新能源汽车驱动电机及控制技术 项目五 电驱动热管理系统故障诊断

新能源汽车驱动电机及控制技术1目录项目一驱动电机系统基础与高压安全认知项目二驱动电机结构与技术检测项目三减速器与传动机构技术分析项目四驱动电机控制系统认知及故障诊断项目五电驱动热管理系统故障诊断1项目描述汽车售后服务顾问和维修技师作为4S店的技术门面，直接影响车主对热管理系统维修服务的信任度。车主在预约热管理系统检测、到店进行冷却系统保养维修、离店时确认故障解决效果的不同阶段，对服务的心理预期存在差异：预约时期待明确检测项目与时长，到店后关注故障诊断的专业性与透明性，离店前则重视问题解决的彻底性与后续保障。4S店工作人员只有精准把握车主在热管理系统服务各环节的需求心理，结合热管理原理与故障诊断要点动态调整服务细节，才能超前提供适配的专业服务，让车主在电机冷却方案解析、散热器故障排查等环节获得超出预期的体验，从而对4S店的热管理维修服务留下良好印象。1知识目标1.能叙述电机水冷与油冷方案的冷却路径特点，区分其在散热效率、适用场景等方面的差异。2.能理解电池与电机热管理协同策略的核心原理，知晓协同控制对整车热平衡的重要性。3.能讲解水泵、节温器、散热器的基本结构及工作原理，了解其在热管理系统中的作用。4.能分析热管理系统常见失效案例（如冷却液泄漏、风扇故障）的成因及表现特征。5.能分析多系统耦合故障（如过热导致功率限制）的基本概念和关联机制。1技能目标1.能对比分析电机水冷与油冷方案的优劣，并根据实际需求进行初步选型判断。2.能对水泵、节温器、散热器进行常规检测的操作能力，能识别基本的结构异常3.能对冷却液泄漏、风扇故障等热管理系统失效进行初步诊断与排查。4.能分析过热导致功率限制等多系统耦合故障的基本能力，能梳理故障传导路径。5.能结合热管理原理，对电池与电机热管理协同策略的实施效果进行简单评估。1素养目标1.严格执行新能源汽车热管理系统故障诊断规范，养成严谨科学的工作态度。2.能够与合作伙伴良好地交流和相互理解，养成团队协作精神。3.能够养成安全、环保意识和“6S”作业的好习惯。1项目五电驱动热管理系统故障诊断任务一

电驱动热管理系统的分类任务二

电驱动热管理系统的识别任务三

电驱动热管理系统的检修1任务引入某比亚迪4S店，一辆2023款秦PLUS进店检修。车主称，近期车辆在行驶过程中，组合仪表出现了电机温度过高故障灯亮的情况。你的师傅委托你进行热管理系统的检查，那你知道热管理系统的组成、分类和工作原理吗？请你根据热管理系统的相关知识完成工作。1引导问题电动汽车热管理系统的冷却方式有哪些？电动汽车热管理系统的作用01电动汽车的热管理系统主要用于调控动力电池、整车电控系统及电驱动系统的工作新温度，确保其始终处于最优工作区间。该系统在保障电动汽车整体性能、运行可靠性与稳定性方面发挥着关键作用。作为车辆的核心能量来源，动力电池的工作温度直接影响续驶里程、使用寿命以及整车性能表现。1.电动汽车热管理系统的作用电动汽车热管理系统的作用01MCU的热管理亦具有重要意义。MCU内部集成的DC/DC变换器、逆变器及控制电路对热敏感度较高，运行过程中功率半导体器件产生的热损耗若未能及时散逸，可能引发控制异常、元器件失效乃至整车运行故障。通常情况下，电控系统与车辆冷却回路相互联通，以实现持续稳定的散热效果。电动汽车热管理系统的作用02驱动电机的热管理同样不可忽视。鉴于电机直接承担车轮驱动功能，其工作温度直接影响输出性能与运行安全性。随着负载增加，电机发热量显著上升，必须通过有效的冷却手段维持其热平衡，以确保动力输出的持续性与稳定性。各核心部件所处的“适宜”工作温度范围是保障电动汽车性能表现与行车安全的重要技术指标。通过系统化的热管理设计，可实现各关键组件在理想温控环境下的协调运行，从而延长电池使用寿命、优化整车性能并增强运行安全性。电动汽车电驱动系统的冷却方式02电驱动系统冷却方式通常指电驱动统中电机的冷却方式，主要有两种冷却方式，即水冷方式和油冷方式。（1）水冷的原理水冷系统通过循环冷却液带走电机产生的热量。冷却液在水泵驱动下，流经电机内部的水道，吸收热量后进入散热器，通过散热器与空气进行热交换，使冷却液降温，再循环回电机，如此反复实现散热，如图

所示。1.水冷方式电动汽车电驱动系统的冷却方式021.‌水冷方式‌（2）水冷技术的优势散热效率高：冷却液的热容较大，能快速吸收和带走电机产生的热量，有效降低电机温度。散热均匀：冷却液在电机内部均匀分布，可避免局部过热现象，延长电机使用寿命。可靠性强：不受环境温度、风速等因素影响，能在各种工况下稳定工作。噪声低：相比风冷系统，水冷系统运行时产生的噪声较小，可提升车辆NVH性能。电动汽车电驱动系统的冷却方式021.水冷方式（3）水冷技术的挑战系统复杂性：需要设计和维护冷却液循环系统，包括水泵、散热器、管道等部件，增加了系统的复杂性和成本。密封要求高：电机内部的水道需要良好的密封性能，防止冷却液泄漏，对制造工艺和材料要求较高。维护成本：冷却液需要定期更换，系统中的部件如水泵、散热器等也需定期检查维护。电动汽车电驱动系统的冷却方式021.水冷方式（4）水冷技术的应用与发展目前，水冷技术在新能源汽车电机中广泛应用，尤其适用于高功率、高转速的电机。随着技术的发展，水冷系统不断优化，例如采用轴向分段式水冷板技术、增强槽内冷却设计等，进一步提高了散热效率和电机性能。未来，水冷技术将继续与其他冷却技术（如油冷、直冷）结合，满足新能源汽车对电机散热的更高要求。电动汽车电驱动系统的冷却方式02（1）定子冷却结构定子轭部油孔：在定子铁心轭部开设油孔，使冷却油通过油孔进入定子内部，直接冷却绕组和铁心。例如，特斯拉ModelY采用铁心叠片错叠设计，配合油槽和端部油环喷淋，增强槽内绕组散热效果。定子背部环形油路：在定子背部设置环形冷却通道，冷却油在通道内循环，带走定子铁心的热量。部分设计还会结合端部淋油结构，通过喷油孔将油液喷淋到绕组端部，进一步提高冷却效率。2.油冷方式电动汽车电驱动系统的冷却方式022.‌油冷方式‌（2）转子冷却结构转子油冷轴：转子采用空心轴设计，冷却油通过轴内的油道进入转子内部，对转子进行冷却。例如，一些电机通过在转子轴上设置进油口和出油口，使油液在转子内部形成循环，有效降低转子温度。浸油冷却：将转子部分或全部浸入油液中，利用油液的对流和热传导带走转子产生的热量。这种方式可实现对转子的直接冷却，但需要解决油液密封和分布均匀性等问题。电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式（3）油路系统设计轴向油道与径向油道：电机机壳内设置轴向油道和径向油道，形成复杂的油路网络。轴向油道用于引导冷却油在电机轴向方向流动，径向油道则将油液输送到定子和转子的各个部位。例如，部分电机采用多进出口的轴向油道设计，减小油道流阻，提高冷却效果。电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式油泵与热交换器：油冷系统通常配备油泵，用于驱动冷却油在系统内循环。冷却油在油泵的作用下，从电机油底壳进入油冷器，在油冷器内与整车冷却液进行热交换后，再回流至电机内部，实现热量的持续散发，如图。电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式（4）创新型油冷结构向心式油冷技术：通过特殊的油路设计，使冷却油以向心方向流动，增强对电机内部关键部位的冷却效果。齿内直冷技术：在电机齿部内部设置冷却油道，直接冷却齿部的绕组和铁心，提高散热效率。电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式沉浸式冷却技术：将电机整体或部分部件浸泡在油液中，实现全方位的冷却，适用于对散热要求极高的电机。油冷结构的设计需综合考虑油路布局、油品选择、密封性能等因素，以确保冷却效果和系统的可靠性。随着技术的发展，油冷电机在新能源汽车、航空等领域得到广泛应用，成为提高电机功率密度和性能的重要手段。电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式电动汽车电驱动系统的冷却方式022.油冷方式03电池与电机热管理协同策略现在的新能源汽车正在从“单打独斗”向“团队协作”的热管理模式转变。集成式热管理系统就像—个智能的“中央空调”，统筹管理整车的温度控制需求。新能源汽车电池与电机热管理的协同策略，核心是通过统一控制逻辑、共享硬件资源、动态分配热管理需求，实现电池与电机在不同工况下的温度协同调控，既能保障两者各自的性能与安全（如电池需维持15～35℃最佳工作温度区间、电机需避免超温过载），又能最大化整车能效（减少热管理系统能耗）。03电池与电机热管理协同策略电池与电机热管理协同策略031.‌电池与电机热管理协同原则‌安全优先：当电池温度>45℃（热失控风险）或电机温度>150℃（绝缘失效或绕组烧毁风险）时，优先满足高温部件的散热需求，甚至牺牲部分动力性能（如限制电机功率）。性能优先：正常工况（如高速巡航、快充）下，确保电池温度维持在25～35℃（保证充电速度与容量）、电机温度<120℃（保证转矩输出），两者均处于最佳工作区间。能效优先：低负荷工况（如低速代步）下，减少热管理系统（水泵、风扇、热泵）的能耗，优先利用部件间的“热交换”（如电机废热给电池预热），降低整车电耗。电池与电机热管理协同策略032.电池与电机热管理协同案例分析以比亚迪2023款秦PLUS为例，进行电池与电机热管理协同分析电池与电机热管理协同策略033.电池与电机热管理协同案例分析以比亚迪2023款秦PLUS为例，进行电池与电机热管理协同分析1项目五电驱动热管理系统故障诊断任务一

电驱动热管理系统的分类任务二

电驱动热管理系统的识别任务三

电驱动热管理系统的检修1任务引入在昆明某4S店，一辆吉利新能源汽车进店检修。车主称，近期在行驶过程中，出现功率输出受限，且仪表盘驱动电机温度过高故障指示灯亮的提示。根据车主的反馈，维修技师对车辆出现的故障进行初步核实，通过核实车辆仪表出现了驱动电机温度过高的提示，通过详细检查发现故障是由于热管理系统部件损坏引起的。请你对出现的故障问题进行故障排除。1引导问题新能源汽车热管理系统的结构组成有哪些？是怎样工作的？部件是如何更换的？电驱动热管理系统的组成011.电驱动热管理系统的总体组成电驱动热管理系统一般由电动水泵、冷却液管路、三通电磁阀、散热器、冷却风扇、温度传感器、膨胀壶组成。为了降低非驱动电耗，提高电池能量利用率，增加续驶里程，部分车辆将电驱动冷却系统与电池冷却系统进行耦合，利用电驱动冷却系统被加热的冷却液加热动力蓄电池，图所示为吉利帝豪EV450电驱动热管理系统组成。

永磁同步电机拆卸022.电驱动热管理系统的主要部件（1）电动水泵冷却系统电动水泵由低压电路驱动，为冷却液的循环提供压力。电动水泵属于离心式水泵，其结构组成如图所示。电动水泵工作时由直流电机带动叶轮旋转，叶轮部分的冷却液受到旋转产生的离心力作用，被抛向叶轮外围出口，而在叶轮中心产生低压区，将冷却液从入口吸入，进而使冷却液在系统中产生循环流动。电动水泵的结构组成

永磁同步电机拆卸022.电驱动热管理系统的主要部件（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，如图所示。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。膨胀灌电驱动热管理系统的组成012.电驱动热管理系统的主要部件膨胀罐上有一个膨胀罐盖，其主要作用为：密封液冷系统；调高冷却系统的运行压力，提高冷却液沸点；减少冷却液外溢及蒸发损失。膨胀罐盖主要由密封圈、压力阀、真空阀和罐盖组成。膨胀罐盖的作用除了密封冷却系统外，还可以利用罐盖内部的压力阀和真空阀在适当时候调节冷却系统压力。电驱动热管理系统的组成012.电驱动热管理系统的主要部件当冷却系统的温度逐渐升高，冷却液蒸发使冷却系统内的压力增高。当压力超过预定值时，压力阀开启进行泄压，一部分冷却液经溢流管流入膨胀罐，以防止冷却液胀裂散热器等部件，如图a所示。当车辆停机后，冷却液的温度下降，冷却系统内的压力也随之降低，水蒸气冷凝。当散热器内压力降到大气压力以下出现真空时，真空阀开启，膨胀罐内一部分冷却液流回散热器，这样可以避免散热器被压瘪，如图b所示。电驱动热管理系统的组成012.电驱动热管理系统的主要部件（3）散热器散热器由进水室、出水室、主片及散热器芯构成，如图所示。冷却液在散热器内流动，利用周围空气把冷却液中的热量带走。当冷却液温度过高时，冷却风扇启动，加快冷却液的散热。纯电动汽车大多采用横流式散热器，冷却液从上部进水室进入，经过管道散热后，进入出水室，从出水管重新进入冷却管路循环。散热器电驱动热管理系统的组成012.电驱动热管理系统的主要部件（4）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器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，如图所示。冷却风扇电驱动热管理系统的组成012.电驱动热管理系统的主要部件（5）冷却液吉利帝豪EV450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。注意电机冷却液不能混用。该车冷却液加注量为7L。电驱动热管理系统的工作原理021.典型的电驱动热管理系统原理某典型电驱动热管理系统冷却液管路图电驱动热管理系统的工作原理022.典型车型电驱动热管理系统工作原理某典型电驱动热管理系统冷却液管路图电驱动热管理系统的工作原理022.典型车型电驱动热管理系统工作原理图所示为电驱动热管理系统控制电气原理图。车载充电机与电机控制器及DC/DC变换器总成入水口装有冷却液温度传感器，将冷却液温度信号通过CAN总线传给整车控制器（VCU），由VCU控制电驱动冷却水泵P3和散热器风扇以满足不同的冷却需求。EV450电驱动热管理系统控制电气原理图1项目五电驱动热管理系统故障诊断任务一

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电驱动热管理系统的检修1任务引入在昆明某4S店，一辆吉利新能源汽车进店检修。车主杨先生称，车辆在高速行驶过程中有时会出现电机过温故障。根据车主的反馈，售后服务顾问对车辆出现的故障进行核实。通过检查发现故障是由冷却风扇无法高速运行，导致车辆在大功率运行时无法很好的散热而引起的。请你对出现的故障进行故障排除。1引导问题电驱动热管理系统常见故障有哪些？电驱动热管理系统常见故障01电驱动热管理系统常见故障主要有冷却液温度过高、冷却风扇不运转或运转不正常、电动水泵故障、三通电磁阀故障、温度传感器故障等。电驱动热管理系统常见故障01电驱动热管理系统典型故障诊断与检测02‌1.电动水泵的故障诊断与检测（1）电动水泵电路分析以吉利帝豪EV450电动水泵为例介绍其控制电路。吉利帝豪EV450采用的是博世PCE无刷直流电机电动水泵，其控制电路图如图所示。当需要起动电动水泵时，VCU控制CA67/115端子拉低（OV），电动水泵继电器ER04闭合，给电动水泵BV14/3端子供电，BV14/1直接搭铁，电动水泵工作。VCU根据冷却强度的需求，通过CA67/101端子输出PWM信号，控制电动水泵转速，并进行故障检测。电驱动热管理系统典型故障诊断与检测02（2）电动水泵不工作故障诊断与检测步骤电驱动热管理系统典型故障诊断与检测02电驱动热管理系统典型故障诊断与检测02‌2.冷却风扇的故障诊断与检测（1）冷却风扇电路分析电驱动热管理系统散热器与冷凝器共