新能源汽车动力蓄电池及管理技术课件 5.2 直冷直热式热管理系统故障检修

新能源汽车电气技术直冷直热式的热管理系统故障检修任务5.2系统原理·故障诊断·规范检修宽域热泵·直冷直热·冷却风扇诊断课程模块热泵原理·电池温控·冷却风扇检修新能源汽车专业教学课件任务引入——真实故障情境案例｜

李女士的比亚迪秦PLUSEV故障现象车辆进入4S店，车主反映：①空调制冷效果明显变差；②仪表盘出现电池温度过高报警，动力受限。初步排查维修技师开启空调压缩机、温度调至最低，发现冷却风扇始终不工作；诊断仪读码显示"冷却风扇工作异常"。本次任务请你作为维修技师，制定检修方案，依据电路图与规范流程，完成故障诊断与排除，恢复散热功能。思考一下?你会从哪里入手？风扇为什么不转？是电源？继电器？电机？如何一步步排查？需要哪些工具与资料？带着问题开始今天的课程从原理→电路→检修全流程掌握能力图谱—直冷直热式热管理系统故障检修比亚迪宽域热泵系统组成Wide-RangeHeatPumpSystem系统概述01核心部件电动压缩机、电子风扇、电机散热器、车外冷凝器、车内冷凝器/蒸发器、电池直冷直热板、气液分离器、集成模块、板式换热器02工作原理基于逆卡诺循环，以少量电能驱动压缩机，将车外低温空气热量"泵"入座舱实现制热03宽域工作温度系统可在-30℃~40℃宽温域内稳定运行，覆盖严寒至酷暑全气候工况04节能优势冬季热泵制热相比传统PTC加热，可提升约20%续驶里程，显著降低冬季续航衰减热泵空调系统组成示意图图5-2-1宽域热泵空调系统结构比亚迪宽域热泵系统组成Wide-RangeHeatPumpSystem热管理集成模块——9阀核心ThermalManagementIntegratedModule集成模块实物图图5-2-2热管理集成模块（9阀集成）核心功能由6个电磁阀+3个电子膨胀阀高度集成，精准调节制冷剂回路，实现乘员舱与电池制冷/制热模式灵活切换电磁阀（6个）①电池加热电磁阀②电池冷却电磁阀③空气换热电磁阀④水源换热电磁阀⑤空调采暖电磁阀⑥空调制冷电磁阀电子膨胀阀（3个）⑦制冷电子膨胀阀⑧采暖电子膨胀阀⑨电池双向电子膨胀阀检修要点电磁阀卡滞或膨胀阀开度异常会直接导致制冷/制热失效，需结合诊断仪读取阀体状态与制冷剂压力数据综合判断热泵采暖工作原理HeatPumpHeatingCycle热泵采暖循环示意工况低温行驶/停车时开启空调采暖阀门采暖电子膨胀阀+水源/空调采暖电磁阀开启余热利用板式换热器吸收驱动电机/电机控制器余热，极低温时PTC辅助加热制冷剂路径1压缩机2车内冷凝器3采暖膨胀阀4水源电磁阀5板式换热器6采暖电磁阀7气液分离器回压缩机核心思路：高温高压气态制冷剂在车内冷凝器放热取暖，经膨胀阀节流后在板式换热器吸收电驱余热蒸发，再经气液分离回到压缩机循环第二部分·工作模式工作模式②——电池加热图5-2-5电池加热工作原理示意图工况场景低温环境下充电缩短时间；低温行驶时提升动力电池放电性能、改善动力。阀门状态电池电子膨胀阀开启；电池加热电磁阀、水源换热电磁阀、空调采暖电磁阀打开。换热路径制冷剂通过电池包换热器放热加热电池；经板式换热器吸收电驱动系统余热。第二部分·工作模式工作模式①——电池冷却图5-2-4电池冷却工作原理示意图工况场景充电功率大或行驶放电功率大时，需对动力电池进行降温，防止过温。阀门状态电池电子膨胀阀开启；空调制冷电磁阀、空气换热电磁阀、电池冷却电磁阀打开。换热路径制冷剂经车外换热器冷凝，在电池包换热器内蒸发吸热，带走电池热量。11工作模式③——空调制冷与电池冷却同时工作第二部分·直冷直热式热管理系统图5-2-6空调制冷与电池冷却双回路原理适用工况充电或行驶中，乘员舱需要制冷、同时电池因大功率放电/充电也需要冷却的"双重制冷"工况。阀门状态电池电子膨胀阀、制冷电子膨胀阀同时开启；空调制冷、空气换热、电池冷却三路电磁阀打开。路径特点电池冷却回路基础上，部分冷媒经车内蒸发器蒸发吸热后，经单向阀4在气液分离器处汇合回压。工作模式④——空调采暖与电池冷却（冬充场景）第二部分·直冷直热式热管理系统图5-2-7空调采暖+电池冷却原理适用工况冬季大功率快充场景：电池因快充发热需要冷却，车内乘员又需要采暖，一冷一热同时存在。阀门状态电池电子膨胀阀开启；空调制冷电磁阀、水源换热电磁阀打开；冷媒经膨胀阀雾化进入电池换热。热量分配压缩机→车内冷凝器放热给座舱采暖；经板式换热器、电子膨胀阀雾化→电池包换热器吸热降温。工作模式⑤——热泵采暖与电池加热（双加热）第二部分·直冷直热式热管理系统图5-2-8热泵采暖+电池加热双路原理适用工况低温行驶或低温充电时，乘员舱需要采暖升温，同时动力电池低温也需要加热以提升性能。阀门状态电池电子膨胀阀与采暖电子膨胀阀均开启；电池加热、空调采暖、水源换热三路电磁阀打开。路径与辅助两路冷媒并联：车内冷凝器采暖+电池包换热器加热，于水源换热处汇合；极低温可启PTC辅助。任务实施①——故障原因分析与风扇结构第三部分·故障检修与任务实施01故障原因分析空调制冷与电池制冷均依赖制冷剂循环配合电子风扇强制散热。风扇不工作→冷凝器散热不良→空调制冷差、电池过温报警、动力受限。可能原因：VCU故障、高低速继电器及电路故障、搭铁故障、风扇电机故障四类。02风扇工作条件冷却液温度达45℃：VCU控制风扇进入低速档；温度超过50℃：切换至高速档，增大散热量；空调压缩机开启时，风扇立即联动工作，保证冷凝散热。03风扇关键参数直径匹配散热器尺寸，直径越大风量越大，噪声相应增加转速固定/有级/无级调速；无级调速控温更精准、能耗更低耐温长期在高温环境工作，耐温等级越高安全性越好防护建议IP68等级，防尘防水，适应底盘复杂工况图5-2-9电子冷却风扇结构任务实施②——冷却风扇电路检查依据电路图，按"测电源→测保险→测继电器→测VCU信号"顺序逐层排查图5-2-10比亚迪秦PLUSEV电子风扇电路图诊断流程（决策步骤）1启动作观察开启空调压缩机至最低温，观察冷却风扇是否运转；不工作则进入电压测量。2测风扇端电压测B14/2与B14/3：B14/2＝蓄电池电压，B14/3＝0V→供电正常，更换风扇总成。→电机故障：换风扇3查保险与上游若B14/2供电为0V，检查B1D/4与保险UF17下游是否有蓄电池电压，定位断点。4测继电器线圈UF17下游有电、B1D/4无电→查低速风扇继电器：供电与控制信号正常即更换继电器。→继电器故障：更换5追VCU信号线圈控制端无信号→检测VCUK49/19控制信号；无输出则判定VCU故障，更换。→VCU故障：更换VCU17/18任务实施③——冷却风扇更换与课堂小结规范操作·故障排除·知识回顾冷却风扇更换步骤（9步）1排放冷却液按规范将冷却液回收至专用容器。2拆卸管路与固定拆除散热器软管、冷凝器固定螺栓。3断开插接器拔下电子风扇线束插接器并固定。4拆除上悬置支架拆下上悬置支架，拉起散热器总成。5拆下风扇总成拆除电子风扇总成及周边相关件。6反向安装新风扇按拆卸相反顺序装上新风扇总成。7连接管路插接器复接软管与风扇线束插接器到位。8检查减震垫确认上下减震垫就位、牢固可靠。9加注并排空加注冷却液并排空，试车验证。核心要点回顾①宽域热泵