Автомобиль / Силовая установка / Электрическая силовая установка / Диагностика - Электрическая силовая установка / Проверка системы теплового управления батареей

Проверка системы теплового управления батареей

Проверка системы теплового управления батареей определяет, способен ли автомобиль равномерно охлаждать, нагревать и предварительно кондиционировать высоковольтную тяговую батарею. Неисправность насосов, клапанов, датчиков, чиллера, компрессора, нагревателя или контура охлаждающей жидкости может уменьшить зарядную мощность, ограничить тягу и рекуперацию, ускорить температурный дисбаланс модулей или вызвать перегрев тяговой батареи.

Образец правильного английского перевода: система теплового управления батареей - Battery Thermal Management System; охлаждение батареи - Battery Cooling; нагрев батареи - Battery Heating; предварительное кондиционирование - Battery Preconditioning; насос охлаждающей жидкости - Coolant Pump; управляющий клапан - Coolant Control Valve; чиллер батареи - Battery Chiller; тепловой насос - Heat Pump; высоковольтный нагреватель - High-Voltage Coolant Heater; температура на входе - Inlet Coolant Temperature; температура на выходе - Outlet Coolant Temperature; разница температур модулей - Module Temperature Spread.

Системную проверку выполняют вместе со страницами «Тепловое управление батареей», «Проверка состояния тяговой батареи SOH», «Диагностика зарядной системы электромобиля», «Проверка высоковольтной изоляции электромобиля» и «Повреждение системы теплового управления батареей».

Для устранения неисправностей могут быть релевантны охлаждение и отопление, охлаждающие жидкости, дистиллированная вода, водяные насосы, патрубки системы охлаждения, датчики управления и реле. Однако насос, клапан или компрессор не заменяют только по температурному коду: сначала проверяют фактическую циркуляцию, положения клапанов, температуры, давление холодильного контура и разрешение блока управления.

Главный принцип: тепловой контур оценивают не по одному датчику, а по согласованности команд и результатов. Если блок подает команду насосу, клапану, компрессору или нагревателю, нужно подтвердить фактическую работу компонента, изменение потока жидкости и логичную реакцию температур батареи.

Не открывайте высоковольтную батарею, нагреватель, компрессор или силовые разъемы без соответствующей квалификации.
Не открывайте горячий или герметичный контур охлаждения под давлением.
Не выпускайте хладагент и не разъединяйте холодильный контур без специального оборудования.
Не запускайте электрический насос без жидкости.
Не доливайте случайный антифриз по цвету.
Не смешивайте охлаждающие жидкости без подтверждения совместимости.
Не считайте ремонт завершенным без штатного заполнения, удаления воздуха и контрольного теплового цикла.
Не стирайте коды до сохранения температур, команд насосов, положений клапанов и условий появления неисправности.

Содержание

Цель проверки
Функции теплового управления
Основные компоненты
Варианты архитектуры
Основные симптомы
Необходимое оборудование
Сбор начальных данных
Полное сканирование блоков
Основные параметры сканера
Проверка датчиков температуры
Разница температур модулей
Охлаждающая жидкость
Проверка уровня
Поиск утечки
Воздух в контуре
Проверка насосов
Проверка управляющих клапанов
Радиатор и воздушный поток
Проверка чиллера
Высоковольтный компрессор
Холодильный контур
Тепловой насос
Нагреватель батареи
Предварительное кондиционирование
Батарея перегревается
Батарея не прогревается
Ограничение зарядки
Ограничение тяговой мощности
Уменьшение запаса хода
Связь с высоковольтной изоляцией
Активные тесты
Запись параметров
Тепловизионная проверка
Заполнение и удаление воздуха
Базовый алгоритм проверки
Контроль после ремонта
Типичные ошибки
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Цель проверки

Цель диагностики - установить, способна ли система поддерживать заданную температуру батареи в разных режимах:

при холодном запуске;
при движении с небольшой нагрузкой;
при продолжительном разгоне или движении по трассе;
при рекуперации;
при AC-зарядке;
при быстрой DC-зарядке;
при отоплении или охлаждении салона;
при предварительном кондиционировании;
после продолжительной стоянки;
при высокой или низкой температуре окружающего воздуха.

Проверка должна определить не только неисправный компонент, но и причину, по которой тепловая энергия не отводится, не подводится или неправильно распределяется между контурами.

Функции теплового управления

отводит тепло от ячеек под нагрузкой;
охлаждает батарею при быстрой зарядке;
нагревает холодную батарею;
уменьшает разницу температур между модулями;
обеспечивает допустимую зарядную мощность;
обеспечивает допустимую разрядную мощность;
поддерживает рекуперацию;
защищает батарею от критического перегрева;
согласовывает тепловые потребности батареи, салона, инвертора и моторов;
предварительно готовит батарею к поездке или зарядной станции.

Основные компоненты

каналы охлаждения внутри батареи;
один или несколько электрических насосов;
расширительный или компенсационный бачок;
управляющие и многопозиционные клапаны;
радиатор низкотемпературного контура;
электрические вентиляторы;
чиллер батареи;
высоковольтный компрессор кондиционера;
конденсатор и испарительные теплообменники;
тепловой насос;
высоковольтный нагреватель жидкости;
датчики температуры батареи и жидкости;
датчики давления холодильного контура;
датчики уровня или потока, если предусмотрены;
патрубки, быстроразъемные соединения и уплотнения;
контроллер теплового управления;
BMS и климатический блок.

Варианты архитектуры

отдельный контур только для батареи;
общий контур батареи и силовой электроники;
несколько контуров, объединяемых клапанами;
прямое воздушное охлаждение батареи;
жидкостное охлаждение без теплового насоса;
жидкостное охлаждение с чиллером;
интегрированная тепловая система батареи, привода и салона;
использование остаточного тепла моторов и инверторов;
отдельный электрический нагреватель;
нагрев батареи с помощью управляемых электрических потерь.

Основные симптомы

батарея перегревается;
один модуль горячее остальных;
батарея долго не прогревается зимой;
быстрая зарядка имеет низкую мощность;
зарядка прерывается после нагрева;
мощность автомобиля ограничивается;
рекуперация уменьшается;
запас хода стал меньше;
вентиляторы работают слишком часто;
насос работает постоянно или не запускается;
слышно бульканье в тепловом контуре;
снижается уровень охлаждающей жидкости;
отопление или кондиционирование работает нестабильно;
предварительное кондиционирование не выполняется;
после ремонта появляются температурные коды;
ошибка возникает только при DC-зарядке;
ошибка возникает при включении отопления или кондиционера.

Необходимое оборудование

сканер с поддержкой BMS и теплового контроллера;
заводская схема тепловых контуров;
заводские процедуры заполнения и удаления воздуха;
тепловизор;
контактные температурные датчики;
оборудование для вакуумного заполнения;
тестер герметичности охлаждающего контура;
оборудование для обслуживания холодильного контура;
манометры или диагностическая станция хладагента;
средства проверки питания насосов и клапанов;
токовые клещи;
средства записи параметров при движении и зарядке;
диэлектрические средства защиты для работы возле высоковольтных компонентов.

Сбор начальных данных

температура окружающего воздуха;
SOC батареи;
температура батареи до появления симптомов;
режим AC- или DC-зарядки;
зарядная мощность;
скорость и нагрузка автомобиля;
работает ли климатическая система;
было ли активировано предварительное кондиционирование;
возникает ли проблема на холодном или прогретом автомобиле;
снижался ли уровень жидкости;
проводились ли ремонт, замена насоса или заполнение контура;
использовалась ли другая охлаждающая жидкость;
были ли ДТП или повреждение днища;
появляется ли ошибка после мойки или мороза;
какие сообщения отображаются на панели.

Полное сканирование блоков

BMS;
контроллер теплового управления;
климатический блок;
контроллер высоковольтного компрессора;
контроллер силовой установки;
инвертор;
OBC;
DC/DC-преобразователь;
центральный шлюз;
кузовной блок;
контроллер зарядного порта.

Код батареи может быть следствием неисправного компрессора, клапана или климатического блока. Код компрессора может быть вторичным из-за недостаточного уровня жидкости или запрета высоковольтной системы.

Основные параметры сканера

Температуры батареи

минимальная температура модуля;
максимальная температура модуля;
средняя температура батареи;
разница температур;
температура отдельных датчиков;
температура батарейного корпуса;
причина температурного ограничения.

Охлаждающая жидкость

температура на входе батареи;
температура на выходе батареи;
температура перед чиллером;
температура после чиллера;
уровень жидкости, если контролируется;
рассчитанный или измеренный поток;
давление контура, если предусмотрен датчик.

Насосы и клапаны

команда насоса;
заданная частота вращения;
фактическая частота вращения;
ток насоса;
статус блокировки ротора;
команда положения клапана;
фактическое положение клапана;
результат калибровки клапана.

Холодильный контур

команда компрессора;
фактическая частота компрессора;
давление хладагента;
температуры холодильного контура;
команда расширительного клапана;
статус чиллера;
причина запрета компрессора.

Нагрев

запрос нагрева батареи;
команда высоковольтного нагревателя;
фактическая мощность нагревателя;
температура нагревателя;
температура жидкости после нагревателя;
причина ограничения нагрева.

Проверка датчиков температуры

логичность всех температур на холодном автомобиле;
сравнение с температурой окружающего воздуха;
плавность изменения после запуска системы;
отсутствие скачков и прерываний;
связь показания с вибрацией разъема;
соответствие температуры тепловизионному осмотру;
питание, массу и сигнальную цепь датчика;
коррозию разъема;
повреждение проводки;
правильность конфигурации после замены батареи или блока.

Разница температур модулей

неравномерный поток охлаждающей жидкости;
воздух в части батарейного контура;
частичное засорение канала;
пережатый патрубок;
неправильное положение клапана;
слабая циркуляция насоса;
плохой тепловой контакт модуля с охлаждающей плитой;
повышенное внутреннее сопротивление отдельного модуля;
неисправный температурный датчик;
повреждение батареи после удара.

Температурный дисбаланс оценивают вместе с напряжениями ячеек и внутренним сопротивлением. Более горячий модуль может выделять больше тепла из-за электрической деградации.

Охлаждающая жидкость

Для электромобиля применяют только жидкость, соответствующую спецификации производителя. Цвет не является достаточным критерием совместимости.

тип и спецификацию жидкости;
историю доливки;
смешивание разных продуктов;
наличие осадка;
помутнение;
постороннее масло;
следы коррозии;
электропроводное загрязнение;
изменение запаха;
состояние жидкости после перегрева.

Проверка уровня

внешняя утечка;
внутренняя утечка в батарею или электронный блок;
неполное заполнение после ремонта;
выход воздуха после предыдущего обслуживания;
негерметичная крышка или бачок;
повреждение теплообменника;
утечка через быстроразъемное соединение.

Поиск утечки

бачок и крышку;
корпуса насосов;
патрубки и хомуты;
быстроразъемные соединения;
управляющие клапаны;
чиллер;
высоковольтный нагреватель;
OBC и инвертор, если они включены в контур;
соединения возле батареи;
нижнюю часть батарейного корпуса;
дренажные отверстия;
зоны после ДТП или предыдущего ремонта.

Воздух в контуре

бульканье;
нестабильный уровень жидкости;
резкие изменения температуры;
большая разница между входом и выходом;
насос работает шумно;
частота насоса высокая, но тепловой результат слабый;
перегрев появился после замены компонента;
тепло в патрубках распределяется неравномерно;
активный тест удаления воздуха не завершается.

В сложной многоконтурной системе ручная доливка может не удалить воздух. Требуется вакуумный способ или штатная сервисная программа управления насосами и клапанами.

Проверка насосов

насос не получает питание;
отсутствует масса;
потеряна связь с управляющим блоком;
заклинил ротор;
повреждена крыльчатка;
насос вращается, но не создает поток;
внутри находится воздух;
засорен вход;
поврежден корпус;
насос перегревается;
фактические обороты не соответствуют команде;
ошибочно определен насос в сервисном режиме.

Звук работы не подтверждает достаточную циркуляцию. Нужно оценить изменение температур, поток и поведение системы под нагрузкой.

Проверка управляющих клапанов

командное положение;
фактическое положение;
активный тест;
плавность перемещения;
калибровку конечных положений;
питание и проводку;
внутреннее механическое заклинивание;
утечку через корпус;
неправильное подключение патрубков после ремонта;
логику температур при изменении положения.

Радиатор и воздушный поток

загрязнение наружной поверхности;
повреждение пластин;
перекрытие воздушного потока;
состояние вентиляторов;
команду и фактические обороты вентилятора;
положение активных жалюзи, если они установлены;
проходимость внутренних каналов;
разницу температур до и после радиатора;
неправильную установку после кузовного ремонта.

Проверка чиллера

команду охлаждения батареи;
активацию компрессора;
положение клапанов жидкостного контура;
положение расширительного клапана;
температуру жидкости до чиллера;
температуру жидкости после чиллера;
давление холодильного контура;
возможное внутреннее засорение;
утечку хладагента;
утечку охлаждающей жидкости;
правильность подключения контуров.

Высоковольтный компрессор

наличие запроса на запуск;
разрешение высоковольтной системы;
фактическую частоту вращения;
потребляемую мощность;
давление хладагента;
температуру корпуса;
внутренние коды;
высоковольтную изоляцию;
состояние разъема;
правильность хладагента и компрессорного масла;
шум и вибрацию;
причину программного запрета.

Холодильный контур

тип хладагента;
точную заправочную массу;
давление высокой и низкой сторон;
температуры трубок;
утечку хладагента;
состояние конденсатора;
работу вентиляторов;
управление электронными расширительными клапанами;
засорение чиллера;
наличие воздуха или влаги после ремонта;
правильность вакуумирования;
соответствие компрессорного масла.

Тепловой насос

выбранный тепловой режим;
положение всех жидкостных и холодильных клапанов;
команду компрессора;
температуры теплообменников;
давление хладагента;
использование остаточного тепла привода;
работу вспомогательного нагревателя;
правильность показаний наружной температуры;
программные условия переключения режимов;
результат активных тестов.

Нагреватель батареи

запрос BMS на нагрев;
разрешение высоковольтной системы;
команду нагревателя;
фактическую мощность;
ток высоковольтной батареи;
температуру жидкости до и после нагревателя;
скорость насоса;
положение клапанов;
перегрев компонента;
внутренние коды;
высоковольтную изоляцию;
наличие воздуха в контуре.

Предварительное кондиционирование

настройки времени выезда;
маршрут к зарядной станции в навигации;
SOC батареи;
подключение к внешнему питанию;
температуру батареи;
команды BMS;
насосы и клапаны;
компрессор или нагреватель;
коды климатической системы;
программное обеспечение;
ограничение из-за низковольтной батареи.

Батарея перегревается

Для симптома «Тяговая батарея перегревается» нужно отделить слабое охлаждение от повышенного тепловыделения внутри батареи.

уровень жидкости;
наличие воздуха;
фактические обороты насосов;
положение клапанов;
работу радиатора и вентиляторов;
работу чиллера и компрессора;
температуры входа и выхода;
разницу температур модулей;
ток батареи;
внутреннее сопротивление модулей;
условия зарядки;
чистоту теплообменников.

Батарея не прогревается

отсутствует запрос BMS;
недостаточный SOC;
не работает высоковольтный нагреватель;
не запускается компрессор теплового насоса;
клапан направляет поток неправильно;
насос не обеспечивает циркуляцию;
датчик показывает завышенную температуру;
тепло теряется из-за неправильного режима контура;
предварительное кондиционирование не активировано;
программное обеспечение ограничивает функцию.

Ограничение зарядки

При диагностике зарядной системы сравнивают температуру батареи с разрешенным током BMS.

слишком холодная батарея;
слишком горячая батарея;
большой температурный разброс;
отсутствие предварительного кондиционирования;
неисправный насос;
неправильное положение клапана;
неисправный компрессор;
недостаточное количество хладагента;
воздух в жидкостном контуре;
неисправный датчик температуры;
перегрев зарядного разъема или OBC;
обычное снижение мощности при высоком SOC.

Ограничение тяговой мощности

разрешенный разрядный ток;
причину ограничения;
минимальную и максимальную температуру батареи;
фактический ток;
температуру инвертора и мотора;
команды насосов;
положение клапанов;
работу холодильного контура;
электрическое состояние модулей;
наличие механического сопротивления привода.

Уменьшение запаса хода

Симптом «Запас хода электромобиля резко уменьшился» может быть связан с тепловой системой из-за:

повышенного потребления нагревателя;
постоянной работы компрессора;
неэффективного теплового насоса;
неправильного положения клапана;
постоянной работы насосов;
слишком холодной батареи;
потери части доступной мощности;
ошибочного температурного сигнала;
плохого предварительного кондиционирования;
одновременной деградации батареи.

Повышенное потребление тепловой системы нужно отделить от реального снижения полезной емкости при помощи проверки SOH.

Связь с высоковольтной изоляцией

Утечка жидкости в батарею, OBC, инвертор, компрессор или нагреватель может вызвать ошибку высоковольтной изоляции.

одновременное падение уровня жидкости и код изоляции;
ошибка после прогрева контура;
ошибка при активации компрессора;
ошибка при включении нагревателя;
следы жидкости возле высоковольтного разъема;
влага внутри корпуса компонента;
код после предыдущего ремонта тепловой системы.

Активные тесты

последовательный запуск насосов;
идентификация конкретного насоса;
управление частотой насоса;
перемещение многопозиционных клапанов;
калибровка клапанов;
запуск вентиляторов;
активация компрессора;
активация нагревателя;
проверка расширительных клапанов;
режим заполнения и удаления воздуха;
подготовка батареи к быстрой зарядке.

Запись параметров

время;
SOC;
ток батареи;
минимальную и максимальную температуру модулей;
температурный разброс;
температуру жидкости на входе и выходе;
команды и обороты насосов;
положение клапанов;
команду компрессора;
давление хладагента;
команду нагревателя;
зарядный или разрядный предел BMS;
скорость автомобиля;
зарядную мощность;
причину температурного ограничения.

Тепловизионная проверка

неравномерный нагрев патрубков;
отсутствие потока через отдельную ветвь;
локальный перегрев насоса;
неправильное направление потока клапана;
слабый теплообмен радиатора;
отсутствие охлаждения после чиллера;
локальный перегрев батарейного корпуса;
горячее силовое соединение компрессора или нагревателя.

Заполнение и удаление воздуха

вакуумное заполнение;
определенное положение автомобиля;
заданный уровень жидкости;
последовательный запуск насосов;
переключение клапанов;
работу нагревателя или компрессора;
контроль температур;
повторную проверку уровня после охлаждения;
контроль герметичности;
завершение сервисной программы сканера.

Нельзя механически переносить процедуру с другой модели. Расположение насосов, направление потоков и алгоритм клапанов отличаются.

Базовый алгоритм проверки

Зафиксировать симптом и условия его появления.
Выполнить полное сканирование блоков.
Сохранить коды, стоп-кадры и тепловые параметры.
Сравнить все температуры на холодном автомобиле.
Проверить уровень и спецификацию жидкости.
Осмотреть контур на утечки и повреждения.
Проверить наличие воздуха.
Выполнить активные тесты насосов.
Сравнить командные и фактические обороты.
Проверить управляющие клапаны.
Подтвердить изменение маршрута потока.
Проверить радиатор и вентиляторы.
Проверить чиллер и холодильный контур.
Проверить компрессор.
Проверить нагреватель или тепловой насос.
Записать параметры при воспроизведении симптомов.
Сравнить температурный разброс с напряжениями и сопротивлением модулей.
Устранить подтвержденную причину.
Заполнить контур и удалить воздух по штатной процедуре.
Повторить проверку под нагрузкой и при зарядке.

Контроль после ремонта

уровень жидкости стабилен;
утечки отсутствуют;
воздух удален;
все насосы запускаются;
фактические обороты соответствуют командам;
клапаны проходят калибровку;
температуры изменяются логично;
чиллер снижает температуру жидкости;
компрессор не записывает коды;
нагреватель повышает температуру жидкости;
температурный разброс модулей не увеличивается;
зарядная мощность не ограничивается без причины;
тяга и рекуперация работают штатно;
предварительное кондиционирование выполняется;
после полного теплового цикла коды не возвращаются.

Типичные ошибки

заменять насос только по коду;
считать звук насоса доказательством циркуляции;
не сравнивать командные и фактические обороты;
игнорировать механическую неисправность клапана;
не проверять фактическое изменение потока;
доливать антифриз по цвету;
смешивать несовместимые жидкости;
не искать причину падения уровня;
оставлять воздух в контуре после ремонта;
не запускать штатный режим удаления воздуха;
считать горячий модуль только проблемой охлаждения;
не проверять электрическое состояние батареи;
заменять чиллер без проверки хладагента;
заменять компрессор без подтверждения команды;
не проверять предварительное кондиционирование;
не выполнять контроль при быстрой зарядке.

Товарные группы TESMA

Насосы, клапаны, чиллеры, нагреватели и другие специализированные компоненты электромобиля подбирают по VIN, оригинальному номеру и схеме конкретного теплового контура. Для ремонта вспомогательной части системы в каталоге TESMA могут быть полезны следующие товарные группы.

Частые вопросы

С чего начинать проверку теплового управления батареей?

С полного сканирования, сравнения температур на холодном автомобиле, проверки уровня жидкости, утечек, команд насосов и положений клапанов.

Почему батарея перегревается?

Возможны низкий уровень жидкости, воздух, неисправный насос, заклинивание клапана, слабый теплообмен радиатора, неисправный чиллер, компрессор или повышенное тепловыделение модуля.

Почему батарея не прогревается зимой?

Проверяют запрос BMS, нагреватель, тепловой насос, компрессор, насосы, клапаны, датчики температуры, SOC и настройки предварительного кондиционирования.

Почему зарядка замедляется из-за температуры?

BMS уменьшает допустимый ток, если батарея слишком холодная, горячая или имеет большой температурный разброс.

Почему быстрая зарядка работает лучше после поездки?

Во время движения батарея может приблизиться к температурному диапазону, при котором BMS разрешает более высокий зарядный ток.

Всегда ли большая разница температур означает плохое охлаждение?

Нет. Один модуль может выделять больше тепла из-за повышенного внутреннего сопротивления. Нужно проверить тепловой контур и электрическое состояние батареи.

Как проверить насос батареи?

Сравнивают команду, фактические обороты, ток, шум, изменение потока и реакцию температур. Одного звука насоса недостаточно.

Почему насос работает, но циркуляции нет?

Возможны поврежденная крыльчатка, воздушная пробка, засорение, закрытый клапан, пережатый патрубок или неправильное подключение после ремонта.

Почему клапан показывает правильное положение, но система не работает?

Датчик или электропривод могут работать, а внутренний механический элемент клапана быть поврежден. Нужно подтвердить фактическое изменение потока.

Что такое чиллер батареи?

Это теплообменник между жидкостным контуром батареи и холодильным контуром кондиционирования.

Всегда ли отсутствие охлаждения означает неисправный чиллер?

Нет. Причиной могут быть компрессор, недостаточное количество хладагента, расширительный клапан, насос или неправильная маршрутизация жидкости.

Почему нельзя выбирать антифриз по цвету?

Цвет не определяет химическую совместимость, электрические свойства и соответствие материалам конкретной системы.

Можно ли просто долить жидкость?

Доливка допустима только после определения правильной спецификации и причины падения уровня. Скрытая утечка в высоковольтный компонент требует отдельной проверки.

Зачем удалять воздух сканером?

В многоконтурной системе сканер последовательно управляет насосами и клапанами, открывая ветви, из которых воздух не выходит при обычной доливке.

Может ли тепловой контур вызвать ошибку изоляции?

Да. Охлаждающая жидкость, попавшая в батарею, инвертор, OBC, компрессор или нагреватель, может снизить высоковольтную изоляцию.

Что подтверждает успешный ремонт?

Стабильный уровень жидкости, отсутствие утечки и воздуха, правильная работа насосов, клапанов, чиллера, компрессора и нагревателя, логичные температуры и отсутствие повторных ограничений.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Проверка системы теплового управления батареей охватывает датчики температуры, охлаждающую жидкость, насосы, клапаны, радиатор, чиллер, компрессор, тепловой насос, нагреватель и программные стратегии BMS. Диагностика должна подтвердить не только выполнение команды, но и фактический поток и ожидаемое изменение температур.

Перегрев, слабая зарядка или большой температурный разброс не всегда вызваны одним насосом. Нужно исключить воздух, утечку, неподходящую жидкость, заклинивание клапана, неисправность холодильного контура, ошибку датчика и повышенное тепловыделение отдельного модуля. После ремонта обязательны штатное заполнение, удаление воздуха и контроль в режимах движения, зарядки, охлаждения и нагрева.