新能源汽车维修大讲堂-8

前言

通过之前的学习，相信大家都已经对电动汽车的基本架构和核心部件有了深入了解，实际上电动汽车比传统燃油汽车还是简单多了，修电动汽车也比修燃油车更轻松一些，因为电动汽车相比传统燃油车，少了很多机械装置，更多 是电子部件。

但是，电动汽车相比传统燃油车，有一个系统却是变得更复杂了，那就是它的“热管理系统”。这节课，我们就来盘一下它。

新能源汽车热管理系统

什么是热管理系统？说通俗点，就是用来控制温度的系统。包括：空调制冷、暖风加热、还有重要部件的保温和散热，等等这些。总之，所有需要对温度进行管控的地方，都统称为热管理系统。

在传统燃油车上，需要控制温度的，主要就是这2个地方，一个是座舱，也就是咱们车内的这个乘坐空间，这里面的温度一定要合适，天冷了需要开暖风，天热了需要开空调，不然肯定会感觉不舒服；另一个就是发动机，它需要冷却系统来散热，并且冷却液的水温要保持在90℃左右，这样发动机才能正常工作。所以，传统燃油车的热管理，就只有空调系统和发动机冷却系统，这2个子系统。而这个空调系统的压缩机，其实也是发动机皮带来驱动的，因此这2个子系统，其实都是集成在发动机上面。

图传统燃油车热管理系统

新能源汽车的热管理，有何特别之处？

新能源汽车需要控制温度的地方就更多了，主要多在这两个地方。一个是动力电池，一个是高压部件，为了保证它们能够正常工作，都需要控制温度。尤其是这个动力电池，和咱手机电池一样，温度太低了电量就耗得快，所以在越冷的地方，电动车的续航能力就越差；温度高了更不行，动力电池一旦过热，就有自燃起火的可能，那可是要命的事。除了动力电池，其他的一些高压部件也需要合适的工作温度。所以，针对新能源汽车的动力电池和高压部件，就增加了两个热管理的子系统，专门用来控制它们的工作温度。

新能源汽车热管理系统任务更多

另外，新能源汽车用来加热升温、以及制冷散热的核心部件，和传统燃油车也有所不同。比如，它的空调压缩机就不能用发动机来驱动，要改成电动压缩机，用电来驱动。另外，加热也是需要电气元件来实现，要么采用热泵空调，要么采用PTC。什么是热泵？什么是PTC？我们一会再讲。

大家会不会有这个疑问？为什么动力电池和其他高压部件，不能共用一套热管理系统，而是要分开呢？答案很简单，它们对温度的要求不一样。动力电池最适宜的工作温度，是25-35℃？而其他高压部件呢，它们的工作温度要更高一些，是50-65℃。所以，只能对它们分开管理、分开控制。这样看来，新能源汽车热管理的几个子系统需要的温度，是不是都不一样？有的高有的低，所以这就比较麻烦了。

新能源汽车的冷热循环管路几乎遍布全车

既然温度不同，那么这些系统的冷热循环管路肯定要分开，要分别铺设到各个需要控制温度的部件那里，这样一来，整个的管路系统就比传统燃油车复杂多了，这意味着，容易出现问题的故障点也变多了，比如，水路有可能会漏冷却液，空调管路有可能会漏制冷剂（氟利昂），这些都是我们维修人员将来可能会遇到，并要去解决的问题。当然这也说明了一点，在热管理的维修上，大家将来是可以赚到钱的！

另外，除了冷热循环管路，新能源汽车整个的温度控制也变得更加复杂了。为什么？因为温度控制，无论是升温还是降温，都有可能要消耗掉宝贵的电能，为了把整体的能耗降到最低，就要合理地、精准地去调配冷热循环，尽量做到少花钱还多办事，这才是热管理的精髓所在。

说到这不得不夸一下特斯拉，因为它在热管理控制方面，确实是很厉害，堪称热管理大师！

特斯拉的热管理系统

大家来看一下，这个就是特斯拉的热管理系统的结构和原理图，看上去是不是非常复杂？

特斯拉的“八爪鱼”

右边这个管路交叉的地方，就是特斯拉那个著名的“八爪鱼”，也就是就是用于热管理控制的“八通阀”，它设计得确实非常精妙，把这么多温控阀门都集成到了一起，变为了一个高度集成的部件，让它能够同时控制总共8条的冷热循环管路。不像有些国产车，控制部件东一个西一个，各自为战，非常零乱繁杂。

正是通过这个“八爪鱼”的各种通断组合，再配合外围部件的工作，特斯拉能够实现多达12种的加热模式，还有3种制冷模式。为什么要有这么多的模式？模式多了肯定好呀，这样才能对各个子系统，实施更加精准的温度控制。而且，更厉害的是，在这个“八爪鱼”的指挥下，各个子系统的热量，可以更灵活、更巧妙地相互调配。比如，当动力电池温度还很低，需要加热的时候，可以把电机工作时产生的多余热量，直接输送到动力电池那里，这样就不需要额外消耗能量，来给动力电池加热。可以这么说，在热量的合理调配和充分利用方面，特斯拉的热管理系统已经做到了极致。

Tesla热管理系统简图

关于新能源汽车热管理系统，关于它在温度控制方面的更多细节，我们就不展开说了，毕竟大家学这些东西，只是为了维修，我们知道它的基本原理和构造，就可以了。更重要的是，我们要知道这个系统，什么地方容易出问题？应该怎么去检修？这方面的知识，以后我们再深入学习。

热泵和PTC

对了，说到这里，还要补充讲一下刚才提到的两个加热部件，热泵和PTC。

这两个部件都是用来加热，也就是提供热量的，但是这两个东西的工作原理完全不一样。

热泵加热示意图

热泵，也叫热泵空调，它和咱家里的冷暖空调差不多，既能制冷也能取暖。

空调的工作原理大家应该都知道吧？核心就是要通过空调管路里面制冷剂的形态变化（气态变液态，放热；液态变气态，吸热），来改变整个空调系统的热量分布，让它一头冷一头热。在蒸发器所在的这一头，制冷剂从液态变成气态，要吸收热量，于是蒸发器就会变冷；在冷凝器所在的另一头，制冷剂从气态又会变回液态，要释放热量，于是冷凝器就会变热。所以，空调其实本身不产生热量，它只是热量的搬运工，把热量从蒸发器这一头搬到了冷凝器那一头，让这两头产生温差。这个温差越大，空调的效果就越好。

家用冷暖空调，其实就是一个室内机加上一个室外机，但它是可以双向循环、双向搬运热量的。夏天制冷的时候，室内机作为蒸发器，室外机作为冷凝器，通过压缩机的工作，将室内的热量搬到了室外，房间里面就凉快了；冬天制热取暖的时候，正好反过来，室内机变成了冷凝器，室外机变成了蒸发器，于是压缩机又将热量从室外搬到了室内，这样房间就暖和了。

热泵制冷示意图

对于传统燃油车来说，发动机工作时就像是个大锅炉，燃油燃烧之后产生的热量，可以将冷却液加热到90℃左右，所以这个热水就直接可以用来取暖，于是空调只需要能制冷就行，因为它要往车里吹凉风，空调的蒸发器就要装在尽量靠近车内的位置，也就是仪表台内部的风道里面，而冷凝器就要装在车头最前面，便于迎风散热。

但是，新能源车不一样，纯电动车没有发动机，插电混动或者增程式电动虽然有发动机，但也很少工作。因此，很多新能源车就用上了热泵空调，这样既能制冷又能制热。车里除了蒸发器，还增加了冷凝器，而车外那个冷凝器也可以当做蒸发器使用。通过阀门的切换，让制冷剂能反向循环，就可以实现车内取暖。当然，对于那些需要加热的部件，比如动力电池，热泵产生的热量也可以用来给它加热。

再来看一下PTC，大家千万别被这个洋名唬住了，它其实就是一个电加热器，不是什么高科技，和“电吹风”或“热得快”一样，就是用来吹热风或者烧热水的。

PTC加热器

为什么叫做PTC？这个PTC是英文“正温度系数”的简称，具体什么工作原理，我们在这里也不展开说了。反正每个行当都有它的规矩，有它的术语，也可以说是“黑话”，在新能源汽车这个圈子里，人家就叫做PTC，不能叫做电加热器。没办法，进了这一行，咱就得按这一行的规矩来说话办事，否则和别人聊不到一块。

刚才说了，热泵空调是搬运热量，而PTC则是通过电流来产生热量，将电能转化为热能。PTC的优点是升温很快，一通电就会发热，而且部件的成本很低，比热泵空调低多了。但是它的缺点也很明显，那就是能耗高，它的耗电量大概是热泵的3倍，比如新能源车上装的PTC，功率基本都是2千瓦以上，而热泵也就700多瓦。为什么？你可以这么简单理解，搬砖虽然累，但还是是累不过人家烧砖的。同样的道理，生产热量也比搬运热量更加费力。

在新能源汽车上，热泵和PTC都有可能出现，有的车只有热泵，比如特斯拉MODEL Y，售价较低的车出于成本考虑，大多只能用上PTC，比如？ ，有的车既有热泵又有PTC，比如大众ID系列，目的是让这哥俩能取长补短相互配合。

虽然不同厂家有不同的热管理策略，但万变不离其宗，核心就是这些东西。

热管理系统故障检修

前面说了，新能源汽车热管理系统的管路非常复杂，既有冷热水循环管路，还有空调的高低压管路，所以就很容易出现各种漏水漏氟的故障，这些故障点就是我们的创收点。

来看一个维修案例，一辆威马的纯电动车经常缺冷却液，车主开去路边小修理店检查过，也看不出哪里有明显的泄漏，于是发现冷却液少了就加，就这么凑合开着，后来漏得越来越严重，直到有一天，车辆突然无法正常上电，彻底趴窝了。

故障代码

到了修理厂，连接诊断仪检查，读到这个故障码：“P12C81A，高压继电器断开，绝缘故障”，这其实就是说，已经漏电保护了，看来是有大问题。听车主说，这车经常缺冷却液，检查发现是高压系统专用的补水罐缺液，那就和故障码对上了，肯定是哪个高压部件的水路漏液，导致这个“绝缘故障”。于是顺藤摸瓜进行检查，当测量动力电池的高压正极和负极对外壳的绝缘电阻时，发现绝缘电阻值都偏小，那肯定就是动力电池内部有问题了。

于是拆下动力电池，开盖一看，果不其然，里面漏的水，差不多能养鱼了。哪漏的呢？拆下电池模组，对水路系统“打压测漏”，怎么个测法？就和自行车补胎一样一样的，往管路里面打气，看气从哪里跑出来就是了。一测就发现了，原来是其中一块水冷板有点破损，冷却液就是从这里漏到了电池仓，并引发了漏电和绝缘故障。

将这块水冷板焊好，再次打压检查，已不再泄露，然后将电池重新装好，再次测量它的绝缘电阻，也已经恢复到正常值，这个故障就修好了。这么一个导致车辆趴窝的严重故障，其实就是热管理系统漏液导致的，检修起来是不是还算挺轻松的？

能收费多少呢？肯定比修传统燃油车的发动机漏水，要贵多了。想要赚到这份钱，就要好好学习，掌握新能源汽车的检修技能。比如，你要知道，怎么检查绝缘故障？怎么高压下电保证安全？怎么拆装电池包？这些其实也很简单，通过系统性的学习培训，很快就能上手。

热管理系统在新能源汽车里愈发重要

最后，我们再来总结一下这个故障案例，看看针对新能源汽车的热管理系统，我们在车辆的日常使用和维护当中，需要注意些什么？如果发现新能源汽车冷却液的液面，有明显下降，那我们就要注意了，不能像对待燃油车那样，掉以轻心不当回事。因为，一旦冷却液漏入到哪个高压部件的内部，就会引发绝缘故障，这不是小毛病，搞不好车会趴窝的！要是冷却液漏到外面，造成管路缺液，也会影响到散热，使得动力电池、电机这些重要部件无法正常工作，也会出大问题。所以，日常使用当中，我们最好定期检查新能源汽车的冷却液，及早发现渗漏故障，并妥善维修。

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