北汽EX360車冷卻系統的結構原理與檢修

福建船政交通職業學院 黃林火

1 北汽EX360車冷卻系統的工作原理

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

圖1 冷卻系統工作原理

水泵將冷卻液加壓后送至MCU水道，然后進入PDU水道，再經驅動電機水道流入散熱器，散熱器對已經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，如此循環對系統相關部件進行散熱。

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，冷卻系統根據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，補水罐內冷卻液通過底部水管流回到系統中。當系統的冷卻液不足時，通過補水罐蓋可添加冷卻液，冷卻系統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熔絲MF02（100 A）后到達前艙電器盒，在前艙電器盒經過熔絲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熔絲MF02（100 A）后進入前艙電器盒內，在前艙電器盒內電路分為2路，一路經熔絲SB02（20 A）后進入風扇繼電器1（高速風扇繼電器），一路經熔絲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，風扇繼電器2控制散熱風扇低速運轉，其控制原理基本相同。以風扇繼電器1控制為例，蓄電池電源經熔絲SB02后進入風扇繼電器1，在風扇繼電器1中電路繼續分成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；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。

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（主要發熱部件為絕緣柵場效應晶體管IGBT）溫度、驅動電機溫度、車載充電機的溫度（在電力分配單元PDU內）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（主要發熱部件為絕緣柵場效應晶體管IGBT）溫度、驅動電機溫度、車載充電機的溫度（在電力分配單元PDU內）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系統制冷劑壓力的影響，當空調系統制冷劑壓力達到閥值，觸發散熱風扇低速運行或高速運行。

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

4 冷卻系統結構布置及主要部件

4.1 北汽EX360車冷卻系統結構布置

北汽EX360車冷卻系統結構布置如圖4所示。

4.2 冷卻系統主要部件

（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動，所以該車水泵的驅動方式為電機驅動。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。冷卻液在散熱器內從左到右、從上到下流動，以此增加冷卻液在散熱器內停留的時間，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。當更換冷卻液時，可以從補水罐蓋給冷卻系統添加冷卻液。

表1 水泵及散熱風扇控制策略

圖4 北汽EX360車冷卻系統結構布置

5 冷卻系統常見故障排除

5.1 北汽EX360車冷卻系統相關故障代碼

當冷卻系統出現故障時，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車冷卻系統相關故障代碼見表2所列。

5.2 冷卻系統無故障代碼的故障診斷

北汽EX360車冷卻系統常見無故障代碼故障見表3所列。

表2 北汽EX360車冷卻系統相關故障代碼

表3 北汽EX360車冷卻系統無故障代碼故障