新能源汽車維修大講堂-8

前言

通過之前的學習，相信大家都已經對電動汽車的基本架構和核心部件有了深入了解，實際上電動汽車比傳統燃油汽車還是簡單多了，修電動汽車也比修燃油車更輕松一些，因為電動汽車相比傳統燃油車，少了很多機械裝置，更多 是電子部件。

但是，電動汽車相比傳統燃油車，有一個系統卻是變得更復雜了，那就是它的“熱管理系統”。這節課，我們就來盤一下它。

新能源汽車熱管理系統

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

在傳統燃油車上，需要控制溫度的，主要就是這2個地方，一個是座艙，也就是咱們車內的這個乘坐空間，這里面的溫度一定要合適，天冷了需要開暖風，天熱了需要開空調，不然肯定會感覺不舒服；另一個就是發動機，它需要冷卻系統來散熱，并且冷卻液的水溫要保持在90℃左右，這樣發動機才能正常工作。所以，傳統燃油車的熱管理，就只有空調系統和發動機冷卻系統，這2個子系統。而這個空調系統的壓縮機，其實也是發動機皮帶來驅動的，因此這2個子系統，其實都是集成在發動機上面。

圖傳統燃油車熱管理系統

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，主要多在這兩個地方。一個是動力電池，一個是高壓部件，為了保證它們能夠正常工作，都需要控制溫度。尤其是這個動力電池，和咱手機電池一樣，溫度太低了電量就耗得快，所以在越冷的地方，電動車的續航能力就越差；溫度高了更不行，動力電池一旦過熱，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，針對新能源汽車的動力電池和高壓部件，就增加了兩個熱管理的子系統，專門用來控制它們的工作溫度。

新能源汽車熱管理系統任務更多

另外，新能源汽車用來加熱升溫、以及制冷散熱的核心部件，和傳統燃油車也有所不同。比如，它的空調壓縮機就不能用發動機來驅動，要改成電動壓縮機，用電來驅動。另外，加熱也是需要電氣元件來實現，要么采用熱泵空調，要么采用PTC。什么是熱泵？什么是PTC？我們一會再講。

大家會不會有這個疑問？為什么動力電池和其他高壓部件，不能共用一套熱管理系統，而是要分開呢？答案很簡單，它們對溫度的要求不一樣。動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子系統需要的溫度，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管路幾乎遍布全車

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

另外，除了冷熱循環管路，新能源汽車整個的溫度控制也變得更加復雜了。為什么？因為溫度控制，無論是升溫還是降溫，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、精準地去調配冷熱循環，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，因為它在熱管理控制方面，確實是很厲害，堪稱熱管理大師！

特斯拉的熱管理系統

大家來看一下，這個就是特斯拉的熱管理系統的結構和原理圖，看上去是不是非常復雜？

特斯拉的“八爪魚”

右邊這個管路交叉的地方，就是特斯拉那個著名的“八爪魚”，也就是就是用于熱管理控制的“八通閥”，它設計得確實非常精妙，把這么多溫控閥門都集成到了一起，變為了一個高度集成的部件，讓它能夠同時控制總共8條的冷熱循環管路。不像有些國產車，控制部件東一個西一個，各自為戰，非常零亂繁雜。

正是通過這個“八爪魚”的各種通斷組合，再配合外圍部件的工作，特斯拉能夠實現多達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，這樣才能對各個子系統，實施更加精準的溫度控制。而且，更厲害的是，在這個“八爪魚”的指揮下，各個子系統的熱量，可以更靈活、更巧妙地相互調配。比如，當動力電池溫度還很低，需要加熱的時候，可以把電機工作時產生的多余熱量，直接輸送到動力電池那里，這樣就不需要額外消耗能量，來給動力電池加熱。可以這么說，在熱量的合理調配和充分利用方面，特斯拉的熱管理系統已經做到了極致。

Tesla熱管理系統簡圖

關于新能源汽車熱管理系統，關于它在溫度控制方面的更多細節，我們就不展開說了，畢竟大家學這些東西，只是為了維修，我們知道它的基本原理和構造，就可以了。更重要的是，我們要知道這個系統，什么地方容易出問題？應該怎么去檢修？這方面的知識，以后我們再深入學習。

熱泵和PTC

對了，說到這里，還要補充講一下剛才提到的兩個加熱部件，熱泵和PTC。

這兩個部件都是用來加熱，也就是提供熱量的，但是這兩個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，它和咱家里的冷暖空調差不多，既能制冷也能取暖。

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

家用冷暖空調，其實就是一個室內機加上一個室外機，但它是可以雙向循環、雙向搬運熱量的。夏天制冷的時候，室內機作為蒸發器，室外機作為冷凝器，通過壓縮機的工作，將室內的熱量搬到了室外，房間里面就涼快了；冬天制熱取暖的時候，正好反過來，室內機變成了冷凝器，室外機變成了蒸發器，于是壓縮機又將熱量從室外搬到了室內，這樣房間就暖和了。

熱泵制冷示意圖

對于傳統燃油車來說，發動機工作時就像是個大鍋爐，燃油燃燒之后產生的熱量，可以將冷卻液加熱到90℃左右，所以這個熱水就直接可以用來取暖，于是空調只需要能制冷就行，因為它要往車里吹涼風，空調的蒸發器就要裝在盡量靠近車內的位置，也就是儀表臺內部的風道里面，而冷凝器就要裝在車頭最前面，便于迎風散熱。

但是，新能源車不一樣，純電動車沒有發動機，插電混動或者增程式電動雖然有發動機，但也很少工作。因此，很多新能源車就用上了熱泵空調，這樣既能制冷又能制熱。車里除了蒸發器，還增加了冷凝器，而車外那個冷凝器也可以當做蒸發器使用。通過閥門的切換，讓制冷劑能反向循環，就可以實現車內取暖。當然，對于那些需要加熱的部件，比如動力電池，熱泵產生的熱量也可以用來給它加熱。

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

PTC加熱器

為什么叫做PTC？這個PTC是英文“正溫度系數”的簡稱，具體什么工作原理，我們在這里也不展開說了。反正每個行當都有它的規矩，有它的術語，也可以說是“黑話”，在新能源汽車這個圈子里，人家就叫做PTC，不能叫做電加熱器。沒辦法，進了這一行，咱就得按這一行的規矩來說話辦事，否則和別人聊不到一塊。

剛才說了，熱泵空調是搬運熱量，而PTC則是通過電流來產生熱量，將電能轉化為熱能。PTC的優點是升溫很快，一通電就會發熱，而且部件的成本很低，比熱泵空調低多了。但是它的缺點也很明顯，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，生產熱量也比搬運熱量更加費力。

在新能源汽車上，熱泵和PTC都有可能出現，有的車只有熱泵，比如特斯拉MODEL Y，售價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。

熱管理系統故障檢修

前面說了，新能源汽車熱管理系統的管路非常復雜，既有冷熱水循環管路，還有空調的高低壓管路，所以就很容易出現各種漏水漏氟的故障，這些故障點就是我們的創收點。

來看一個維修案例，一輛威馬的純電動車經常缺冷卻液，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，于是發現冷卻液少了就加，就這么湊合開著，后來漏得越來越嚴重，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，讀到這個故障碼：“P12C81A，高壓繼電器斷開，絕緣故障”，這其實就是說，已經漏電保護了，看來是有大問題。聽車主說，這車經常缺冷卻液，檢查發現是高壓系統專用的補水罐缺液，那就和故障碼對上了，肯定是哪個高壓部件的水路漏液，導致這個“絕緣故障”。于是順藤摸瓜進行檢查，當測量動力電池的高壓正極和負極對外殼的絕緣電阻時，發現絕緣電阻值都偏小，那肯定就是動力電池內部有問題了。

于是拆下動力電池，開蓋一看，果不其然，里面漏的水，差不多能養魚了。哪漏的呢？拆下電池模組，對水路系統“打壓測漏”，怎么個測法？就和自行車補胎一樣一樣的，往管路里面打氣，看氣從哪里跑出來就是了。一測就發現了，原來是其中一塊水冷板有點破損，冷卻液就是從這里漏到了電池倉，并引發了漏電和絕緣故障。

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，再次測量它的絕緣電阻，也已經恢復到正常值，這個故障就修好了。這么一個導致車輛趴窩的嚴重故障，其實就是熱管理系統漏液導致的，檢修起來是不是還算挺輕松的？

能收費多少呢？肯定比修傳統燃油車的發動機漏水，要貴多了。想要賺到這份錢，就要好好學習，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？這些其實也很簡單，通過系統性的學習培訓，很快就能上手。

熱管理系統在新能源汽車里愈發重要

最后，我們再來總結一下這個故障案例，看看針對新能源汽車的熱管理系統，我們在車輛的日常使用和維護當中，需要注意些什么？如果發現新能源汽車冷卻液的液面，有明顯下降，那我們就要注意了，不能像對待燃油車那樣，掉以輕心不當回事。因為，一旦冷卻液漏入到哪個高壓部件的內部，就會引發絕緣故障，這不是小毛病，搞不好車會趴窩的！要是冷卻液漏到外面，造成管路缺液，也會影響到散熱，使得動力電池、電機這些重要部件無法正常工作，也會出大問題。所以，日常使用當中，我們最好定期檢查新能源汽車的冷卻液，及早發現滲漏故障，并妥善維修。

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