學(xué)習(xí)任務(wù)三新能源汽車動力蓄電池故障檢修學(xué)習(xí)活動1動力電池包更換學(xué)習(xí)活動2動力電池管理系統(tǒng)通信故障檢修學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修學(xué)習(xí)活動4動力電池高壓互鎖故障檢修1.任務(wù)引入學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修情景導(dǎo)入

某比亞迪新能源汽車4S店的高級汽車維修工小蔡接到一張任務(wù)工作單：一輛比亞迪2019款E5純電動汽車的車主報修該車無法行駛，啟動車輛后，儀表上動力電池過熱指示燈點亮，OK燈不亮。小蔡使用故障診斷儀初步檢測，讀出動力相關(guān)故障碼，進一步檢修發(fā)現(xiàn)電池冷卻系統(tǒng)冷卻液泵出現(xiàn)故障。如果你是小蔡，應(yīng)該如何檢修該故障呢？2.知識準(zhǔn)備

目前，電動汽車動力電池為鋰離子電池，鋰離子動力電池的性能對溫度變化較敏感，車輛上的裝載空間有限，車輛所需電池數(shù)目較大，電池均為緊密排列連接。在電動汽車中，冷卻系統(tǒng)主要分為兩部分：一是對動力系統(tǒng)的驅(qū)動電機、車輛控制器和DC/DC等部件冷卻，二是對供電系統(tǒng)的動力電池和車載充電器冷卻。此處探討動力電池冷卻系統(tǒng)。

當(dāng)車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運行時，電池會以不同倍率放電，以不同生熱速率產(chǎn)生大量熱量，加上時間累積以及空間影響會產(chǎn)生不均勻熱量聚集，從而導(dǎo)致電池組運行環(huán)境溫度復(fù)雜多變。

動力電池的冷卻性能的好壞直接影響電池的效率，同時也會影響到電池壽命和使用安全。由于充放電過程中電池本身會產(chǎn)生一定熱量，從而導(dǎo)致溫度上升，而溫度升高會影響電池的很多特性參數(shù)，如內(nèi)阻、電壓、SOC、可用容量、充放電效率和電池壽命。為了使動力電池發(fā)揮最佳性能和壽命，需要優(yōu)化電池組的結(jié)構(gòu)，對它進行熱管理，增加散熱設(shè)施，控制電池運行的溫度環(huán)境。國內(nèi)外電動汽車電池組的冷卻方式主要有空氣冷卻、液體冷卻、熱管冷卻等幾種。電池冷卻系統(tǒng)組成學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

比亞迪E5電池組冷卻系統(tǒng)采用的是液體冷卻的方式，其結(jié)構(gòu)主要由電池膨脹水箱、熱交換器、PTC加熱器、電池冷卻管路組成。(1)冷卻液泵冷卻液泵的作用是對整個電池組的冷卻系統(tǒng)中的冷卻液進行強制循環(huán)，如圖3-3-1所示。(2)熱交換板熱交換板是冷卻液的散熱裝置，當(dāng)冷卻液溫度過高時，熱交換器內(nèi)冷卻裝置工作，吸收冷卻液的熱量，使冷卻液降溫，如圖3-3-2所示。(3)PTC加熱器加熱器在冷卻系統(tǒng)冷卻液溫度過低時，用來加熱冷卻液，電池管理器通過PTC加熱器對電池組進行熱管理。電池冷卻系統(tǒng)組成學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

電池冷卻介質(zhì)通過板式換熱器和空調(diào)制冷介質(zhì)進行熱量交換。在板式換熱器里面降溫后的電池冷卻介質(zhì)通過電動冷卻液泵帶到動力電池組里面與電池進行熱量交換，從而帶走電池的熱量，達(dá)到為電池降溫的效果?？照{(diào)根據(jù)電池組目標(biāo)冷卻液溫度，通過調(diào)節(jié)板式換熱器處制冷劑的狀態(tài)(壓力、溫度、流量)和壓縮機轉(zhuǎn)速來控制電池組進水管溫度，從而達(dá)到較精準(zhǔn)電池冷卻控制。條件：單體電池超過35℃,溫差超過5℃,開始自動液冷冷卻；電池組均溫超過35℃,由空調(diào)制冷劑冷卻，溫度降至33℃時停止。直流充電：≥33℃;交流充電：≥35℃開啟。（1）當(dāng)電池溫度過高時，主控制器控制冷卻液泵開始工作，從而達(dá)到降溫的目的。（2）電池組冷卻管路平鋪在每個電池組底部和側(cè)部，通過冷卻液的循環(huán)帶走電池組的熱量，使電池組處于合適的工作溫度。電池冷卻系統(tǒng)控制策略學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

電池冷卻液循環(huán)工作模式主要有以下幾種：（1）乘員艙制冷：關(guān)閉電池冷卻電子膨脹閥。根據(jù)目標(biāo)通道溫度來控制電動壓縮機的轉(zhuǎn)速。（2）電池冷卻：關(guān)閉空調(diào)電子膨脹閥，打開電池冷卻電子膨脹閥。根據(jù)過熱度控制電子膨脹閥開度；根據(jù)電池組進口的冷卻液溫度來控制電動壓縮機的轉(zhuǎn)速，且開啟冷卻液泵。（3）乘員艙制冷和電池冷卻：打開兩個電子膨脹閥。根據(jù)乘員艙目標(biāo)通道溫度及電池組進口的冷卻液溫度共同控制電動壓縮機的轉(zhuǎn)速(或者傳動帶驅(qū)動壓縮機的開關(guān)),且開啟冷卻液泵。（4）電池內(nèi)循環(huán)：空調(diào)收到BMS內(nèi)循環(huán)命令后，空調(diào)開啟電動冷卻液泵。動力電池冷卻液循環(huán)路線圖學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

動力電池作為電動汽車的動力能源，其充電、做功的發(fā)熱一直阻礙著電動汽車的發(fā)展。動力電池的性能與電池溫度密切相關(guān)。40～50℃以上的高溫會明顯加速電池的衰老，更高的溫度(如120～150℃以上)則會引發(fā)電池?zé)崾Э?。動力電池工作后是必然要發(fā)熱的，常態(tài)下是可控的，但是非常態(tài)下會失控。如果失控，必然會發(fā)生火災(zāi)。技術(shù)上必須要搞清楚，對失控原因分析是必要的工作。歸納起來，有內(nèi)、外兩個方面的基本原因：（1）外因：過充電觸發(fā)熱失控、外力導(dǎo)致熱失控、過熱觸發(fā)熱失控。（2）內(nèi)因：電池內(nèi)部短路觸發(fā)熱失控。動力電池的發(fā)熱原因?qū)W習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

參與“熱失控”反應(yīng)的是鋰電池中的氧化鈷。加熱這種化學(xué)物達(dá)到一定溫度，它就開始自發(fā)熱，然后發(fā)展成起火和爆炸。在某些情況下，這種有機電解液釋放壓力會導(dǎo)致電池破裂。如果暴露在高溫環(huán)境下，或者是遇到火花，它也有可能會燃燒。

從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱升高溫度，這又反過來又讓系統(tǒng)變得更熱。

熱失控現(xiàn)象及其強度與鋰電池組的大小、配置和電池單元的數(shù)量有關(guān)。小型鋰電池組只有幾個鋰電池單元，所以熱失控從有問題的電池單元傳播到其他單元的機會相對較低。而巨大的電池組就是另外一回事了：它們裝在密封的金屬盒里，不能排放余熱，當(dāng)一個電池單元熱到足以點燃電解質(zhì)時，其余的電池單元就會迅速跟進。動力電池的發(fā)熱原因?qū)W習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修2.知識準(zhǔn)備

電池充電時，金屬鋰的表面沉積非常容易聚結(jié)成枝權(quán)狀鋰枝晶，從而刺穿隔膜，造成正負(fù)極直接短路。而且，金屬鋰非常活潑，可直接和電解液反應(yīng)放熱，其熔點又很低，即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜，只要溫度稍高，金屬鋰就會熔化，從而引發(fā)短路。材料發(fā)生氧化還原熱反應(yīng)的溫度越高，表明其氧化能力越弱，正極材料的氧化能力越強，發(fā)生反應(yīng)就越劇烈，也越容易引發(fā)安全事故。

動力電池是能源系統(tǒng)，工作一定會發(fā)熱。要保障絕對安全，必須從工程上用可靠的技術(shù)來保障它的發(fā)熱是可控的。動力電池的發(fā)熱原因?qū)W習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修工量具、儀器設(shè)備與耗材準(zhǔn)備3.工作準(zhǔn)備序號工具及材料名稱單位數(shù)量備注1汽車防護套裝（車內(nèi)和車外）套4

2安全防護套裝套43絕緣維修工具（視車型）套4

4測量儀器（萬用表、絕緣表等）套45實訓(xùn)車輛臺4

6解碼儀（VDS2100）個47元件套若干學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修操作步驟車輛啟動上電故障自診斷安裝室操作方法踩下剎車，并按下起動開關(guān)，觀察儀表提示信息及警告燈。連接診斷儀，讀取并記錄故障代碼。操作提示(１)主要是留意儀表提示信息。4.任務(wù)實施驗證故障現(xiàn)象學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修操作步驟操作方法用鯉魚鉗拆下電池組冷卻液泵上的進水管和出水管卡箍，拔下水管。拔下冷卻液泵低壓插接線束，拆下冷卻液泵固定螺栓。將冷卻液泵取下，檢查電池組冷卻液泵外觀及插口是否損壞，發(fā)現(xiàn)插口有損壞，更換電池組冷卻液泵。操作提示檢查要仔細(xì)4.任務(wù)實施拆卸電池組冷卻液泵拆卸冷卻液管拆卸低壓插接線束檢查冷卻液泵學(xué)習(xí)活動3動力電池冷卻系統(tǒng)故障檢修操作步驟操作方法啟動車輛，連接診斷儀，打開電池冷卻內(nèi)循環(huán)控制打開膨脹罐蓋，再次緩慢加注冷卻液，直至膨脹罐內(nèi)冷卻液量達(dá)到容積80%左右，且液位不再下降操作提示管路檢查，確保冷卻液管路4.任務(wù)實施安裝電池組冷卻液泵安裝冷卻液泵安裝維修開關(guān)連接蓄電池負(fù)極電纜加注冷卻液