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        北汽EX360車冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修

        2021-03-04 07:16:20福建船政交通職業(yè)學院黃林火
        汽車維護與修理 2021年4期

        福建船政交通職業(yè)學院 黃林火

        1 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)的工作原理

        純電動汽車在使用過程中,相關(guān)電器系統(tǒng)中功率的損耗會產(chǎn)生大量的熱量,為了保證系統(tǒng)的正常工作,應(yīng)使各部件工作在一定的溫度范圍內(nèi),所以純電動汽車必須裝備冷卻系統(tǒng),對發(fā)熱的部件進行冷卻。北汽EX360車在運行過程中主要的發(fā)熱部件有:驅(qū)動電機、電機控制器(MCU)和電力分配單元(PDU)。PDU中的主要發(fā)熱組件為車載充電機(OBC)和DC/DC直流轉(zhuǎn)換模塊。該車冷卻系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

        圖1 冷卻系統(tǒng)工作原理

        水泵將冷卻液加壓后送至MCU水道,然后進入PDU水道,再經(jīng)驅(qū)動電機水道流入散熱器,散熱器對已經(jīng)吸收熱量的冷卻液進行散熱,冷卻后的冷卻液再次被吸回水泵,如此循環(huán)對系統(tǒng)相關(guān)部件進行散熱。

        水泵及散熱風扇的運行都由整車控制器(VCU)控制。VCU通過采集MCU、驅(qū)動電機、PDU的溫度信息,判斷各部件的冷卻需求,并及時開啟水泵及散熱風扇。

        散熱器后方安裝了2個散熱風扇,冷卻系統(tǒng)根據(jù)采集到的溫度情況及冷卻需求,控制散熱風扇的速運行速度。

        散熱器旁并聯(lián)補水罐,通過2根水管分別與散熱器上方水管和下方水管連接。當車輛運行冷卻液溫度升高時,冷卻液膨脹,可以先排到補水罐里;當溫度降低時,補水罐內(nèi)冷卻液通過底部水管流回到系統(tǒng)中。當系統(tǒng)的冷卻液不足時,通過補水罐蓋可添加冷卻液,冷卻系統(tǒng)中的空氣也可通過補水罐與散熱器上方連接的水管排到補水罐。為方便排放冷卻液,在散熱器下方設(shè)置了排空閥。

        2 水泵與散熱風扇控制電路

        2.1 水泵控制電路

        水泵控制電路如圖2所示,電流從蓄電池的正極經(jīng)熔絲MF02(100 A)后到達前艙電器盒,在前艙電器盒經(jīng)過熔絲MB02(15 A)后到達水泵繼電器,水泵繼電器的工作電路通過端子30和端子87連接到水泵電機的正極,經(jīng)水泵電機負極回到蓄電池負極。水泵繼電器的控制電路(線圈端)由VCU控制,當控制端子115為低電位(0 V)時,水泵繼電器線圈有電流通過,線圈產(chǎn)生吸力,接通水泵電機電路,水泵工作;當控制端子115為高電位(12 V~14 V)時,線圈無電流通過,水泵繼電器不閉合,水泵不工作。

        2.2 散熱風扇控制電路

        圖2 水泵控制電路

        散熱風扇控制電路如圖3所示,電流從蓄電池的正極經(jīng)熔絲MF02(100 A)后進入前艙電器盒內(nèi),在前艙電器盒內(nèi)電路分為2路,一路經(jīng)熔絲SB02(20 A)后進入風扇繼電器1(高速風扇繼電器),一路經(jīng)熔絲SB03(20 A)后進入風扇繼電器2(低速風扇繼電器),風扇繼電器1控制散熱風扇高速運轉(zhuǎn),風扇繼電器2控制散熱風扇低速運轉(zhuǎn),其控制原理基本相同。以風扇繼電器1控制為例,蓄電池電源經(jīng)熔絲SB02后進入風扇繼電器1,在風扇繼電器1中電路繼續(xù)分成2路,一路為工作電路,另一路為控制電路。在工作電路中,電流經(jīng)風扇繼電器端子30和端子87,分別到散熱風扇1和散熱風扇2高速運行端子,經(jīng)散熱風扇高速電機后搭鐵,最終回到蓄電池負極。在控制電路中,蓄電池電源經(jīng)風扇繼電器1線圈后進入VCU端子V120,當端子V120為低電位(0 V)時,線圈中有電流流過,工作電路接通,散熱風扇1和散熱風扇2高速運轉(zhuǎn);當端子V120為高電位(12 V~14 V)時,線圈中無電流流過,工作電路斷開,散熱風扇1和散熱風扇2停止高速運轉(zhuǎn)。

        圖3 散熱風扇控制電路

        3 水泵及散熱風扇控制策略

        水泵及散熱風扇控制策略見表1所列。

        只要電機控制器(主要發(fā)熱部件為絕緣柵場效應(yīng)晶體管IGBT)溫度、驅(qū)動電機溫度、車載充電機的溫度(在電力分配單元PDU內(nèi))中,有1個達到閥值,水泵就開始運行,當3個部件都低于其溫度閥值,水泵停止工作。

        只要電機控制器(主要發(fā)熱部件為絕緣柵場效應(yīng)晶體管IGBT)溫度、驅(qū)動電機溫度、車載充電機的溫度(在電力分配單元PDU內(nèi))中,有1個達到閥值,散熱風扇就開始低速運行或高速運行,當3個部件都低于其溫度閥值,散熱風扇停止工作。散熱風扇的運行還受到空調(diào)系統(tǒng)制冷劑壓力的影響,當空調(diào)系統(tǒng)制冷劑壓力達到閥值,觸發(fā)散熱風扇低速運行或高速運行。

        如果電機控制器和驅(qū)動電機的溫度超過閥值且冷卻系統(tǒng)工作無法實現(xiàn)降溫,車輛將采取降低功率或停止扭矩輸出,以保護車輛安全。

        4 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置及主要部件

        4.1 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置

        北汽EX360車冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置如圖4所示。

        4.2 冷卻系統(tǒng)主要部件

        (1)水泵。北汽EX360車采用離心式水泵。由于純電動汽車沒有傳動帶驅(qū)動,所以該車水泵的驅(qū)動方式為電機驅(qū)動。水泵連接器的端子1為水泵電機正極,端子2為水泵電機負極。

        (2)散熱器及散熱風扇總成。冷卻液在散熱器內(nèi)從左到右、從上到下流動,以此增加冷卻液在散熱器內(nèi)停留的時間,延長熱交換時間。散熱器外部布滿了散熱器翅片,以此增大散熱面積,提高熱交換效率。散熱風扇置于散熱器后方,其功用是強制空氣吹過散熱器,以增強散熱器的散熱能力,加速冷卻液的冷卻,保證電機控制器,電力分配單元和驅(qū)動電機始終工作在正常溫度范圍。

        (3)補水罐。當車輛運行時,冷卻液溫度上升,體積膨脹,部分冷卻液進入補水罐;當車輛停止運行,冷卻液溫度下降,冷卻液體積收縮,部分冷卻液又

        從補水罐進入散熱器內(nèi)。當更換冷卻液時,可以從補水罐蓋給冷卻系統(tǒng)添加冷卻液。

        表1 水泵及散熱風扇控制策略

        圖4 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置

        5 冷卻系統(tǒng)常見故障排除

        5.1 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)相關(guān)故障代碼

        當冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,可以通過故障檢測儀讀取故障代碼,從而縮小故障診斷范圍。北汽EX360車冷卻系統(tǒng)相關(guān)故障代碼見表2所列。

        5.2 冷卻系統(tǒng)無故障代碼的故障診斷

        北汽EX360車冷卻系統(tǒng)常見無故障代碼故障見表3所列。

        表2 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)相關(guān)故障代碼

        表3 北汽EX360車冷卻系統(tǒng)無故障代碼故障

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