新能源汽車維修大講堂-8

前言

通過之前的學(xué)習(xí)，相信大家都已經(jīng)對(duì)電動(dòng)汽車的基本架構(gòu)和核心部件有了深入了解，實(shí)際上電動(dòng)汽車比傳統(tǒng)燃油汽車還是簡單多了，修電動(dòng)汽車也比修燃油車更輕松一些，因?yàn)殡妱?dòng)汽車相比傳統(tǒng)燃油車，少了很多機(jī)械裝置，更多 是電子部件。

但是，電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)燃油車，有一個(gè)系統(tǒng)卻是變得更復(fù)雜了，那就是它的“熱管理系統(tǒng)”。這節(jié)課，我們就來盤一下它。

新能源汽車熱管理系統(tǒng)

什么是熱管理系統(tǒng)？說通俗點(diǎn)，就是用來控制溫度的系統(tǒng)。包括：空調(diào)制冷、暖風(fēng)加熱、還有重要部件的保溫和散熱，等等這些。總之，所有需要對(duì)溫度進(jìn)行管控的地方，都統(tǒng)稱為熱管理系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)燃油車上，需要控制溫度的，主要就是這2個(gè)地方，一個(gè)是座艙，也就是咱們車內(nèi)的這個(gè)乘坐空間，這里面的溫度一定要合適，天冷了需要開暖風(fēng)，天熱了需要開空調(diào)，不然肯定會(huì)感覺不舒服；另一個(gè)就是發(fā)動(dòng)機(jī)，它需要冷卻系統(tǒng)來散熱，并且冷卻液的水溫要保持在90℃左右，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)才能正常工作。所以，傳統(tǒng)燃油車的熱管理，就只有空調(diào)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，這2個(gè)子系統(tǒng)。而這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)，其實(shí)也是發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶來驅(qū)動(dòng)的，因此這2個(gè)子系統(tǒng)，其實(shí)都是集成在發(fā)動(dòng)機(jī)上面。

圖傳統(tǒng)燃油車熱管理系統(tǒng)

新能源汽車的熱管理，有何特別之處？

新能源汽車需要控制溫度的地方就更多了，主要多在這兩個(gè)地方。一個(gè)是動(dòng)力電池，一個(gè)是高壓部件，為了保證它們能夠正常工作，都需要控制溫度。尤其是這個(gè)動(dòng)力電池，和咱手機(jī)電池一樣，溫度太低了電量就耗得快，所以在越冷的地方，電動(dòng)車的續(xù)航能力就越差；溫度高了更不行，動(dòng)力電池一旦過熱，就有自燃起火的可能，那可是要命的事。除了動(dòng)力電池，其他的一些高壓部件也需要合適的工作溫度。所以，針對(duì)新能源汽車的動(dòng)力電池和高壓部件，就增加了兩個(gè)熱管理的子系統(tǒng)，專門用來控制它們的工作溫度。

新能源汽車熱管理系統(tǒng)任務(wù)更多

另外，新能源汽車用來加熱升溫、以及制冷散熱的核心部件，和傳統(tǒng)燃油車也有所不同。比如，它的空調(diào)壓縮機(jī)就不能用發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，要改成電動(dòng)壓縮機(jī)，用電來驅(qū)動(dòng)。另外，加熱也是需要電氣元件來實(shí)現(xiàn)，要么采用熱泵空調(diào)，要么采用PTC。什么是熱泵？什么是PTC？我們一會(huì)再講。

大家會(huì)不會(huì)有這個(gè)疑問？為什么動(dòng)力電池和其他高壓部件，不能共用一套熱管理系統(tǒng)，而是要分開呢？答案很簡單，它們對(duì)溫度的要求不一樣。動(dòng)力電池最適宜的工作溫度，是25-35℃？而其他高壓部件呢，它們的工作溫度要更高一些，是50-65℃。所以，只能對(duì)它們分開管理、分開控制。這樣看來，新能源汽車熱管理的幾個(gè)子系統(tǒng)需要的溫度，是不是都不一樣？有的高有的低，所以這就比較麻煩了。

新能源汽車的冷熱循環(huán)管路幾乎遍布全車

既然溫度不同，那么這些系統(tǒng)的冷熱循環(huán)管路肯定要分開，要分別鋪設(shè)到各個(gè)需要控制溫度的部件那里，這樣一來，整個(gè)的管路系統(tǒng)就比傳統(tǒng)燃油車復(fù)雜多了，這意味著，容易出現(xiàn)問題的故障點(diǎn)也變多了，比如，水路有可能會(huì)漏冷卻液，空調(diào)管路有可能會(huì)漏制冷劑（氟利昂），這些都是我們維修人員將來可能會(huì)遇到，并要去解決的問題。當(dāng)然這也說明了一點(diǎn)，在熱管理的維修上，大家將來是可以賺到錢的！

另外，除了冷熱循環(huán)管路，新能源汽車整個(gè)的溫度控制也變得更加復(fù)雜了。為什么？因?yàn)闇囟瓤刂疲瑹o論是升溫還是降溫，都有可能要消耗掉寶貴的電能，為了把整體的能耗降到最低，就要合理地、精準(zhǔn)地去調(diào)配冷熱循環(huán)，盡量做到少花錢還多辦事，這才是熱管理的精髓所在。

說到這不得不夸一下特斯拉，因?yàn)樗跓峁芾砜刂品矫妫_實(shí)是很厲害，堪稱熱管理大師！

特斯拉的熱管理系統(tǒng)

大家來看一下，這個(gè)就是特斯拉的熱管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理圖，看上去是不是非常復(fù)雜？

特斯拉的“八爪魚”

右邊這個(gè)管路交叉的地方，就是特斯拉那個(gè)著名的“八爪魚”，也就是就是用于熱管理控制的“八通閥”，它設(shè)計(jì)得確實(shí)非常精妙，把這么多溫控閥門都集成到了一起，變?yōu)榱艘粋€(gè)高度集成的部件，讓它能夠同時(shí)控制總共8條的冷熱循環(huán)管路。不像有些國產(chǎn)車，控制部件東一個(gè)西一個(gè)，各自為戰(zhàn)，非常零亂繁雜。

正是通過這個(gè)“八爪魚”的各種通斷組合，再配合外圍部件的工作，特斯拉能夠?qū)崿F(xiàn)多達(dá)12種的加熱模式，還有3種制冷模式。為什么要有這么多的模式？模式多了肯定好呀，這樣才能對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)，實(shí)施更加精準(zhǔn)的溫度控制。而且，更厲害的是，在這個(gè)“八爪魚”的指揮下，各個(gè)子系統(tǒng)的熱量，可以更靈活、更巧妙地相互調(diào)配。比如，當(dāng)動(dòng)力電池溫度還很低，需要加熱的時(shí)候，可以把電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的多余熱量，直接輸送到動(dòng)力電池那里，這樣就不需要額外消耗能量，來給動(dòng)力電池加熱。可以這么說，在熱量的合理調(diào)配和充分利用方面，特斯拉的熱管理系統(tǒng)已經(jīng)做到了極致。

Tesla熱管理系統(tǒng)簡圖

關(guān)于新能源汽車熱管理系統(tǒng)，關(guān)于它在溫度控制方面的更多細(xì)節(jié)，我們就不展開說了，畢竟大家學(xué)這些東西，只是為了維修，我們知道它的基本原理和構(gòu)造，就可以了。更重要的是，我們要知道這個(gè)系統(tǒng)，什么地方容易出問題？應(yīng)該怎么去檢修？這方面的知識(shí)，以后我們?cè)偕钊雽W(xué)習(xí)。

熱泵和PTC

對(duì)了，說到這里，還要補(bǔ)充講一下剛才提到的兩個(gè)加熱部件，熱泵和PTC。

這兩個(gè)部件都是用來加熱，也就是提供熱量的，但是這兩個(gè)東西的工作原理完全不一樣。

熱泵加熱示意圖

熱泵，也叫熱泵空調(diào)，它和咱家里的冷暖空調(diào)差不多，既能制冷也能取暖。

空調(diào)的工作原理大家應(yīng)該都知道吧？核心就是要通過空調(diào)管路里面制冷劑的形態(tài)變化（氣態(tài)變液態(tài)，放熱；液態(tài)變氣態(tài)，吸熱），來改變整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的熱量分布，讓它一頭冷一頭熱。在蒸發(fā)器所在的這一頭，制冷劑從液態(tài)變成氣態(tài)，要吸收熱量，于是蒸發(fā)器就會(huì)變冷；在冷凝器所在的另一頭，制冷劑從氣態(tài)又會(huì)變回液態(tài)，要釋放熱量，于是冷凝器就會(huì)變熱。所以，空調(diào)其實(shí)本身不產(chǎn)生熱量，它只是熱量的搬運(yùn)工，把熱量從蒸發(fā)器這一頭搬到了冷凝器那一頭，讓這兩頭產(chǎn)生溫差。這個(gè)溫差越大，空調(diào)的效果就越好。

家用冷暖空調(diào)，其實(shí)就是一個(gè)室內(nèi)機(jī)加上一個(gè)室外機(jī)，但它是可以雙向循環(huán)、雙向搬運(yùn)熱量的。夏天制冷的時(shí)候，室內(nèi)機(jī)作為蒸發(fā)器，室外機(jī)作為冷凝器，通過壓縮機(jī)的工作，將室內(nèi)的熱量搬到了室外，房間里面就涼快了；冬天制熱取暖的時(shí)候，正好反過來，室內(nèi)機(jī)變成了冷凝器，室外機(jī)變成了蒸發(fā)器，于是壓縮機(jī)又將熱量從室外搬到了室內(nèi)，這樣房間就暖和了。

熱泵制冷示意圖

對(duì)于傳統(tǒng)燃油車來說，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)就像是個(gè)大鍋爐，燃油燃燒之后產(chǎn)生的熱量，可以將冷卻液加熱到90℃左右，所以這個(gè)熱水就直接可以用來取暖，于是空調(diào)只需要能制冷就行，因?yàn)樗嚴(yán)锎禌鲲L(fēng)，空調(diào)的蒸發(fā)器就要裝在盡量靠近車內(nèi)的位置，也就是儀表臺(tái)內(nèi)部的風(fēng)道里面，而冷凝器就要裝在車頭最前面，便于迎風(fēng)散熱。

但是，新能源車不一樣，純電動(dòng)車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，插電混動(dòng)或者增程式電動(dòng)雖然有發(fā)動(dòng)機(jī)，但也很少工作。因此，很多新能源車就用上了熱泵空調(diào)，這樣既能制冷又能制熱。車?yán)锍苏舭l(fā)器，還增加了冷凝器，而車外那個(gè)冷凝器也可以當(dāng)做蒸發(fā)器使用。通過閥門的切換，讓制冷劑能反向循環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)車內(nèi)取暖。當(dāng)然，對(duì)于那些需要加熱的部件，比如動(dòng)力電池，熱泵產(chǎn)生的熱量也可以用來給它加熱。

再來看一下PTC，大家千萬別被這個(gè)洋名唬住了，它其實(shí)就是一個(gè)電加熱器，不是什么高科技，和“電吹風(fēng)”或“熱得快”一樣，就是用來吹熱風(fēng)或者燒熱水的。

PTC加熱器

為什么叫做PTC？這個(gè)PTC是英文“正溫度系數(shù)”的簡稱，具體什么工作原理，我們?cè)谶@里也不展開說了。反正每個(gè)行當(dāng)都有它的規(guī)矩，有它的術(shù)語，也可以說是“黑話”，在新能源汽車這個(gè)圈子里，人家就叫做PTC，不能叫做電加熱器。沒辦法，進(jìn)了這一行，咱就得按這一行的規(guī)矩來說話辦事，否則和別人聊不到一塊。

剛才說了，熱泵空調(diào)是搬運(yùn)熱量，而PTC則是通過電流來產(chǎn)生熱量，將電能轉(zhuǎn)化為熱能。PTC的優(yōu)點(diǎn)是升溫很快，一通電就會(huì)發(fā)熱，而且部件的成本很低，比熱泵空調(diào)低多了。但是它的缺點(diǎn)也很明顯，那就是能耗高，它的耗電量大概是熱泵的3倍，比如新能源車上裝的PTC，功率基本都是2千瓦以上，而熱泵也就700多瓦。為什么？你可以這么簡單理解，搬磚雖然累，但還是是累不過人家燒磚的。同樣的道理，生產(chǎn)熱量也比搬運(yùn)熱量更加費(fèi)力。

在新能源汽車上，熱泵和PTC都有可能出現(xiàn)，有的車只有熱泵，比如特斯拉MODEL Y，售價(jià)較低的車出于成本考慮，大多只能用上PTC，比如？ ，有的車既有熱泵又有PTC，比如大眾ID系列，目的是讓這哥倆能取長補(bǔ)短相互配合。

雖然不同廠家有不同的熱管理策略，但萬變不離其宗，核心就是這些東西。

熱管理系統(tǒng)故障檢修

前面說了，新能源汽車熱管理系統(tǒng)的管路非常復(fù)雜，既有冷熱水循環(huán)管路，還有空調(diào)的高低壓管路，所以就很容易出現(xiàn)各種漏水漏氟的故障，這些故障點(diǎn)就是我們的創(chuàng)收點(diǎn)。

來看一個(gè)維修案例，一輛威馬的純電動(dòng)車經(jīng)常缺冷卻液，車主開去路邊小修理店檢查過，也看不出哪里有明顯的泄漏，于是發(fā)現(xiàn)冷卻液少了就加，就這么湊合開著，后來漏得越來越嚴(yán)重，直到有一天，車輛突然無法正常上電，徹底趴窩了。

故障代碼

到了修理廠，連接診斷儀檢查，讀到這個(gè)故障碼：“P12C81A，高壓繼電器斷開，絕緣故障”，這其實(shí)就是說，已經(jīng)漏電保護(hù)了，看來是有大問題。聽車主說，這車經(jīng)常缺冷卻液，檢查發(fā)現(xiàn)是高壓系統(tǒng)專用的補(bǔ)水罐缺液，那就和故障碼對(duì)上了，肯定是哪個(gè)高壓部件的水路漏液，導(dǎo)致這個(gè)“絕緣故障”。于是順藤摸瓜進(jìn)行檢查，當(dāng)測(cè)量動(dòng)力電池的高壓正極和負(fù)極對(duì)外殼的絕緣電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值都偏小，那肯定就是動(dòng)力電池內(nèi)部有問題了。

于是拆下動(dòng)力電池，開蓋一看，果不其然，里面漏的水，差不多能養(yǎng)魚了。哪漏的呢？拆下電池模組，對(duì)水路系統(tǒng)“打壓測(cè)漏”，怎么個(gè)測(cè)法？就和自行車補(bǔ)胎一樣一樣的，往管路里面打氣，看氣從哪里跑出來就是了。一測(cè)就發(fā)現(xiàn)了，原來是其中一塊水冷板有點(diǎn)破損，冷卻液就是從這里漏到了電池倉，并引發(fā)了漏電和絕緣故障。

將這塊水冷板焊好，再次打壓檢查，已不再泄露，然后將電池重新裝好，再次測(cè)量它的絕緣電阻，也已經(jīng)恢復(fù)到正常值，這個(gè)故障就修好了。這么一個(gè)導(dǎo)致車輛趴窩的嚴(yán)重故障，其實(shí)就是熱管理系統(tǒng)漏液導(dǎo)致的，檢修起來是不是還算挺輕松的？

能收費(fèi)多少呢？肯定比修傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)漏水，要貴多了。想要賺到這份錢，就要好好學(xué)習(xí)，掌握新能源汽車的檢修技能。比如，你要知道，怎么檢查絕緣故障？怎么高壓下電保證安全？怎么拆裝電池包？這些其實(shí)也很簡單，通過系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，很快就能上手。

熱管理系統(tǒng)在新能源汽車?yán)镉l(fā)重要

最后，我們?cè)賮砜偨Y(jié)一下這個(gè)故障案例，看看針對(duì)新能源汽車的熱管理系統(tǒng)，我們?cè)谲囕v的日常使用和維護(hù)當(dāng)中，需要注意些什么？如果發(fā)現(xiàn)新能源汽車?yán)鋮s液的液面，有明顯下降，那我們就要注意了，不能像對(duì)待燃油車那樣，掉以輕心不當(dāng)回事。因?yàn)椋坏├鋮s液漏入到哪個(gè)高壓部件的內(nèi)部，就會(huì)引發(fā)絕緣故障，這不是小毛病，搞不好車會(huì)趴窩的！要是冷卻液漏到外面，造成管路缺液，也會(huì)影響到散熱，使得動(dòng)力電池、電機(jī)這些重要部件無法正常工作，也會(huì)出大問題。所以，日常使用當(dāng)中，我們最好定期檢查新能源汽車的冷卻液，及早發(fā)現(xiàn)滲漏故障，并妥善維修。

歡迎線上購買《汽車之友》雜志

北京時(shí)尚

成都雜志鋪

掃碼進(jìn)店，線上購買，快遞到家

獲取更多圖文資訊，歡迎關(guān)注《汽車之友》微信公眾號(hào)

獲取更多視頻資訊，敬請(qǐng)關(guān)注《汽車之友》視頻號(hào)