电动汽车在使用过程中，由于各电器系统中功率的损耗会产生大量的热量，温度过高会影响系统的正常工作，为了维持系统的正常工作，需要维持这些温度在一定的范围之内，因此设计了冷却系统来对这些易于发热的系统进行冷却，降低工作温度，延长系统的使用寿命。定期对冷却系统进行维护和保养有利于汽车正常运作和提高其寿命。

1.冷却系统原理介绍

动力电池作为汽车的动力源，其充电、放电的发热会一直存在。动力电池的性能和电池温度密切相关。

为了尽可能延长动力电池的使用寿命并获得最大功率，需在规定温度范围内使用蓄电池。原则上在-40～55℃范围内，动力电池单元处于可运行状态。动力电池单元都装有冷却装置，动力电池冷却系统有空调循环冷却式、水冷式和风冷式。

1）空调循环冷却式

在高端电动汽车中，动力电池内部有与空调系统连通的制冷剂循环回路。动力电池单元直接通过冷却液进行冷却，冷却液循环回路与制冷剂循环回路通过冷却液制冷剂热交换器（即冷却单元）连接。因此，空调系统制冷剂循环回路由两个并联支路构成，一个用于冷却车内空间，另一个用于冷却动力电池单元，2个支路各有一个膨胀和截止组合阀。

电动冷却液泵通过冷却液循环回路输送冷却液。只要冷却液的温度低于电池模块，仅利用冷却液的循环流动便可冷却电池模块。冷却液温度上升，不足以使电池模块的温度保持在预期范围内。因此必须要降低冷却液的温度，这时需借助冷却液制冷剂热交换器（即冷却单元）。这是介于动力电池冷却液循环回路与空调系统制冷剂循环回路之间的接口。

如冷却单元上的膨胀和截止组合阀使用电气方式启用并打开，液态制冷剂将流入冷却单元并蒸发。这样可吸收环境空气热量，也是一种流经冷却液循环回路的冷却液。电动空调压缩机（EKK）再次压缩制冷剂并输送至电容器，制冷剂在此重新变为液体状态，因此制冷剂可再次吸收热量。

为了确保冷却液通道排出电池模块热量，必须以均匀分布的作用力将冷却通道整个平面压到电池模块上，通过嵌入冷却液通道的弹簧条产生该压紧力。针对电池模块几何形状和下半部分壳体对弹簧条进行了相应调节。热交换器的弹簧条支撑在高电压蓄电池单元的壳体下部件上，从而将冷却液通道压到电池模块上。

动力电池单元冷却液循环回路内的电动冷却液泵额定功率为50 W。电动冷却液泵利用冷却单元上的支架固定，其安装于动力电池的右后角。

2）水冷式

水冷式动力电池冷却系统是使用特殊的冷却液在动力电池内部的冷却液管路中流动，将动力电池产生的热量传递给冷却液，从而降低动力电池的温度。下面以荣威E50电动汽车为例介绍动力水冷式冷却系统。

荣威E50冷却系统分为2个独立的系统，分别是逆变器（PEB）/驱动电动机冷却系统、高压电池包冷却系统（ESS）。

冷却系统利用热传导的原理，通过冷却液在各个独立的冷却系统回路中循环，使驱动电动机、逆变器（PEB）和动力电池包保持在最佳的工作温度。冷却液是50%的水和50%的有机酸技术（OAT）的混合物。冷却液要定期更换才能保持其最佳效率和耐腐蚀性。

（1）膨胀水箱。膨胀水箱装有泄压阀，安装在逆变器（PEB）托盘上，溢流管连接到电池冷却器的出液管上，出液管连接在冷却水管三通上。膨胀水箱外部带有“MAX”和“MIN”刻度标示，便于观察冷却液液位。

（2）软管。橡胶冷却液软管在各组件间传送冷却液，弹簧卡箍将软管固定到各组件上。动力电池冷却系统（ESS）软管布置在前舱内和后地板总成下。

（3）冷却水泵。动力电池冷却系统冷却液泵通过安装支架，并由2个螺栓固定在车身底盘上，经由其运转来循环高压电池包冷却系统。

（4）电池冷却器（Chiller）是动力电池冷却系统的关键部件，它负责将动力电池维持在一个适当的工作温度，使动力电池的放电性能处于最佳状态。电池冷却器主要由热交换器，带电磁阀的膨胀阀（TXV），管路接口和支架组成。热交换器主要用于动力电池冷却液和制冷系统的制冷剂的热交换，将动力电池冷却液中的热量转移到制冷剂中。

BMS负责控制电动水泵，电动水泵会在高压电池包温度上升到32.5℃时开启，在温度低于27.5℃时关闭，BMS发出要求电池冷却器膨胀阀关闭和水泵运转的信号。

ETC收到来自BMS的膨胀阀电磁阀开启的信号要求，ETC首先打开电池冷却器膨胀阀的电磁阀，并给EAC发起动信号。

高压电池组最适宜温度值为20～30℃。正常工作时，当高压电池组的冷却液温度在30℃以上时，ETC会限制乘客舱制冷量，冷却液温度在48℃以上，ETC会关闭乘客舱制冷功能，除霜模式除外。

ETC只控制冷却液温度。BMS控制冷却液与BMS高压电池包内部的热量交换。

当车辆进入快速充电模式时，ETC会被网关模块唤醒，此时高压电池包冷却系统进入正常工作状态。

3）风冷式

风冷式动力电池冷却系统是利用散热风扇将来自车厢内部的空气吸入动力电池箱，以冷却动力电池以及动力电池的ECU等部件。

丰田普锐斯、凯美瑞（混动版）、卡罗拉双擎、雷凌双擎采用风冷式动力电池冷却系统。

车厢内部的空气通过位于后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池或DC/DC转换器（混合动力车辆转换器），以降低动力电池和DC/DC转换器（混合动力车辆转换器）的温度。空气通过排气管从车内排出。

车厢内部的空气通过位于后窗台装饰板上的进气管流入，向下流经动力电池，以降低动力电池温度，然后经过BMS、总正负继电器等电器元件，降低自身温度后，通过排气管将空气排除车内。

散热风扇为直流低电压风扇，配备独立的DC/DC转换器；当散热风扇工作时，电流从动力电池流出经过DC/DC转换器将350 V直流高电压转换成12～16 V的直流低电压，提供给散热风扇。

在电动汽车系统中，主要发热部件有驱动电机、电机控制器和PDU，PDU中的主要发热组件为OBC和DC/DC直流转化模块。

冷却液经过水泵加压后，被输送到电机控制器，经过电机控制器后冷却液进入了PDU中，经PDU后进入驱动电机，最后从驱动电机回到散热器进行散热，经过散热后的冷却液再次进入水泵，并以此方式不断循环带走系统中多余的热量。

冷却系统工作原理如图4-35所示。

图4-35　冷却系统工作原理

水泵及风扇的开启与停止都由VCU进行控制，MCU电机控制器温度（实际上指IGBT的温度）、驱动电机的温度及PDU的温度（实际上指的充电机的温度）都被采集被送到VCU内，VCU据此判断部件的冷却需求。只有当某一系统有冷却需求时，它才会开启。

散热器的后方安装了两个电子风扇，系统会根据温度的情况来决定是否开启风扇工作，并且根据冷却需求选择低速挡还是高速挡。这是开式的冷却系统，在散热器旁边配置了一个冷却系统补水罐，有下面4个功能：

①冷却系统的气泡可以通过散热器上方的排气管排出到补水罐；

②当温度升高，冷却液膨胀时，系统内多余的冷却液可以排到此罐内；

③当温度降低时，补水罐内的冷却液可以通过底部的补充到系统中；

④当系统的冷却液不足时，通过此补水罐的口来添加冷却液，确保冷却液面位于补水罐中的上刻度线和下刻度线之间。

在散热器的下方配有一排空阀，用于冷却液的更换和维护保养时使用。

2.冷却系统的结构

冷却系统结构如图4-36所示，零件明细如表4-20所示。

图4-36　冷却系统结构

表4-20　零件明细表

1）主要零部件介绍

（1）水泵。水泵的作用是对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。由于纯电动汽车和传统车有着一定的区别，水泵的驱动方式由机械传动变为电机驱动。有的车型采用的是离心式水泵。

检测方法：用两根导线直接将蓄电池正负极与水泵正负极连接进行测试时，因为水泵有正负极性要求，在蓄电池端的两根导线要对调测试一次，对调后，水泵的转向将改变，以免误判。

（2）散热器及风扇总成。散热器中的冷却液自左向右后自上向下流动，冷却液在散热器内蜿蜒曲折的流动，以此在增加冷却液在散热器内停留的时间，延迟热交换的时间，另外在散热器的外部布满了散热翅片，以此来增大散热面积，提高热量交换的效率，通过这两种方式将从MCU、PDU和电机的热量散发到大气中。

散热风扇置于散热器的后面，风扇的功用是当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加速冷却液的冷却，保证驱动电机控制器及驱动电动机始终能在最适宜的温度下正常工作。轿车上大多采用电动风扇。电动风扇由电动机驱动并由蓄电池供电，所以风扇转速与驱动电机转速无关。图4-37为双速电机，所以有两路工作电路，一路控制风扇低速运转，一路控制风扇高速运转。系统会根据温度的状况来选择风扇的转速。

（3）补水罐。在常温下为了达到良好的冷却效果，将添置尽可能多的冷却液，冷却液会随着温度的升高而膨胀，为了收集膨胀出来的冷却液，在系统中设置了一个膨胀罐，而且随着温度的上升还会产生气泡（水开了就会有气泡），膨胀罐还能将这些气泡产生的气给排出系统。当冷却系统温度降低后，冷却液会收缩，然后系统内的冷却液面就会下降，为了补充这部分的冷却液，补水罐的冷却液会经过补水罐补充到散热器内。所以膨胀罐和补水罐就是同一东西，只是说明了两不同阶段的作用。

图4-37　双速电机

补水罐的另一个作用就是用来添加冷却液。

（4）冷却液。正确使用冷却液，可起到防腐蚀、冷却防水垢和防冻结等作用，能够使冷却系统始终处于最佳的工作状态，保证驱动电机的正常工作温度。

冷却液液位检查：将车辆停驻在水平路面上，仔细阅读和遵守相关警告说明，打开前机舱盖。冷却液膨胀罐，待电机冷却后检查冷却液液位。　“MAX”为冷却液上限标记，“MIN”为冷却液下限标记。冷却液液位应位于上限标记与下限标记之间，如液位偏低，须添加冷却液。

冷却液添加：

①若电机处于热态，关闭驱动系统并等待其冷却。

②为防止烫伤，用一块厚布包住膨胀罐盖，然后慢慢拧下膨胀罐盖。

③必须添加新冷却液。加注后冷却液液位必须处在标记范围内，至少高于“MIN”标记。

④装上并拧紧膨胀罐罐盖。

注意：

①不允许用不同的冷却液添加剂与先前的冷却液添加剂混合。

②符合标准的冷却液添加剂可防止霜冻、腐蚀和结垢，此外还能提高沸点。因此，冷却系统务必全年加注防冻防腐剂。

③如果出于气候原因需要更强的防冻效果，可以提高冷却液的比例，但最高只到60%（防冻温度最低至约-40℃），否则防冻效果会减弱，此外还会降低冷却效果。

④使用折射计确定当前的防冻液浓度。

⑤如果更换了散热器、驱动电机等，就不能重新使用已经用过的冷却液。

⑥防冻液用量及规格：请根据车型选用规定的冷却液及规格。

2）拆装

散热器及电子风扇总成拆装如图4-38所示。

（1）关闭点火开关及所有用电器。

（2）将合适的冷却液收集容器置于排空阀下面，然后逆时针方向旋松散热器排空塞，排空冷却散热器内的冷却液；为了快速将冷却液排空，请将补水罐的盖打开。

（3）如图4-38所示，按住插头上的锁片，然后用力往外拔，将断开电子风扇线束插头。注意有2个插头。

图4-38　散热器及电子风扇总成拆装

（4）用十字螺丝刀松开左边的螺丝，如图4-39（a）所示。

（5）用十字螺丝刀松开右边的螺丝，如图4-39（b）所示。(www.daowen.com)

图4-39　松左右螺丝

（6）取下风扇及其电机。

（7）拧紧散热器的排空阀，拧紧力矩为4 N·m。

（8）用鲤鱼钳夹住管卡的两端，然后拔开散热器下端的出水管、补水管，如图4-40所示。如不易拔开，可以用一字小螺丝刀在接口处拨动。

图4-40　散热器出水管、补水管

（9）用鲤鱼钳夹住管卡的两端，然后松开散热器上端的回水管，如图4-41所示。

图4-41　散热器上端回水管

（10）如不易拔开，可以用一字小螺丝刀在接口处拨动。

（11）先拆去全保险杠及格栅，然后用8 mm的套筒拆开快充座，将快充线束移开，如图4-42所示。

图4-42　快充座

（12）用10 mm的套筒拆开快充座的支架的4颗螺丝，如图4-42所示。

（13）用8 mm的套筒将快充座支架的2个底脚螺丝拆开，然后移开快充座支架，如图4-43所示。

图4-43　快充座支架

（14）用10 mm的套筒将前舱的锁止器的两颗固定螺栓拆开，如图4-44所示，移开前舱锁止器。

图4-44　前舱锁止器

（15）用8 mm的套筒，拆开水箱上横梁的4颗连接螺栓（见图4-45），将水箱上横梁移开。同时注意扶住水箱，以防水箱摔下。

图4-45　水箱

（16）将水箱从水箱的下横梁中取出。请务必小心，否则取出时容易将水箱的定位销折断。

（17）安装以相反顺序进行，同时注意下列事项：

①无特别说明，所有螺丝力矩为9～11 N·m。

②散热器表面各处是否出现裂痕、破损、锈蚀、泄漏，特别是弯折接缝处，必要时更换。检查散热器表面叶片是否出现弯折、损坏，必要时更换。

③安装软管时，在接头上抹上洗洁剂作为润滑，以便顺利将管插进。风扇接插件两端接线正确，风扇运转时，风束方向为从车头向车尾；怠速时，感受低速挡风扇无异常噪声。

④防冻液加注：向散热器加注口加注符合新能源汽车使用标准的冷却液，至目测冷却液加注至冷却液加注口位置时，开启电动水泵，待水泵循环运行2～3 min后，再向散热器补充冷却液至加注口，重复以上加注操作，直至达到冷却系统加注量要求，然后向副水箱冷却液加注至上限位置。

⑤散热系统加注完成后，检查散热器总成左侧水室密封处有无渗漏现象，管路连接处是否出现液体泄漏及渗出，如出现液体渗漏须立即进行维修。

水泵拆装的步骤如下。

（1）关闭点火开关及所有用电器。

（2）将合适的冷却液收集容器置于排空阀下面，然后逆时针方向旋松散热器排空塞，如图4-46所示，排空冷却散热器内的冷却液；为了快速将冷却液排空，请将补水罐的盖打开。

图4-46　散热器排空塞

（3）断开水泵电机插头，如图4-47所示，用手安装锁片然后用力往外拔，直到分离。

图4-47　锁片

（4）用鲤鱼钳夹住进水管和出水管的弹性软管卡箍后，将弹性软管卡箍移开到软管的其他部位，然后用力将软管拔开，如果不易拔开，可用一字螺丝刀撬动软管后再拔。

（5）用10 mm的套筒将水泵的两颗固定螺栓拆下，如图4-48所示，然后可将水泵移出。

图4-48　水泵

（6）用10 mm的套筒将水泵固定支架的两颗螺栓拆下，然后将水泵支架取下即可。

安装以相反顺序进行，同时注意：

①水泵的插头分正负极，所以在安装前请先确认其正负极。

②严禁在未加注冷却液前上电使水泵运转，否则将造成水泵的损坏。

③水泵及其支架的固定螺栓的力矩为（9±2）N·m。

补水罐拆装步骤如下。

（1）关闭点火开关及所有用电器。

（2）将合适的冷却液收集容器置于排空阀下面，然后逆时针方向旋松散热器排空塞，如图4-49所示，排空冷却散热器内的冷却液；为了快速将冷却液排空，请将补水罐的盖打开。

图4-49　散热器排空塞

（3）将补水罐上的排气管和补水管的弹性卡箍用鲤鱼钳夹住，然后移开到软管的其他部位。转动软管，如果不转动，适当用一字螺丝刀拨动将软管从补水罐上移开。排气管和补水管如图4-50所示。

图4-50　排气管和补水管

（4）用10 mm的套筒将补水罐支架的两颗固定螺栓拆下，然后将支架和补水罐分离即可。

（5）安装以相反顺序进行即可，支架螺栓的力矩为（9±2）N·m，添加冷却液至满刻度线和低刻度线之间，如图4-51所示。

图4-51　冷却液的添加

冷却系统常见故障排查工具如表4-21所示。

表4-21　常见故障排查工具

3）有故障码的故障诊断表

常见有故障码的故障诊断如表4-22所示。

表4-22　常见有故障码的故障诊断

续表

4）常见无故障码的故障诊断

常见无故障码的故障诊断如表4-23所示。

表4-23　常见无故障码的故障诊断

故障排查步骤与方法：

（1）在进行故障诊断时，牢记先简后难，从外到内的原则。

（2）大部分的故障来源于电源、保险、线路、开关（继电器）及接地等简单原件。只有检查完这些简单元件后，再查温度传感器和电机等电子元件，最后再查控制器和通信故障。

（3）对于冷却系统的控制，控制器采用的都是低电位控制，所以为了故障诊断可以将控制器甩开，直接进行接地检测其功能，根据系统的原理图来进行下一步的检查。

（4）由于电动车固有的特性和控制策略，其冷却系统的温度不可能达到100℃，所以不能根据冷却液的温度来推断其故障现象。