要部件认知电机冷却水泵1电机冷却水泵工作原理水泵的工作原理是通过机械能产生压力差实现液体输送，其核心机制为利用叶轮旋转或往复运动形成压强变化，从而完成液体的吸入与排出。如图3-1-5所示。进水道出水道压力高压力低图3-1-5电机冷却水泵工作原理学习地图二驱动冷却系统主要部件认知电机冷却水泵1电机冷却水泵控制电路①汽车上电，左车身控制器控制IG3继电器吸合，为电机冷却水泵提供电源。②当高压多合一系统内部的BMS/VCU接收到水泵工作请求后，会计算出水泵目标转速，并输出相应的PWM占空比信号控制水泵转速。电机冷却水泵电路和波形如图3-1-6所示。图3-1-6水泵控制电路学习地图二驱动冷却系统主要部件认知冷却风扇2冷却风扇主要由风扇电动机、风扇叶片和导风罩组成。其安装在前舱保险杠处，散热器后方，冷却风扇结构如图3-1-7所示。风扇叶片导风罩风扇电动机图3-1-7冷却风扇结构学习地图二驱动冷却系统主要部件认知冷却风扇21.冷却风扇作用：让更多的空气流经散热器，增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度，同时还可以让更多的空气流经驱动系统部件，将驱动系统部件散发出的热量带走。如图3-1-8所示。图3-1-8冷却风扇作用冷却风扇主要由风扇电动机、风扇叶片和导风罩组成。其安装在前舱保险杠处，散热器后方，冷却风扇结构如图3-1-7所示。风扇叶片导风罩风扇电动机图3-1-7冷却风扇结构学习地图二驱动冷却系统主要部件认知冷却风扇21汽车上电，高压多合一系统通电工作，散热风扇的2号端子内部串联有电阻，电流比1号端子小。当空调系统启动制冷模式或高压系统温度较高时，高压多合一系统总成将低速风扇继电器信号搭铁，低速继电器吸合给散热风扇供电，散热风扇低速运转。如图3-1-9所示。2.冷却风扇控制电路。图3-1-9冷却风扇低速旋转1汽车上电，高压多合一系统通电工作，散热风扇的2号端子内部串联有电阻，电流比1号端子小。当空调系统启动制冷模式或高压系统温度较高时，高压多合一系统总成将低速风扇继电器信号搭铁，低速继电器吸合给散热风扇供电，散热风扇低速运转。如图3-1-9所示。学习地图二驱动冷却系统主要部件认知冷却风扇22当空调系统制冷模式出现故障或高压系统温度过高时，高压多合一系统总成将断开低速风扇继电器，并控制高速风扇继电器信号搭铁，高速继电器吸合给散热风扇供电，散热风扇高速运转。2.冷却风扇控制电路。图3-1-9冷却风扇低速旋转1学习地图二驱动冷却系统主要部件认知板式换热器3板式换热器作用：空调系统在采暖或电池加热时，吸收驱动冷却系统的余热转换给冷媒快速增高温度。从而不浪费驱动冷却系统发出的热量。也节省了压缩机的功率。安装在热管理集成模块下方。如图3-1-10所示。图3-1-10板式换热器安装位置2图3-1-11板式换热器工作原理冷却液散热降温制冷剂由液态转变为气态吸热学习地图二驱动冷却系统主要部件认知板式换热器3板式换热器工作原理：热交换器内部有两种分别独立的通道，一个是制冷剂通道、另一个是冷却液通道。当动力电池组水温过高时，空调系统控制单元控制电子膨胀阀打开，制冷剂流入热交换器。热交换器内的制冷剂从液态变为气态，吸收周围冷却液的热量，对电池冷却液进行降温。如图3-1-11所示。学习地图二驱动冷却系统主要部件认知板换水温传感器41板换水温传感器作用：板换水温传感器安装在热管理集成模块下方的板式换热器上。如图3-1-12所示。检测板式换热器出水口温度，并把信号反馈给整车控制器，使系统能够精确控制高压系统温度。图3-1-12板换水温传感器安装位置学习地图二驱动冷却系统主要部件认知板换水温传感器4板换水温传感器工作原理：板换水温传感器为内部结构为负温度系数的热敏电阻，随着冷却液温度的升高，其电阻值下降。高压多合一系统总成内部的VCU通过给冷媒温传感器3号端子施加一个信号电压，电阻的变化引起信号电压的改变,右车身控制器以此推算出冷媒温度。如图3-1-13所示。图3-1-13板换水温传感器工作原理学习地图二驱动冷却系统主要部件认知散热器5散热器工作原理主要基于热传导、热对流和热辐射三种物理机制，通过主动或被动方式将设备产生的热量传递至外部环境。散热器各散热片之间留有空隙，空气从散热片的空隙中通过，冷却液在散热器芯内流动，冷却空气将冷却液中的热量带走，散热器实质上是一个热交换器。如图3-1-14所示。散热器结构：比亚迪秦PLUSEV采用的是横流式散热器，结构主要由散热器芯、左储水室、散热器翼片和右储水室组成。学习地图二驱动冷却系统主要部件认知三通水阀61.三通水阀作用：当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，系统会控制三通水阀关闭经过散热器的回路，绕过散热器将热量输送至板式换热器进行热交换。如图3-1-15所示。图3-1-15三通水阀作用1.三通水阀作用：当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，系统会控制三通水阀关闭经过散热器的回路，绕过散热器将热量输送至板式换热器进行热交换。如图3-1-15所示。图3-1-15三通水阀作用学习地图二驱动冷却系统主要部件认知三通水阀62.三通水阀安装位置：三通水阀安装前舱左侧，驱动膨胀罐下方，如图3-1-16所示。图3-1-16三通水阀安装位置2.三通水阀安装位置：三通水阀安装前舱左侧，驱动膨胀罐下方，如图3-1-16所示。图3-1-16三通水阀安装位置学习地图二驱动冷却系统主要部件认知三通水阀63.三通水阀控制电路：当热泵空调系统需要吸收驱动冷却系统余热时，右车身控制器输出水阀控制电源信号，控制三通水阀电机驱动阀门转动接通热泵回路，同时通过碳膜电路精确检测阀门位置。如图3-1-17所示。图3-1-17三通水阀控制电路学习地图三驱动冷却系统控制策略一级温度控制模式：汽车上电后，动力域控制器接收驱动电机温度信号和电控温度信号，电机冷却水泵接通IG电源，当冷却液温度低于45℃时，采用一级温度控制模式：动力域控制器发出PWM水泵控制信号控制水泵启动和转速，从而控制流量达到调节水温的目的。1二级温度控制模式：冷却液温度从45℃上升至50℃时，采用二级温度控制模式，动力域控制器控制低速风扇继电器吸合，风扇开始低速旋转为冷却液降温。如图3-1-18所示。2学习地图三驱动冷却系统控制策略图3-1-18二级温度控制模式-低速继电器吸合学习地图三驱动冷却系统控制策略电池热管理控制：电池热管理控制分两种情况。第一种情况为无散热需求时，右车身控制器会控制三通阀切换到热泵回路，不经过散热器回路。第二种情况为有散热器散热加热泵回路吸热需求时，右车身控制器会控制三通阀切换到既能散热器回路散热，又能热泵回路吸热。3学习地图四驱动冷却系统电路原理汽车上电后，高压多合一系统总成接通常电，同时左车身控制器控制IG3继电器吸合，水泵接通电源处于待机状态，整车控制器VCU接收来自高压监控模块的电池温度、右车身控制器的空调系统制冷剂温度、板换冷却液温度、充配电单元温度、控制器和定子温度信号。整车控制器VCU根据这些信号计算出水泵目标转速，并输出PWM占空比信号精确控制水泵转速。如图3-1-19所示。1水泵控制学习地图四驱动冷却系统电路原理图3-1-19水泵控制学习地图四驱动冷却系统电路原理当空调制冷需求或水温超过45℃时，控制低速风扇继电器吸合，使风扇低速旋转。当水温降至40度以下时，断开低速风扇继电器，风扇停止旋转。2低速风扇控制当空调系统出现故障或高压多合一系统总成内部冷却液温度超过50℃时，整车控制器控制高速风扇继电器吸合，风扇高速旋转。3高速风扇控制知识储备引导问题2驱动冷却系统通过什么信号控制水泵转速？水温为多少度时，低速风扇转动？水温为多少度时，高速风扇转动？PART06任务实施任务实施工具和场地准备11工具：比亚迪秦PLUSEV整车1辆、耐磨手套2双、绝缘手套2双、工位安全套装1套、一体化工具1套。2场地：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存在安全隐患，如不正常请向老师汇报并进行处理。3安全防护：检测各个设备以及所需要的器材是否完好；涉及高压安全操作的，务必做好充分防护。一、工具和场地准备任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-1-2所示进行。场地布置序号检查、准备项目检查情况记录1检查设置隔离栏□是

□否2检查设置安全警示牌□是

□否3检查灭火器压力、有效期□是

□否4安装车辆档块□是

□否5检查绝缘地垫□是

□否结果记录

表3-1-2记录与清点任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-1-2所示进行。表3-1-2记录与清点工具清单序号设备及工具名称数量设备及工具是否完好、齐全1

□是

□否2

□是

□否3

□是

□否4

□是

□否5

□是

□否6

□是

□否7

□是

□否8

□是

□否检查意见

处理措施

任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-1-2所示进行。车辆信息记录车辆品牌

车辆型号

生产时间

行驶里程

动力电池类型

动力电池容量

车辆识别码

表3-1-2记录与清点任务实施记录和清点2记录和清点按下表3-1-2所示进行。核实车辆故障现象序号检查项目检查结果是否正常故障现象记录1车辆遥控功能□是

□否

2车辆上电功能□是

□否

3车辆档位显示□是

□否

4仪表显示报警□是

□否

5车辆空调工作□是

□否

6前部照明功能□是

□否

7其他□是

□否

表3-1-2记录与清点任务实施二、电机过温故障诊断与排除图3-1-20冷却液温度高指示灯和驱动功率限制警告灯点亮故障现象1一辆比亚迪秦PLUSEV汽车仪表出现电机冷却液温度过高指示灯点亮，同时驱动功率限制警告灯点亮，车速被限制在40km/h以下。如图3-1-20所示。任务实施结合故障现象，仪表电机冷却液温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯同时点亮，说明驱动冷却系统出现故障，导致冷却液温度过高，驱动电机功率被限制。因此重点检查驱动冷却系统。故障分析2二、电机过温故障诊断与排除任务实施故障诊断31.使用诊断仪，读取动力域控制器故障码，发现无故障码。1启动上电，开启空调，打开前舱盖，观察发现冷却风扇高速旋转，说明冷却风扇和其电路正常，用手触摸电机冷却水泵，水泵包括水管未有震动，说明水泵没有工作。用诊断仪读取电机冷却水泵数据流显示“水泵请求状态（水泵PWM配置）为50%”，标准为0至100%，说明动力域控制器内部的整车控制器VCU模块正常输出PWM控制信号，但水泵无法工作。如图3-1-21所示。2任务实施故障诊断3图3-1-21诊断仪读取故障码由图3-1-6的电机冷却水泵电路可知，IG3电源通过UF10熔丝为电机冷却水泵提供IG电，电机冷却水泵由集成式智能前驱总成发送PWM占空比信号控制其转速，同时电机冷却水泵为集成式智能前驱总成发生一个反馈信号，对电机冷却水泵的运行是否正常进行反馈。因此故障可能为电机冷却水泵电源线路故障、接地线路故障、控制线路故障或水泵自身故障等。3任务实施故障诊断3检查电机冷却水泵电源：①测量UF2410A熔丝电阻，打开前舱熔丝盒，如图3-1-22所示为UF2410A熔丝位置。②使用万用表电阻挡检查熔丝电阻值，标准值小于1Ω，检测结果为0.1Ω，UF2410A熔丝正常。如图3-1-23所示4任务实施故障诊断3图3-1-22UF2410A熔丝位置图3-1-23检查UF2410A熔丝任务实施故障诊断3③按下启动按钮，车辆上电，测试线连接B43/4号端子。万用表使用电压档，测量B43/4号端子与搭铁间电压，正常值约为14V，测量值13.76V。如图3-1-24所示。图3-1-34检查电机冷却水泵电源5学习地图检查电机冷却水泵接地：①测试线连接B43/1号端子，万用表使用电阻档表笔校零，测量B43/1号端子与搭铁间电阻正常值小于1Ω，测量值0.3Ω。如图3-1-25所示。故障诊断3图3-1-25检查电机冷却水泵接地学习地图1测试线连接B43/3号端子，示波器通道1连接测试线，负极夹子接地，调节通道波形幅值至5.00V，即每纵格的电压为5.00V，调节个通道的波形周期至20.00ms，即每横格的时间为20.00ms。与正常波形对比发现测得波形为一条0V直线。如图3-1-26所示。6.检查电机冷却水泵信号图3-1-9冷却风扇低速旋转故障诊断3学习地图2按下启动按钮，车辆下电，断开蓄电池负极，断开B43接插器，测试线连接B43/3号端子，万用表使用电阻档表笔校零。测量B43/3号端子与BK45（A）/5端子间线束导通性，正常值小于1Ω，测量值无穷大。如图3-1-27所示。6.检查电机冷却水泵信号图3-1-27检查电机冷却水泵反馈信号线路通断故障诊断33.检查电机冷却水泵接地：测试线连接B43/1号端子，万用表使用电阻档表笔校零，测量B43/1号端子与搭铁间电阻正常值小于1Ω，测量值0.3Ω。如图3-1-25所示。4.以上测量结果说明：B43/3号端子与BK45（A）/5号端子间断路需进行检修。任务实施故障诊断36.检查电机冷却水泵信号任务实施修复B43/3号端子与BK45（A）/5号端子线路后，重新启动车辆，仪表电机冷却液温度过高指示灯和驱动功率限制警告灯消失，试车可以正常行驶，故障排除。4.故障排除读取故障码时，若无故障码可以通过读取数据流分析，同时可以通过最简单的看、摸等检查方法开始，逐步缩小故障范围，驱动冷却系统出现故障，一般为水泵或风扇的电源故障、接地线路故障以及通讯线路故障引起，因此检查时先检查电源和接地，如果正常最可能就是通讯线路故障。5.故障总结6.现场6S整理PART07评价反馈评价反馈1各组代表展示汇报，介绍任务的完成过程。2以小组为单位，请对各组操作过程与操作结果进行自评和互评，并将结果填入表3-1-3。姓名

学号

组别

实训任务电机过温故障诊断与排除评价项目评价标准分值自评他评师评考勤（10%）无故意迟到、早退和旷课现象10

工作过程（60%）知识目标获取信息掌握工作相关知识5

进行决策制定工作方案、方案合理可行10

技能目标任务实施能够正确使用诊断仪和识读电路10

能够正确排除故障