项目四任务1 新能源汽车冷却系统结构认知

项目四新能源汽车冷却系统维护保养学习任务一

新能源汽车冷却系统结构认知《新能源汽车维护与保养》【任务情境】

一辆比亚迪秦纯电动轿车，由于驱动电机温度过高，最终导致车辆行驶出现故障。【资料收集】

引导问题1 冷却系统有那三个发展历程？

初期设计阶段：这个阶段主要采用传统的空气冷却方式，通过在电动机周围设计空气通道来让空气流过电动机进行冷却。这种方式成本较低，但是存在冷却效果差、能耗大等问题，无法满足电动汽车长时间高功率工作的需求。【资料收集】

引导问题1 冷却系统有那三个发展历程？

液冷阶段：为了解决空气冷却存在的问题，新能源汽车采用了液冷方式进行冷却。液冷方式能够提供更好的冷却效果，并且能够满足电动汽车长时间高功率工作的需求。然而，液冷方式的成本较高，并且需要更复杂的维护和保养。【资料收集】

引导问题1 冷却系统有那三个发展历程？

热管理阶段：随着新能源汽车技术的不断发展，对冷却系统的要求也越来越高。因此，热管理技术的出现和应用成为了冷却系统发展的新趋势。热管理技术能够更好地控制新能源汽车的热量分布和利用，从而提高能源利用效率，降低能耗和排放，提高车辆的安全性和可靠性。【资料收集】

引导问题2电动汽车的热来源？

新能源汽车上的关键零部件，例如：电池、电机、电机控制器等部件，在能量转换的过程中都会产生大量的热能，其总散热量大概相当于同功率传统汽车的2.5~3倍。【资料收集】

1.电池的发热原理（1）镍氢电池（2）燃料电池其中化学反应产生的热量占到转化化学能的60%左右，是热量的主要来源。【资料收集】

2.电机控制器发热原理电机控制器是将蓄电池等能量储存系统的电能转换为驱动电机的电能，并输出给电机的部件。电机控制器的主要生热器件是输出级的功率绝缘栅型双极场效应管MOSFET器件。【资料收集】

3.电机发热原理电机内部由铁芯和绕组线圈组成，电机通电运行都会有不同的发热现象。【资料收集】

引导问题3 电动汽车冷却系有哪些元件组成？

新能源汽车冷却系统组成冷却系统主要由电动水泵、散热器、风扇、水管、膨胀水箱、控制器箱体水套组件、电机水套组件、冷却水管、冷却液等组成，如图4-1所示。【资料收集】

1.电动水泵电动水泵是冷却液循环的动力元件，电动水泵的作用循环的动力元件。通过安装支架固定在车身底盘上，经由其运转来循环高压电池包冷却系统。电动水泵的作用是对冷却液加压，促使冷却液在冷却系统中循环，以带走系统散发的热量，如图4-2所示。

2.散热器及散热风扇左右两个风扇及导流框一起固定在散热器外壳上，如图4-4所示。作用是提高流经散热器、空调冷凝器的空气流速和流量，以增强它们的散热能力，并冷却机舱其他附件。

散热风扇采用左右两档调速双风扇，分别由整车电源提供输入，根据电机、控制器、空调压力等参数由VCU控制双风扇运行采用。电子风扇电器接插件为四线，如图4-5所示。高速:两“+”接正极，两“_”接负极低速:两“+”接正极，一“_”接负极散热风扇为直流低电压风扇，配备独立的DC-DC转换器；当散热风扇工作时，电流从动力电池流出经过DC-DC转换器将350V直流高电压转换成12V～16V的直流低电压，提供给散热风扇。

3.膨胀水箱作用是为冷却系统冷却液的排气、膨胀和收缩提供受压容积，补充冷却液和缓冲"热胀冷缩"的变化，同时也作为冷却液加注口。膨胀水箱位置要高于冷却系统的所有部件，如图4-6所示。目的是当冷却系统中冷却液受热膨胀至散热盖的蒸汽阀打开时，部分冷却液随着高压蒸汽通过溢水管回到水箱中。

4.冷却液（1）冷却液的认知冷却液又称防冻液，是由水、防冻添加剂及防止金属产生锈蚀的添加剂组成的液体。其作用主要有防结冰、防腐、防垢、防沸腾等主要作用。在正常情况下，汽车行驶30000~40000km，或者3年左右，就需要更换防冻液，并清洗冷却系统。（2）冷却液质量检查冷却液的质量检查主要有以下几点：

①冷却液外观检查：目视冷却液应外观清亮透明，无沉淀及悬浮物，无刺激性气味。

②冷却液冰点检测：冷却液冰点应该低于当地最低气温10°C以上，才可保证安全使用。冰点测量使用冰点仪进行。

③冷却液液位检查：在冷却液处于冷态时目视检查，膨胀水箱内的冷却液的高度应保持在“MAX"和“MIN"”两条标记线之间，如图4-8所示。

（3）冷却液检查安全注意事项在检查前机舱任何部件之前，整车需要下电，将钥匙关闭，断开低压蓄电池负极。检查冷却液外观质量时在打开散热器盖之前，必须检查冷却液外观质量时在打开散热器盖之前，必须否则可能会导致冷却液喷出，造成严重烫伤。

引导问题4 冷却系统是如何工作的？1.自然散热自然散热就是指不采用特别的散热措施，让发热部件通过自身表面与环境空气的作用，或通过相邻部件的传导作用，将热量传送出去，达到散热的目的。2.风冷式冷却系统风冷采用空气作为换热介质。常见的有两种，第一种可称为被动风冷，直接采用外部空气换热。

第二种则为主动风冷，它是利用散热风扇将来自车厢内部的空气吸入动力电池箱，以冷却动力电池以及动力电池的控制单元等部件。车厢内部的空气通过位于后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池或DC-DC转换器（混合动力车辆转换器），以降低动力电池和DC-DC转换器（混合动力车辆转换器）的温度。空气通过排气管从车内排出。

3.水冷式冷却系统水冷式动力电池冷却系统是使用特殊的冷却液在动力电池内部的冷却液管路中流动，将动力电池产生的热量传递给冷却液，从而降低动力电池的温度。冷却系统原理;通过冷却液在各个独立的冷却系统回路中循环，使驱动电动机、逆变器和动力电池包保持在最佳的工作温度。冷却液要定期更换才能保持其最佳效率和耐腐蚀性。

4.运用相变材料的冷却系统材料在固态、液态、气态中发生转变的过程称为相变。材料在相变过程中，会放热或者吸热，利用相变材料的这种特性在发热部件工作时，吸收热量，不工作时散发热量，来维持发热部件的正常温度。运用这种相变材料可以构成冷却系统。

相变材料的分类:按照相变过程的不同，相变材料可分为固一固相变、固一液相变、固一气相变和液一气相变材料四种，目前应用较多的是固一液相变材料。

相变冷却系统具有以下特点:(1)它属于吸收型被动冷却，与常规散热有很大的不同。它不靠温差散热，因此不受外界环境温度变化的影响，使元件或设备始终稳定在需要的温度上。在低气压或真空条件下需要散热的设备采用这种温控技术效果更好。(2)与主动散热比较，它不用电，没有运动部件，可在振动、冲击、加速度等恶劣的力学条件下工作，可靠性很高。(3)在一定条件下，它可取代水冷和风冷进行散热，如对半导体制冷器件的热端温控，不用水冷或风冷，节水节电，具有较大的经济价值。(4)能周期性工作，长久使用。