任务1 动力电池冷却系统认知
动力电池冷却系统的工作原理
动力电池冷却系统的工作原理动力电池在工作过程中会产生很多的热量，如果不能及时有效地散热，会导致电池温度升高过快，进而降低电池的性能，甚至引起电池的损坏。
因此，保持电池组的合适温度是非常重要的。
动力电池冷却系统就是为了调节和控制电池组的温度而设计的。
主动式冷却系统是通过主动控制冷却系统中的部件来调节和维持电池组的温度。
当电池组温度升高时，温度探测器会检测到温度的变化，并将信号传送给控制器。
控制器通过继电器或电子开关等方式控制水泵工作，将冷却剂从冷却器中抽取出来，通过管道系统将冷却剂循环到电池组中。
冷却剂在电池组中吸收热量后，被带回冷却器进行散热。
同时，风扇也会根据控制器的信号而自动启动，增加散热的效果。
被动式冷却系统则利用材料的热传导性质来实现散热。
被动式冷却系统通常由散热片和冷却剂组成。
在电池组的表面，贴有散热片。
当电池组温度升高时，热量会通过导热材料传递到散热片上，再进一步通过散热片传递给周围环境，实现散热的目的。
冷却剂则起到了吸热的功效，在冷却剂的帮助下，电池组的温度得以降低。
动力电池冷却系统的工作原理中有一项重要的控制参数是温度控制器。
温度控制器通常由传感器、控制器和执行器组成。
传感器通过监测电池组的温度，将温度信号传送给控制器。
控制器将感知到的温度与设定的温度进行比较，并根据比较结果来控制水泵和风扇的开启和关闭，以达到保持电池组温度在安全范围内的目的。
总结起来，动力电池冷却系统的工作原理是通过冷却剂和散热片（散热器）的协同作用来降低电池组的温度。
温度控制器起到了监测与控制的作用，通过传感器感知电池组的温度，并通过控制器来控制冷却剂的循环和风扇的启停。
这样可以保持电池组的温度在合适的范围内，确保电池的正常工作，并延长电池的寿命。
任务1 混合动力汽车系统认知(有答案)
任务1 混合动力汽车系统认知一、选择题1、发动机的工况变化取决于其所带动的工作机械的（ A ）A.运转情况B.功率情况C.速度情况D.传动情况2、发动机的外特性是一种（ B ）A.负荷特性B.速度特性C.调整特性D.万有特性3、汽车发动机的工况变化范围在转速、功率坐标图上是（ D ）A.一个点B.一条直线C.一条曲线D.一个平面4、按运行工况特点分类，汽车发动机的工况属于（ C ）A.点工况型B.线工况型C.面工况型D.体工况型5、发动机的外特性曲线有（ D ）A.4条B.3条C.2条D.1条6、发动机的工况变化取决于工作机械的（ A ）。
A.运转情况B.功率C.速度D.扭矩7、在发动机试验装置中，（ C ）是发动机试验台架的基本设备。
A.发动机B.试验台C.测功机D.测量系统8、万有特性是把发动机的性能参数看作是工况参数的（ B ）函数。
A.一元B.二元C.三元D.四元9、按运行工况特点分类，汽车拖拉机发动机的工况属于（ C ）。
A.点工况型B.线工况型C.面工况型D.体工况型10、发动机的外特性属于（ B ）。
A.负荷特性B.速度特性C.调整特性D.万有特性11、小型车用柴油机一般装有（ B ）调速器。
A.两速B.全速C.定速D.综合12、万有特性图中，最内层的区域是（ B ）。
A.功率最高区域B.油耗最小区域C.转矩最大区域D.转速最小区域13、比能量的单位为（ B ）A.kgB.J/kgC.WD.A14、以下哪个方面是HEV和EV对电源的主要要求（ B ）。
A.循环寿命短B.环境友好，可再生D.低15、以下哪项不是已开发的动力电池。
（ A ）A、Na-SB、Na-NiClC、Na-ZnD.以上都是16、根据我国GB/T18332.1-2001《电动道路车辆用铅酸蓄电池》的命名规则，以（ B ）表示电动道路车辆。
A.SB.DC.ED.W17、镍-镉电池的工作电压较低，单体电池的标称电压为（ C ）。
一文带你看懂动力电池热管理系统
一文带你看懂动力电池热管理系统如果电池的工作温度超出合理温度区间，不论是过热或过冷，都可能发生热失控，电池性能都会明显甚至急剧下降。
因此，电动汽车都会装备动力电池热管理系统，监测电池的工作温度等状况，出现异常时及时报警和处理。
动力电池热管理系统主要有冷却处理、加热升温、调整充放电策略三方面内容。
一、冷却处理高电压蓄电池的工作温度必须处于特定的范围内，才能确保容量和充电循环数等指标的理想寿命得以优化。
当电池温度较高时，利用冷却液循环、自然风吹散热、热泵空调等冷却方式，对电池进行冷却降温。
1.冷却液循环根据环境温度，可通过低温冷却器或连接在制冷剂循环回路上的热交换器，将高电压蓄电池的余热排出。
低温回路2的控制主要通过驱动高电压蓄电池冷却转换阀来完成。
高电压蓄电池冷却回路的散热器可将余热直接排放到环境中。
热交换器通过热交换器中所喷入或蒸发的制冷剂，对冷却液进行冷却。
随后，冷却后的冷却液提供给低温回路。
低温冷却回路如图所示：在通过充电装置供电插座对高电压蓄电池进行充电时，低温回路转换阀（Y73/2）在中等温度下切换到直流转换器和充电装置方向，并将电子装置的余热通过低温回路的散热器排出为此，风扇可根据冷却液温度分级开启。
当高电压蓄电池温度较低时，冷却液通过被高电压蓄电池冷却系统膨胀阀阻断的热交换器进行输送。
在这种情况下，高电压蓄电池的热容量被用于冷却直流转换器和充电装置的电子系统。
电动制冷剂压缩机将低温气态制冷剂从蒸发器中抽取，对其进行压缩，同时令其升温并输送到冷凝器中。
压缩后的高温制冷剂在冷凝器中通过流经的，或通过风扇马达所吸入的车外空气进行冷却。
当达到根据制冷剂压力所确定的露点后，制冷剂便会发生冷凝，并令其形态由气态变为液态。
随后，制冷剂流入储液罐(干燥器)。
在流过储液罐时，制冷剂吸收潮气，蒸气气泡被析出，同时机械杂质会被滤除，以保护后续部件免受侵害，清洁后的制冷剂继续流向高电压蓄电池冷却膨胀阀。
在那里，处于高压下的液态制冷剂被喷入，或蒸发至高电压蓄电池冷却系统热交换器中。
汽车发动机冷却系统的构造与维修教案
发动机冷却系统任务一系统的作用及组成学习目标(1) 冷却系统的功用和冷却方式(2) 冷却系统的基本组成一、认识冷却系统1. 冷却系统的作用发动机冷却系统的任务是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机得到适度的冷却，从而保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
如图5-1所示，发动机的正常工作温度在90℃左右。
正确的发动机工作温度不仅对发动机的动力输出、燃油经济性影响较大；同时，也有利于降低有害物质排放。
Pe :输出功率Be :燃油经济性T :发动机温度发动机温度与性能的关系图发动机过热会降低气缸充气效率，使发动机功率下降；早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
发动机过冷会使进入气缸的混合气（或空气）温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加；燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面（气缸壁、活塞、活塞环等）上的油膜，使零件磨损加剧。
2. 冷却系统的分类有液冷式和风冷式两种。
液冷式主要用在汽车用发动机上，风冷式在摩托车上面应该非常广泛。
1）. 风冷发动机冷却系统冷却介质是空气，通过气流利用散热片直接向周围空气散热，摩托车采用的风冷发动机。
风冷发动机冷却风冷发动具有特点：（1）结构简单、质量较小、升温较快、经济性好。
（2）难以调节，消耗功率大、工作燥声大。
2）. 水冷发动机冷却系统液冷的原理是通过冷却液的不断循环，从发动机水套中吸收多余的热量，并利用循环液将热量带走，通过散热器将热量散发到大气中。
液冷需要冷却液作为导热媒介，根据导热媒介的不同又可分为水冷和油冷两类，现代轿车多采用水冷为主、油冷为辅的散热方式帮助汽车提高冷却能力。
水冷的媒介为防冻液，水冷发动机的冷却系统。
动力电池冷却方式
动力电池冷却方式
动力电池一般使用以下几种冷却方式：
1. 空气冷却：通过外部提供的冷空气对电池进行散热，常见的方法是在电池模块的外部设置散热片或散热器，利用空气流动进行散热。
2. 液冷：将冷却剂（如水或冷却液）流过电池的散热片或散热管，通过冷却剂吸收电池产生的热量实现散热。
液冷系统一般包括泵、散热器、冷却管路等组成部分。
3. 毛细管冷却：将电池内部设置毛细管，通过毛细管中的液体循环进行散热。
该方法适用于小尺寸的电池系统，散热效果较为有限。
4. 相变材料冷却：将相变材料（如相变蜡）置于电池模块与散热片之间，当电池温度升高时，相变材料会吸收热量，发生相变，实现散热。
以上是一些常见的动力电池冷却方式，根据不同的电池系统和需求，也可能会采用其他冷却方式。
电动汽车结构与检修项目1任务1 电动汽车认知
二、纯电动汽车
《电动汽车结构与检修》
北汽EU260 动力电池有18 个 电池模组，电芯总数量为270 颗， 其中3并3串（3P3S），共6个模组； 3并6串（3P6S），共12 个模组。 单体标称电压为3.65V，动力电池 的标称电压为330V，如图1-1-3 所 示。
图1-1-3 北汽EU260 动力电池模组及管理器（BMS）
二、纯电动汽车
《电动汽车结构与检修》
1. 动力电池
纯电动汽车的动力电池及管理系统由动力电池、高压继电器盒、电 池管理系统（BMS）组成。动力电池的性能好坏直接影响车辆的续驶能 力和安全性。动力电池及管理系统实时采集、处理、存储电池组运行过 程中的重要信息，与外部设备如整车控制器（VCU）交换信息，解决电 池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题。主要作用是 提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使 用寿命，监控电池的状态。
二、纯电动汽车
《电动汽车结构与检修》
纯电动汽车的高压用电部件包括：动力电池、驱动电机、驱动电机 控制器、高压配电箱、DC/DC 变换器、车载充电机、空调压缩机、PTC 加热器等。目前，许多电动汽车将电机控制器、高压配电箱、车载充电 机、DC/DC 变换器集成在一起，形成动力电子单元（PEU）或高压电控 总成，又称为“四合一”，代表车型为北汽EU260 和比亚迪e5。也有将 高压配电箱、车载充电机、DC/DC变换器集成在一起，形成“三合一”， 代表车型为2020 款比亚迪秦、2019 款比亚迪e5，称之为充配电总成。
二、纯电动汽车
《电动汽车结构与检修》
2. 驱动电机
驱动电机有风冷和水冷两种冷却方式，大功率一般采用水冷，小功率采用风 冷，目前绝大部分纯电动汽车的驱动电机采用水冷。电机温度传感器主要检测电 机内部温度，将信号送至电机控制器，再由电机控制器发送相应请求至整车控制 器，进而控制电机冷却系统中的冷却液泵和电子风扇，调节电机工作温度。如果 温度过高，通过CAN 通信网络送至数字仪表显示电机过热的故障信息，电机控 制器会限制电机的功率输出，超过一定界限会关闭输出。
《新能源汽车动力电池及充电系统检修》课程标准
《新能源汽车动力电池及充电系统检修》课程标准一、课程性质与任务《新能源汽车动力电池及充电系统检修》课程是新能源汽车运用与维修专业的一门专业技能核心课程。
前修课程为《新能源汽车电力电子技术》《新能源汽车认知与应用》《新能源汽车高安全与防护》等；同修课程为《新能源汽车电机驱动系统检修》《新能源汽车辅助系统检修》《新能源汽车维护与故障诊断》等。
通过本课程学习，学生能够掌握新能源汽车动力电池（含动力电池管理系统）及充电系统（含低压电源系统）的结构原理，能够分析动力电池及充电系统常见的故障，通过查阅技术手册，使用专用诊断仪器，进行动力电池及充电系统的故障诊断和维修。
本课程的主要任务有：新能源汽车维修安全防护、工具设备使用、高压中止与检验；动力电池认知、更换、分解与组装、性能检测；动力电池管理系统认知、检测与更换；动力电池热管理系统（冷却系统）认知与检修；低压电源系统认知与检修；充电系统认知、检修以及充电桩的安装与调试。
二、课程教学目标（一）知识目标学生学习完本课程后，应具备新能源汽车动力电池及高电压部件检修必备的安全知识与操作规范，动力电池、动力电池管理系统、动力电池热管理系统、低压电源系统、充电系统以及充电桩的相关知识。
（二）能力目标学生学习完本课程后，应学会新能源汽车动力电池、动力电池管理系统、动力电池热管理系统的结构认识、检测及总成更换，低压电源系统、充电系统的结构认识与检修的技能。
（三）素质目标本课程培养学生以下职业素质：1.培养良好的职业道德和工匠精神。
2.培养安全意识和团队协作精神。
3.培养自我管理和自主学习能力。
1（四）课程思政目标1.培养有较强的工作意识和职业素质，创新思维和灵活运用知识的能力。
2.具有认真负责的工作态度、严谨细致的工作作风。
3.具有团队协作精神，具有认真、自主学习的能力和分析问题、解决问题的能力。
4.具有良好的职业素养和勤奋工作的基本素质，成为德智体美劳全面发展、堪当民族复兴大任的社会主义建设者和接班人。
新能源汽车动力蓄电池及管理技术 学习任务单习题及答案
新能源汽车动力蓄电池及管理系统技术学习任务单习题及答案项目一动力蓄电池的认知 (2)学习情境一储能电池主要性能指标 (2)任务一储能电池主要性能指标 (2)学习情境二动力蓄电池的类型 (3)任务一动力蓄电池的类型 (3)项目二动力蓄电池的装调与测试 (4)学习情境一动力蓄电池整车装调与测试 (4)任务一镇氢电池的整车装调与测试 (4)任务二磷酸铁锂电池整车装调与测试 (6)任务三三元锂蓄电池的整车装调与测试 (7)任务四氢燃料电池的整车装调与测试 (8)学习情境二动力蓄电池总成的装调与测试 (9)任务一单体蓄电池分拣分容修复 (9)任务二蓄电池模块的装调与测试 (10)任务三动力蓄电池总成装调与测试 (10)学习情境三动力蓄电池管理系统及线路测量 (12)任务一蓄电池管理系统及线路测量 (12)项目三动力蓄电池的性能试验与故障检修 (13)学习情境一动力蓄电池的性能实验 (13)任务一动力蓄电池的单体试验 (13)任务二蓄电池模组试验 (14)学习情境二动力蓄电池的故障检修 (14)任务一动力蓄电池的数据采集与分析 (15)任务二动力蓄电池的故障诊断与排除 (16)项目一动力蓄电池的认知学习情境一储能电池主要性能指标任务一储能电池主要性能指标 1-1-1储能电池主要性能指标 学习任务单 班级：姓名：1 .请阐述纯电动汽车中下列术语的定义。
SOC:余电量，表示当前蓄电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比 DOD:表示蓄电池放电状态的参数（D0D ）,等于实际放电容量与可用容量的百分比 能量密度：又称为比能量，是指从蓄电池的单位质量或单位体积所获取的能量 记忆效应：是指蓄电池经过长期浅充浅放电循环后，进行深放电时，表现出明显的容量 损失和放电电压下降，经数次全充/放电循环后，电池特性即可恢复的现象。
2 .蓄电池模块 是将一个以上单体蓄电池按照 串联、并联或串并联 方式组合，且只有一对正、负极输出端子，并作为电源使用的组合体。
新能源汽车电池热管理系统的检修
电池冷却系统的检修
一、运行冷却
2.动力蓄电池冷却 空调控制器再通过LIN总线的IP85/3端子，发送空调起动请求 信号至空调压缩机控制器BV08/2端子，空调压缩机控制器接收到 此信号后起动空调压缩机，制冷剂循环至热交换器，将动力蓄电池 内部循环出来的高温冷却液温度降低，再通过水冷水泵(蓄电池)加 压后进入动力蓄电池箱内部冷却管路，对蓄电池进行降温。虚线所 指的路径为运行冷却循环系统。 BMS检测到动力蓄电池温度低于32℃时。BMS通过动力PCAN发送冷却关闭信息，空调控制器通过V-CAN接收到此信号后 ，关闭空调压缩机、水泵（蓄电池），运行冷却过程结束。
电池冷却系统的检修
三、任务实施
3.故障检测 1）检查整车控制器熔丝 EF09、SF08 拔下熔丝EF09检查熔丝是否熔断。拔下熔丝SF08检查熔丝是否熔断
电池冷却系统的检修
三、任务实施
3.故障检测 2）操作起动开关使电源模式至OFF 状态。拔下冷却风扇高速继电器，用相同型号的继电器 取代冷却风扇低速继电器。检查冷却风扇低速继电器，确认故障是否排除
电池冷却系统的检修
三、任务实施
4、竣工检验 1）起动车辆，验证电池冷却系统功能是否正常工作。 2）整理、恢复作业场地。
电池冷却系统的检修
课后拓展
吉利汽车帝豪EV450装备的是宁德时代三元锂电 池，采用ITCS 2.0电池智能热管理系统，能有效保证车 辆在环境温度零下30℃到50℃之间实现正常、高效的 充电和行驶，较好地解决了电池、电机的冷却和加热功 能。采用两个散热补水壶一对一对应加热和冷却系统， 热效率更高、性能更好。帝豪EV450热管理系统由电机 控制器、车载充电机、驱动电机、动力电池、驱动电机 冷却水泵、高压电池冷却水泵、膨胀罐、散热器、散热 器风扇、整车控制器、热管理控制模块和相关管路等部 件组成，主要集中在引擎盖下方机舱内。
详解新能源汽车技术之：动力电池冷却系统原理
详解新能源汽车技术之：动力电池冷却系统原理新能源汽车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℃至+55℃范围内（实际电池温度）动力电池单元处于可运行状态。
因此目前新能源的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。
BMWX1xDrive25Le（F49PHEV）插电式混动车型动力电池冷却系统如下图所示。
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，一个用于冷却动力电池单元。
两个支路各有一个膨胀和截止组合阀，两个相互独立的冷却系统图示如下图所示。
冷却工作原理：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，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，因此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。
动力电池的四种冷却方式 动力电池及电池管理系统BMS
动力电池的四种冷却方式目前动力电池系统的热管理主要可分为四类，自然冷却、风冷、液冷、直冷。
其中自然冷却是被动式的热管理方式，而风冷、液冷、直流是主动式的，这三者的主要区别在于换热介质的不同。
温度因素对动力电池性能、寿命、安全性有着至关重要的影响。
一般来说我们期望电池系统能在15~35℃的区间内运行，从而实现最佳的功率输出和输入、最大的可用能量，以及最长的循环寿命（虽然低温存储更能延长电池的日历寿命，但在应用上实践低温存储的意义并不大，这一点上电池和人非常相似）。
目前动力电池系统的热管理主要可分为四类，自然冷却、风冷、液冷、直冷。
其中自然冷却是被动式的热管理方式，而风冷、液冷、直流是主动式的，这三者的主要区别在于换热介质的不同。
1.自然冷却自然冷却没有额外的装置进行换热。
例如BYD在秦，唐，宋，E6，腾势等采用LFP电芯的车型上都采用了自然冷却。
据了解后续BYD在采用三元电芯的车型将切换为液冷。
2.风冷风冷采用空气作为换热介质。
常见的有两种，第一种姑且称为被动风冷，直接采用外部空气换热。
第二种则为主动风冷，可预先对外部空气进行加热或冷却后再进入电池系统。
早期许多日韩系的电动车型采用风冷方案。
3.液冷液冷采用防冻液（比如乙二醇）作为换热介质。
方案中一般会有多路不同的换热回路，例如VOLT具有散热器回路、空调回路、PTC回路，电池管理系统根据热管理策略进行响应调节和切换。
而TESLA Model S有一个与电机冷却串联的回路，当电池在低温状态下需要加热时，电机冷却回路与电池冷却回路串联，电机可为电池加热。
当动力电池处于高温时，电机冷却回路与电池冷却回路将被调节为并联，两套冷却系统独立散热。
4.直冷直冷采用制冷剂（变相材料）作为换热介质，制冷剂能在气液相变过程中吸收了大量的热，相比冷冻液而言换热效率可提升三倍以上，更快速的将电池系统内部的热量带走。
BMW i3中曾采用过直冷方案。
电池系统热管理方案除了需要考虑冷却效率以外还需要考虑所有电池温度的一致性。
任务1 驱动电机与控制器冷却系统认知
任务1 驱动电机与控制器冷却系统认知
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电机冷却系统采用了第三套独立的冷却系统，用于电机与电机控制器的冷却，是通过单独的电动 水泵驱动冷却液实现的独立循环系统。它由散热器、电子风扇、水管、水壶、电机水套、电机控制器 、水泵（安装在水箱立柱上的电动水泵）组成。
图3-1-6混合动力汽车冷却系统内燃机模式
广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机与控制器冷却系统认知
任务实施
3. 实施步骤 （1）冷却水泵拆卸 1）选用10mm扳手拧松蓄电池负极 线固定螺栓，取下负极线，并对负极端 子做好防护,如图3-1-8所示。
图3-1-8 辅助蓄电池端子防护 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机与控制器冷却系统认知
图3-1-10 拆卸散热器放水螺栓 广州合赢教学设备有限公司
任务1 驱动电机与控制器冷却系统认知
任务实施
5）冷却液排空后，安装散热器放水螺栓 6）使用干净抹布清洁放水螺栓处 拔下水泵电机插接器，如图3-1-11所示
图3-1-13 拔出水泵进水管
图3-1-11 拔下水泵电机插接器 广州合赢教学设备有限公司
1. 驱动电机与控制器冷却系统的功能 电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中，驱动电机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会产生 损耗，这些损耗以热量的形式向外发散，需要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量，保证电机在一 个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安全可靠运行。电机冷却系统设计的好坏将直接影响电机的安全 运行和使用寿命。特别说明的是，对于采用永磁同步电机的驱动单元，由于车辆在大负荷低速运行时 ，极容易使电机产生高温。在高温状态下很容易导致永磁转子产生磁退现象，因此需要借助冷却系统 对电机的温度进行控制。
动力电池热管理系统结构组成及工作原理
动力电池热管理系统是电动汽车中至关重要的一个部分，它承担着对动力电池温度进行有效监控和调节的重要任务，保证了电池的稳定工作和延长了电池的使用寿命。
本文将结合动力电池热管理系统的结构组成和工作原理，对其进行详细的介绍和解析。
一、结构组成动力电池热管理系统通常由以下几大部分组成：1. 散热系统散热系统是动力电池热管理系统中的重要组成部分，其主要任务是通过散热器和风扇的配合，将电池内部产生的热量散发出去，保持电池的正常工作温度。
散热系统通常采用先进的材料和设计，以确保高效的散热效果。
2. 冷却系统冷却系统则是对动力电池进行降温的重要部分，其包括制冷剂循环系统和冷却媒介循环系统。
通过制冷剂的循环和冷却媒介的流动，冷却系统可以有效地降低电池的工作温度，提高电池的工作效率。
3. 控制系统动力电池热管理系统中的控制系统则是系统的“大脑”，它通过传感器对电池的温度进行实时监测，并根据监测结果对散热系统和冷却系统进行智能调节。
控制系统通常采用先进的控制算法和技术，以确保对电池温度的精准控制和调节。
4. 热绝缘材料热绝缘材料是动力电池热管理系统中的重要辅助部分，其主要任务是减少电池内部热量对外部环境的影响，同时也能够提高电池系统的安全性和可靠性。
热绝缘材料通常采用高效的绝缘材料和设计，以确保对电池内部热量的有效隔离和控制。
二、工作原理动力电池热管理系统的工作原理可以简单概括为：通过散热系统和冷却系统对电池的温度进行监测和调节，以确保电池的工作温度始终保持在一个安全和高效的范围内。
具体而言，其工作原理包括以下几个方面：1. 温度监测动力电池热管理系统首先通过传感器对电池的温度进行实时监测，以获取电池当前的工作温度。
2. 散热调节当电池温度超过设定的安全范围时，散热系统会自动启动，通过散热器和风扇将电池内部产生的热量散发出去，从而降低电池的工作温度。
3. 冷却调节当电池温度仍无法降至安全范围时，冷却系统会自动启动，通过制冷剂循环系统和冷却媒介循环系统将电池的工作温度降至安全范围内。
任务1 动力电池的认知与更换
（a）单体电池
（b）串联的电池组模块
图2-1-9 混合动力车用圆柱形镍氢电池的单体电池和模块的结构
获取信息
图2-1-10是一种采用树脂电解槽的方形镍氢电池 用的模块。该模块是一种具有6个电极群结构的电池 ，其电极群的结构是由6个单体电池组成的整体式树 脂型电解槽内，分别将多块镍正极板和贮氢合金负 极板以隔板作为间隔层互相重叠而成，封口采用的 是一种可再恢复安全阀的树脂型外盖下端部与电解 槽上端部之间采用热焊进行密封焊接的结构。通过 将设置在模块的电解槽表面的凸筋相互对接，便能 在模块之间形成间隙，这样就可以使冷却气流从该 间隙中穿过，从而获得更为均匀的冷却效果。对于 这种方形的电池模块，以串联方式连接20 - 40个模 块时，由于它比圆柱形模块更节省空间且减轻了重 图2-1-10 用于混合动力车6个单体电池组成的方形镍氢电池模块的结构 量，因此具有良好的搭载性。
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电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电 池，1888年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪 后，电池理论和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。 首先是为了适应重负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958 年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质，20世纪70年代初期便实现了军用和民用。 随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代 得到迅速发展。
镍镉蓄电池的电池反应不同，在镍氢蓄电池中，充电时氢从正极向负极移动，放电时向反方向移 动，其间并不伴随着电解液总量和浓度的增减。电解液中的OH -虽然参与正极和负极的反应，但在电 池反应中OH -并没有增减
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图4-1-2 水冷式动力电池冷却系统
任务1 动力电池冷却系统认知
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水冷动力电池冷却系统优点是：电池平均能量 效率高；电池模块结构紧凑；冷却效果优异；能 集成电池加热组件，解决了在环境温度很低的情 况下，加热电池的问题。
缺点是：系统复杂，多了很多部件，如水泵、 阀、低温水箱，成本增加。
以下介绍冷却系统关键部件电动水泵和电子风 扇。
任务1 动力电池冷却系统认知
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引导问题1 :
动力电池会像手机电池一样发热吗？
1. 动力电池的发热原因 动力电池作为电动汽车的动力能源，其充电、做功的发热一直阻碍着电动汽车的发展。动力电池 的性能与电池温度密切相关。40 ～ 50℃以上的高温会明显加速电池的衰老，更高的温度( 如120 ～ 150℃以上)则会引发电池热失控。 以下以镍氢电池为例，介绍电池发热的原因。 镍氢电池电化学反应原理决定了镍氢电池在充放、电过程中的生热。生热因素主要有4个：电池化 学反应生热、电池极化生热、过充电副反应生热以及内阻焦耳热。
任务1 动力电池冷却系统认知
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如果把电池内部所有的物质如活性物质、正极和负极、隔板等假定为一个具有相同特性的整体， 电池内部的热传导性非常好，使电池内部单元等温。但由于电池壳体基本不产生热量, 因而其温度与电 池内部的温度非常接近。由表4-1-1可以看出，电池经过变电流充放工况后，电池的最高温度和最低温 度与电池平均温度之差在4.2 ℃左右, 电池的最高温度在35.5℃ 左右。
表4-1-1 放电前后电池箱电池温度对照
任务1 动力电池冷却系统认知
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2.动力电池冷却系统的作用 动力电池组的工作状态包括: （1）电池组在充放电时会释放一定的热量， 故需要对电池组进行冷却。 （2）在低温环境下，需要对电池组进行加热 处理，以提高运行效率。 动力电池组采用冷却系统的作用是： 通过对动力电池组冷却或加热，保持动力电 池组较佳的工作温度，以改善其运行效率并提高 电池组的寿命。图4-1-1是动力电池组的热管理系 统示意图，热管理系统可以根据需要对电池组进 行冷却或加热。
（2）储液壶能看到冷却液的液位，电子水泵工作带动冷却液从散热水箱到驱动电机控制器，再从 驱动电机控制器流向PDU，再从PDU的出水口流向驱动电机、驱动电机的出水口连接散热器，高温的 冷却液经散热器降温。
（3）北汽EV160冷却系统没有配备暖风水箱。
任务1 动力电池冷却系统认知
任务考核
1、判断题 （1）动力电池的性能与电池温度没有什么影响。（ ） （2）动力电池组采用冷却系统的作用是：通过对动力电池组冷却或加热，保持动力电池组较佳 的工作温度，以改善其运行效率并提高电池组的寿命。（ ） （3）目前国内常见的全部新能源汽车的电机及控制器都采用冷却系统。（ ） （4）只要是有动力电池的汽车，就一定会有动力电池冷却系统。（ ） （5）水冷动力电池冷却系统优点是：电池平均能量效率高；电池模块结构紧凑；冷却效果优异 ；能集成电池加热组件，解决了在环境温度很低的情况下，加热电池的问题。（ ） （6）水冷式动力电池系统的冷却效果优于风冷式动力电池系统。（ ） （7）风冷式动力电池的冷却方式有串行、并行通风等几种方式。（ ）
图4-1-5 电池模块并行通风示意图
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（3）冷却风扇控制 双模式混合动力电池装备有一个冷却风扇 和电池冷却通风导管，电池控制模块使用4个 传感器探测电池温度，还有2个传感器探测空 气温度，根据温度信号以及风扇转速信号，控 制模块通过PWM信号来调节风扇转速，电池组 工作温度超出正常范围时，系统启动电池冷却 风扇（图4-1-6）。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 任务1 动力电池冷却系统认知
任务考核
2、选择题
（1）镍氢电池电化学反应原理决定了镍氢电池在充放、电过程中的生热。生热因素主要有
（ ）个。
A、5
B、4
C、3
D、2
（2）除了极少数车型没有采用冷却系统以外，目前应用在动力电池上的冷却方式有（ ）
和（ ）两种。答案是（ ）
A、风冷，油冷 B油冷、水冷 C、水冷、风冷
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2.风冷动力电池冷却系统 风冷动力电池冷却系统结构如图4-1-3所示。
图4-1-3 纯电动汽车电池组风冷系统结构
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冷却空气在动力电池模块中的流动有串行、 并行通风等几种方式。
（1）串行通风结构 风冷电池模块采用如图4-1-4的串行通风结 构。 在该散热模式下，冷空气从左侧吹入从右侧 吹出。空气在流动过程中不断地被加热，所以 右侧的冷却效果比左侧要差，电池箱内电池组 温度从左到右依次升高。目前该技术应用在第 一代丰田Prius等车型。
任务1 动力电池冷却系统认知
任务实施
3. 实施步骤 （1）北汽EV160冷却系统为水冷，由储液壶 、散热水箱、电子水泵、驱动电机、驱动电机控 制器、PDU以及水管，如图4-1-7所示。
a）储液壶
b）电子水泵
c）驱动电机控制器
图4-1-7 EV160冷却系统的组成
任务1 动力电池冷却系统认知
任务实施
D、以上都不正确
（3）不属于水冷式动力电池冷却系统的主要部件的是（ ）。
A、中冷器
B、电子水泵 C、冷却管路
D、冷却液控制阀
作的意识。 （3）养成服从管理，规范作业的良好工作习惯。 （4）培养安全工作的习惯。
任务1 动力电池冷却系统认知
一、任务导入 二、获取信息 三、任务实施 四、任务考核
学习目录
任务1 动力电池冷却系统认知
任务导入
手机电池长时间充电会发烫，新能源 汽车的动力电池也会发热吗？如果会，是 否需要冷却系统吗？
《新能源汽车动力电池与充电系统检修》
任务1 动力电池冷却系统认知
任务1 动力电池冷却系统认知
教学目标
知识目标
（1）能够描述动力电池的发热原因与冷却系统作用； （2）能够描述动力电池冷却系统的冷却形式。
技能目标
（1）能够认识动力电池冷却系统的结构组成。
素养目标
（1）能够制订工作计划，独立完成工作学习任务。 （2）能够在工作过程中，与小组其他成员合作、交流并进行学习任务分工，具备团队合作和安全操
图4-1-1 动力电池组热管理系统组成示意图
任务1 动力电池冷却系统认知
引导问题2 :
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动力电池冷却系统的冷却形式有哪些？
除了极少数车型没有采用冷却系统以外，目 前应用在动力电池上的冷却方式有水冷和风冷两 种。
1.水冷动力电池冷却系统 水冷动力电池冷却系统结构如图4-1-2所示， 主要部件包括散热器、膨胀壶、电子水泵、 VCU(或HPCM2，混动车型)、冷却液控制阀、加 热器和冷却管路等。
电动水泵如图4-1-3所示，冷却液循环的动力 元件，对冷却液加压，促使冷却液在冷却系统中 循环，带走系统散发的热量。
图4-1-3 电动水泵
任务1 动力电池冷却系统认知
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电子风扇如图4-1-4所示，作用是提高流经散热 器、冷凝器的空气流速和流量，以增强散热器的 散热能力，并冷却机舱其他附件。
图4-1-4 电子风扇
图4-1-6 动力电池冷却风扇
任务1 动力电池冷却系统认知
任务实施
1. 实施要求 本任务主要认识新能源汽车冷却系统的组成元件。内容包括： （1）认识冷却系统。 2. 实施准备 （1）防护装备：常规实训装备 （2）车辆、台架、总成：北汽新能源EV160整车或其他同类车型 （3）专用工具、设备： （4）手工工具：无 （5）辅助材料：
图4-1-4 电池模块串行通风示意图
任务1 动力电池冷却系统认知
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（2）并行通风结构 并行通风结构如图4-1-5所示。 并行通风方式可以使得空气流量在电池模块间 更均匀地分布。需要对进排气通道、电池布置位 置进行很好的设计。其楔形的进排气通道使得不 同模块间缝隙上下的压力差基本保持一致，确保 吹过不同电池模块的空气流量的一致性，从而保 证了电池组温度场分布的一致性。