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