新能源汽車動力電池及管理系統檢修 課件 項目五：新能源汽車動力電池冷卻系統

新能源汽車動力電池冷卻系統匯報人：目錄課程定位與教學目標動力電池冷卻系統作用動力電池冷卻系統部件的更換010203課程定位與教學目標01課程定位教學方法詳見右側面向專業新能源汽車運用與維修專業核心培養能力結構認知故障診斷安全素養COURSEOBJECTIVE培養目標熱管理系統結構認知能力故障診斷與維修實操技能安全操作規范與職業素養吉利帝豪EV450實車演練掌握新能源汽車熱管理系統組成結構與工作原理具備獨立完成故障檢測、診斷與維修的實戰能力樹立高壓電作業安全意識，養成標準化操作習慣TEACHINGMETHODS教學方法任務驅動法：以真實故障案例導入學習任務案例教學法：分析典型車型冷卻系統方案分組實操：吉利帝豪EV450實車演練動畫演示：熱管理系統工作原理可視化教學目標知識目標技能目標素養目標能夠描述動力電池的發熱原因與冷卻系統的作用能夠認識動力電池冷卻系統的結構組成掌握水冷與風冷系統的技術特點能熟練掌握冷卻系統部件的更換流程能夠進行冷卻系統故障診斷與維修培養系統思維與故障診斷能力樹立安全操作規范意識踐行精益求精的工匠精神教學重難點教學重點教學難點動畫演示案例分析實車操作教學重難點動力電池冷卻系統的作用與結構組成水冷系統關鍵部件的功能與工作原理冷卻系統部件更換的操作流程與規范熱管理系統與BMS的協同控制邏輯冷卻風扇PWM控制原理與故障診斷熱失控機理與安全防護措施課程思政融入產業報國國家戰略引領綠色能源轉型，響應國家雙碳戰略部署技術自主創新產業報國情懷，突破核心技術壁壘工匠精神密封性檢測容不得0.1mm誤差，精益求精力矩精度控制精確到N·m級別，追求卓越品質職業操守高壓操作規范生命至上，嚴守安全操作規程熱失控防護責任重于泰山，防范電池熱失控風險綠色發展冷卻液環保回收守護碧水藍天，規范回收處理流程節能減排踐行可持續發展，推動綠色制造行業工匠案例：大國工匠李萬君李萬君高鐵焊接大師2016年大國工匠年度人物中車長客股份公司高級技師30

年如一日鉆研300

余人培養徒弟工匠精神體現"一槍三焊"絕活三十年如一日鉆研焊接技術，練就獨特焊接技法0.1mm精度控制手工焊縫精度控制在0.1mm以內，超越機器焊接水平培養徒弟300余人傳承精益求精的工匠精神，培養大批技術人才對新能源汽車維修的啟示工序關乎安全每一道工序都關乎安全，容不得半點馬虎追求"零誤差"冷卻系統密封性檢測需同樣追求"零誤差"標準工匠精神對待細節以工匠精神對待每一個維修細節，精益求精行業工匠案例：比亞迪技術團隊比亞迪刀片電池研發團隊攻克電池熱管理核心技術三年研發針刺測試歷時三年研發刀片電池，通過針刺測試不起火液冷板集成±2℃集成液冷板于電池包底部，溫差控制在±2℃熱失控防護領先將電池熱失控防護提升至行業領先水平行業領先水平啟示與傳承持之以恒的鉆研精神技術創新需要持之以恒的鉆研精神安全設計是生命線安全設計是新能源汽車的生命線理解設計理念維修人員應理解設計理念，提升專業素養動力電池冷卻系統作用02任務導入：動力電池過熱故障故障場景某客戶購買不久的新能源電動汽車出現動力電池過熱的故障顯示，經汽車維保人員發現是動力電池冷卻系統故障問題學習任務針對該問題給出解決方案，掌握動力電池冷卻系統的原理與維修技能學習目標能夠描述動力電池的發熱原因與冷卻系統的作用能夠認識動力電池冷卻系統的結構組成溫度對動力電池性能的影響20-30℃最佳工作區間容量保持率可達100%0-45℃可接受工作范圍100%容量保持率峰值低溫影響-10℃

可用容量降至70%-20℃

放電倍率下降30%-50%低溫充電易引發鋰枝晶析鋰高溫影響超40℃后，每升高10℃循環壽命減半85℃循環26次容量損失7.5%每升高10℃，循環壽命指數下降約30%動力電池的發熱原因35.5℃最高溫度變電流工況4.2℃溫差范圍高低溫偏差電池性能與溫度的關系40-50℃以上高溫明顯加速電池衰老120-150℃以上高溫引發電池熱失控鎳氫電池生熱因素電池化學反應生熱電池極化生熱過充電副反應生熱內阻焦耳熱電池產熱機理深入分析30-40%能量轉化為熱量充放電過程中的能量損耗比例60℃峰值工況溫升

峰值功率工況下5分鐘鋰電池產熱特點內阻焦耳熱為主要熱源大倍率充放熱顯著增加電芯內部溫度分布不均溫度不均的影響電芯溫差導致性能衰減不一致局部熱點加速老化影響電池組整體壽命動力電池冷卻系統的作用電池組工作狀態電池組在充放電時會釋放一定的熱量，故需要對電池組進行冷卻在低溫環境下，需要對電池組進行加熱處理，以提高運行效率冷卻系統核心作用冷卻加熱效率壽命通過對動力電池組冷卻或加熱，保持動力電池組較佳的工作溫度，以改善其運行效率并提高電池組的壽命熱管理系統功能根據需要對電池組進行冷卻或加熱，實現溫度的精準控制溫度控制精度±2℃熱管理系統三大核心目標散熱35℃電池溫度大于35℃時啟動冷卻循環冷卻循環啟動預熱15℃低溫環境下啟動PTC加熱PTC加熱系統推薦配置均溫±2℃高端車型電芯溫差控制標準±5℃一般要求電芯溫差控制標準水冷動力電池冷卻系統主要部件散熱器膨脹壺電子水泵VCU/HPCM2冷卻液控制閥加熱器冷卻管路優點電池平均能量效率高電池模塊結構緊湊冷卻效果優異能集成電池加熱組件，解決了在環境溫度很低的情況下加熱電池的問題缺點系統復雜，多了很多部件（如水泵、閥、低溫水箱），成本增加水冷系統關鍵部件電動水泵冷卻液循環的動力元件對冷卻液加壓，促使冷卻液在冷卻系統中循環，帶走系統散發的熱量電子風扇提高流經散熱器、冷凝器的空氣流速和流量以增強散熱器的散熱能力，并冷卻機艙其他附件散熱器通過空氣對流換熱降低冷卻液溫度膨脹壺儲存多余冷卻液平衡系統壓力液冷系統技術優勢20倍液冷vs風冷散熱效率對比±2℃控溫精度適用場景高功率密度適用場景高功率密度電池包快充工況下的熱管理極端環境溫度地區技術趨勢蛇形液冷管貼合電芯冷卻板集成于電池包體雙回路設計（電池+電機獨立）風冷動力電池冷卻系統串行通風結構冷空氣從左側吹入，從右側吹出空氣流動過程中不斷被加熱，右側冷卻效果比左側差電池組溫度從左到右依次升高應用車型：第一代豐田Prius并行通風結構空氣流量在電池模塊間更均勻分布楔形進排氣通道使不同模塊縫隙上下壓力差基本一致吹過不同電池模塊的空氣流量一致保證電池組溫度場分布的一致性更優的冷卻均勻性VS風冷系統技術特點以空氣為介質，通過風扇強制對流散熱工作原理結構簡單，成本低無需復雜液冷管路，系統造價低無冷卻液泄漏風險空氣介質安全環保，無漏液隱患維護方便風扇濾網更換便捷，運維成本低低功率密度電池包，溫和氣候地區適用場景散熱效率較低空氣導熱系數遠低于冷卻液控溫精度有限氣流難以實現精細化溫度管理受環境溫度影響大高溫環境散熱能力急劇下降冷卻風扇控制控制系統構成雙模式混合動力電池裝備有冷卻風扇和電池冷卻通風導管電池控制模塊使用4個傳感器探測電池溫度另有2個傳感器探測空氣溫度控制邏輯根據溫度信號及風扇轉速信號進行判斷控制模塊通過PWM信號調節風扇轉速電池組工作溫度超出正常范圍時啟動冷卻風扇PWM占空比控制設置8個轉速擋位實現精細分級占空比范圍0%-100%無級調節風扇轉速PWM精準調速脈沖寬度調制實現風扇轉速的連續平滑控制傳感器布局邏輯6個傳感器形成立體溫度監測網絡：4個電池溫度傳感器分布于電池組關鍵熱區，實時捕捉電芯溫度梯度；2個空氣溫度傳感器監測進出風口氣流溫度，為控制模塊提供環境溫度基準與冷卻效率反饋，實現閉環熱管理。溫度閾值判斷控制模塊持續比對6路溫度信號，當任一電池溫度傳感器讀數超過預設工作溫度上限，或電池組平均溫度偏離最佳工作區間時，系統觸發冷卻風扇啟動指令；溫度回落至安全區間后自動降速或停機，避免過度冷卻造成的能耗浪費。轉速分級策略8擋位設計覆蓋全工況需求：低擋位（0-25%）用于常態通風維持電芯溫度均衡；中擋位（25-60%）應對中等負荷下的溫升；高擋位（60-100%）針對急加速、快充等高功率場景的快速散熱。PWM占空比線性映射轉速，確保調速過程無級平滑、響應迅捷。新型冷卻技術相變冷卻PCM200kJ/kg潛熱吸收值石蠟、脂肪酸等相變材料固-液相變時吸收大量潛熱填充于電池模組間隙緩沖熱沖擊需配合液冷導出累積熱量直冷技術R134aCO?制冷劑直冷空調制冷劑直接冷卻電池冷板利用空調制冷劑直接冷卻電池冷板省去中間換熱環節，結構簡化換熱效率高于傳統液冷方案大眾MEB平臺應用浸沒式冷卻高性能高精度±1℃直接接觸式高效散熱方案溫差控制精度3MNovec、氟化液等絕緣冷卻液液體直接接觸換熱，散熱效率極高應用于高性能電動賽車和高端儲能系統三種冷卻技術對比分析技術類型散熱效率控溫精度成本適用場景風冷低±5℃低低功率密度、溫和氣候液冷高（風冷20倍）±2℃中高高功率密度、快充工況相變冷卻中高±1-2℃高局部熱點抑制、高端車型浸沒式冷卻極高±1℃極高高性能賽車、儲能系統直冷技術高±2℃中大眾MEB平臺等熱失控機理與安全熱失控定義：電池內部熱量積聚超過散熱能力，觸發鏈式放熱副反應機械濫用擠壓、穿刺電濫用過充、短路熱濫用高溫環境70-130℃第一階段SEI膜分解110-150℃第二階段負極與電解液反應130℃第三階段隔膜熔融內短路170-300℃第四階段正極釋氧超200℃第五階段電解液燃燒溫度可達800℃以上熱失控安全標準2025版新國標2026年7月1日實施2h無明火≤60℃外部溫度熱失控后電池包安全時限與溫度控制要求風冷專項標準QC/T1206.3-2026《電動汽車動力蓄電池熱管理系統

第3部分：風冷系統》2026年11月1日實施底部撞擊測試3mm隔熱層在撞擊后仍能有效阻擋熱量蔓延安全防護措施熱失控預警與隔離防火隔熱材料應用電池包結構強化設計BMS電池管理系統BMS被稱為電池"大腦+保鏢"檢測與保護電路電池檢測電路：實時監測單體電壓、電流狀態保護控制電路：過充/過放/過溫安全保護均衡與通信電路均衡管理電路：主動/被動均衡，延長電池壽命通信與主控電路：CAN/RS485通信，系統協調電源管理電路為BMS自身及外部傳感器提供穩定供電，支持低功耗休眠與喚醒機制，保障系統全天候可靠運行≤3%誤差SOC估算精度實時采集·智能算法·精準估算電壓采集：單體電壓實時監測電流采集：充放電電流精準測量溫度采集：多點溫度分布監控BMS安全防護功能0.3%主動均衡精度電芯壓差控制目標50ms碰撞后切斷高壓電路0.1mA漏電檢測精度碰撞后高壓切斷碰撞發生后50毫秒內自動切斷高壓電路，確保乘員安全，防止二次事故風險高精度漏電檢測漏電檢測精度達0.1mA級別，實時監測絕緣狀態，提前預警潛在漏電隱患熱失控快速隔離熱失控發生時3秒內自動啟動隔離措施，阻斷熱蔓延路徑，降低火災風險BMS與熱管理系統聯動根據溫度信號及風扇轉速信號，通過PWM信號智能調節風扇轉速，實現精準熱管理傳感器與控制系統溫度傳感器NTC熱敏電阻為主，響應速度快、成本適中，是主流測溫方案分布位置：電池模組表面、進出水口、電芯極耳處多點布控精度要求±1℃，確保熱管理策略精準執行，防止過充過放流量傳感器關鍵霍爾式：利用電磁感應原理，無接觸測量、可靠性高超聲波式：非侵入式測量，精度高、壓損小、適應性強流量不足風險：會導致冷卻液循環不暢，引發局部過熱熱失控壓力傳感器監測冷卻系統管路壓力，實時感知循環系統的健康狀態判斷堵塞或泄漏：壓力異常波動是管路故障的早期預警信號VCU控制邏輯35℃溫度閾值一級冷卻啟動低速泵+風扇45℃溫度閾值二級冷卻高速泵+風扇+空調輔助15℃溫度閾值預熱模式啟動PTC預熱-20℃溫度閾值極寒模式電池加熱+降低充放電功率冷卻液技術傳統型乙二醇水溶液冰點-40℃，沸點108℃需添加緩蝕劑電導率較高，泄漏有短路風險高壓專用低電導率冷卻液電導率小于50μS/cm泄漏時降低短路風險用于高壓電池系統環保型丙二醇型環保無毒用于對環保要求高的地區粘度略高冷卻液更換周期一般2年或4萬公里更換需檢測pH值和冰點顏色標識綠色：傳統型紅色：長效型藍色：低電導率典型車型案例分析典型車型比亞迪二代一體化熱管理+電驅深度集成，電池溫差控制在±2℃核心技術：一體化熱管理系統·電驅深度集成架構典型車型理想MEGA采用10通閥+6通閥模塊實現43種模式切換冬季能耗降低15%典型車型特斯拉Octovalve八通閥熱泵+CO?冷媒，-30℃環境下COP≥2.1冬季續航提升15%典型車型小鵬X9在-20℃環境下SOC10%-80%快充12分鐘完成主流車型冷卻方案詳解特斯拉Model3/YOctovalve八通閥熱泵系統Octovalve八通閥熱泵系統電池包蛇形液冷管貼合圓柱電芯底部配合CO?冷媒熱泵-30℃續航提升15%比亞迪漢EV/海豹主流刀片電池+CTP技術刀片電池+CTP技術液冷板集成于包體底部，溫差±2℃第二代一體化熱管理將電機余熱直輸座艙核心方案·行業標桿蔚來ET5/ET7換電體系下標準化液冷方案換電體系下標準化液冷方案雙回路設計（電池+電機獨立）換電站自動檢測冷卻液狀態換電生態·智能運維主流車型冷卻方案詳解小鵬G9/X9800V高壓平臺+超級液冷支持4C超快充技術-20℃極寒環境快充12分鐘超級液冷系統高效散熱理想L系列增程式混動智能熱管理10通閥+6通閥實現43種模式切換智能分配電池/電機/座艙熱量增程式混動架構優化能耗吉利帝豪EV450傳統液冷方案（教學車型）散熱器+電子水泵+PTC加熱器VCU整車控制器集中管理豐田bZ4X風冷+液冷混合方案低溫工況采用風冷節能高負荷工況切換液冷強化散熱余熱回收技術極越·電機余熱回收6%利用電機、電控等部件工作產生的廢熱，通過熱泵系統為電池或座艙供熱續航提升紅旗EH7可從-20℃空氣中吸熱技術原理利用電機、電控等部件工作產生的廢熱，通過熱泵系統為電池或座艙供熱節能效果減少PTC加熱能耗提升冬季續航10%-15%提高整車能量利用效率動力電池冷卻系統部件的更換03任務導入：冷卻系統部件更換實訓車型吉利帝豪EV450學習目標熟練掌握更換章節定位部件更換實訓掌握規范的操作流程嚴格按照標準工序執行，確保每個環節符合技術規范要求培養安全操作意識強化高壓系統作業防護，養成規范的安全操作習慣提升故障診斷與維修能力通過實操訓練，增強系統故障分析與實際維修技能冷卻風扇總成更換冷卻風扇總成更換拆卸流程1打開前機艙蓋2斷開蓄電池負極電纜3拆卸前保險杠上飾板4拆卸冷凝器空調管5斷開冷卻風扇線束連接器，脫開線束固定卡扣6拆卸冷卻風扇固定螺栓，脫開高壓線束卡扣7取出冷卻風扇安裝流程1放置冷卻風扇，向下插出冷卻風扇下定位腳2緊固冷卻風扇固定螺栓（力矩：9N·m）3連接冷卻風扇線束連接器，固定線束固定卡扣4安裝前保險杠、冷凝器空調管5連接蓄電池負極電纜，關閉前機艙蓋斷電優先操作前務必斷開蓄電池負極電纜力矩規范固定螺栓緊固力矩：9N·m線束歸位連接器插接到位，卡扣固定牢靠散熱器總成更換散熱器總成更換拆卸流程1打開前機艙蓋，斷開蓄電池負極電纜2拆卸前保險杠3斷開散熱器進水管4拆卸冷卻風扇總成與散熱器固定螺栓（水管脫開前請在車輛底部放置容器，接住防凍液，以免污染地面）5斷開散熱器出水管6小心移動散熱器，避免與其他部件磕碰，以免損壞散熱器散熱片安裝流程1安裝冷卻風扇總成與散熱器固定螺栓2連接散熱器進水管（力矩：9N·m）3安裝散熱器出水管（力矩：9N·m）4安裝前保險杠，加注冷卻液5連接蓄電池負極電纜，關閉前機艙蓋防凍液收集水管脫開前放置容器接住防凍液，避免污染地面散熱片保護小心移動散熱器，避免與其他部件磕碰損壞散熱片力矩要求進水管與出水管連接緊固力矩均為9N·m冷卻液加注安裝完成后按規定量加注冷卻液，確保系統正常工作散熱器出水管更換散熱器出水管更換拆卸流程1打開前機艙蓋2拆卸機艙底部護板總成（拆卸左、右護板兩側固定螺釘及塑料卡扣，留下一個固定卡扣以穩住護板）3斷開散熱器出水管（水管脫開前請在車輛底部放置容器，接住防凍液）4斷開熱交換器與散熱器連接水管5斷開水泵與散熱器水管，取下出水管安裝流程1放置散熱器出水管，連接散熱水管2連接熱交換器與散熱器連接水管3連接散熱器出水管4加注冷卻液5安裝機艙底部護板總成，關閉前機艙蓋護板固定技巧拆卸時保留一個固定卡扣穩住護板防止意外脫落防凍液收集水管脫開前在車輛底部放置容器接住防凍液冷卻液加注安裝完成后需加注冷卻液確保系統正常運行實操演練：散熱器進水管更換實操演練：散熱器進水管更換實施要求本任務主要學習新能源汽車散熱器出水管的檢測和更換，掌握規范操作流程與安全注意事項實施準備防護裝備：安全防護裝備專用工具、設備輔助材料：警示標示和設備拆卸流程1打開前機艙蓋2拆卸機艙底部護板總成3使用專用環箍鉗拆卸環箍，脫開散熱器進水管4斷開散熱器進水管，取出散熱器進水管（水管脫開前請在車輛底部放置容器，接住防凍液）安裝流程1安裝散熱器進水管2加注冷卻液3安裝機艙底部護板總成4關閉前機艙蓋安全規范要點防凍液收集水管脫開前放置容器接住防凍液專用工具使用使用專用環箍鉗拆卸環箍高級實操技能150kPa加壓測試值-80kPa真空度標準5℃余量冰點安全余量12V/24V供電電壓規格冷卻系統密封性檢測使用專用壓力測試儀加壓150kPa，保壓10分鐘壓降小于10kPa為合格真空加注冷卻液使用真空加注機抽真空至-80kPa以上，再吸入冷卻液，防止氣阻冷卻液冰點檢測使用折射儀檢測，確保當地最低氣溫下仍有5℃余量電子水泵故障診斷檢測供電電壓（12V/24V）、PWM控制信號、堵轉電流高級實操技能熱成像儀檢測使用紅外熱成像儀掃描電池包表面溫度分布，識別溫度異常點實操要點核心冷卻系統壓力測試冷卻液排空加注水泵拆裝力矩要求（如9N·m）安全防護斷開蓄電池負極放置容器接住防凍液佩戴絕緣手套常見故障類型冷卻系統故障冷卻系統堵塞傳感器失效PTC加熱異常電磁閥損壞冷卻液問題冷卻液缺失或老化散熱系統故障散熱風扇堵塞冷卻水泵故障故障診斷與維修流程故障診斷與維修流程檢修流程1優先清潔外部濾網/風扇積塵2故障檢測儀讀取數據流3定位控制器/壓縮機故障4更換部件或更換冷卻液風扇控制邏輯由VCU統籌管理，空調開啟或PEB冷卻液溫度高于52℃時啟動，PWM占空比控制8個轉速擋位維護與保養規范日常檢查冷卻液液位（min-max之間）管路滲漏散熱器積塵風扇運轉定期保養每1萬公里檢查冷卻液品質每2年更換冷卻液每4萬公里檢查水泵軸承冬季專項-30℃地區建議