《新能源汽車綜合故障診》課件-電動汽車空調(diào)和冷卻系統(tǒng)

一、電動汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理第一節(jié)空調(diào)系統(tǒng)說明一、電動汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理第一節(jié)空調(diào)系統(tǒng)說明冷凝器膨脹閥蒸發(fā)器壓縮機儲液罐壓力開關(guān)汽車空調(diào)制冷劑：R134a電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)動力汽車基本相同，由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、膨脹閥、儲液干燥器和高低壓管路附件、傳感器等組成，如下圖所示。傳統(tǒng)汽車壓縮機由發(fā)動機傳動帶通過電磁離合器帶動，而電動汽車采用電動壓縮機，電動壓縮機由動力電池提供高壓電驅(qū)動。純電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制原理蒸發(fā)器壓縮機冷凝器儲液干燥器熱力膨脹閥溫度傳感器19bars60°C3bars-1°C3bars3°C3bars5°C20bars110°C19bars

60°C4bars16°C壓力開關(guān)C33DB電動車：低壓一般在0.25-0.3MPa；高壓一般在1.3-1.5MPa。平衡壓力一般為0.6MPa左右，因受環(huán)境溫度及加注量同時影響，不可作為主要依據(jù)，僅供參考。純電動汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制原理

VCU采集到空調(diào)A/C開關(guān)信號、空調(diào)壓力開關(guān)信號、蒸發(fā)器溫度信號、風(fēng)速信號以及環(huán)境溫度信號，經(jīng)過運算處理形成控制信號，通過CAN總線傳輸給空調(diào)控制器，由空調(diào)控制器控制空調(diào)壓縮機高壓電路的通斷，如下圖所示。干燥瓶（儲液罐）干燥瓶（儲液罐）（1）對制冷劑進行過濾。將系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的雜質(zhì)、臟物如銹蝕污垢、金屬微粒等過濾掉，這些雜質(zhì)會損壞壓縮機氣缸壁和軸承，還會堵塞過濾網(wǎng)和膨脹閥。（2）吸收系統(tǒng)中的濕氣。汽車空調(diào)系統(tǒng)中要求濕氣越少越好，因為濕氣會造成“冰塞”并腐蝕系統(tǒng)的管道等，使之不能正常工作。（3）對過多的制冷劑進行存儲作用。接受從冷凝器來的液體并加以儲存，根據(jù)蒸發(fā)器的需要提供所需制冷劑量。由于汽車空調(diào)正常工作時，制冷劑的供給量大于蒸發(fā)器的需要量，所以高壓側(cè)液態(tài)制冷劑要有一定的儲存量。同時，隨著季節(jié)的變化，在系統(tǒng)不運行或檢測、更換系統(tǒng)內(nèi)的零件時，可以將系統(tǒng)中的制冷劑收入到高壓側(cè)進行儲存，以避免制冷劑的泄漏。因此，在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中，必須設(shè)置儲液干燥器。冷凝器的作用冷凝器的作用是將壓縮機送來的高溫、高壓的氣態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)制冷劑，制冷劑在冷凝器中散熱而發(fā)生狀態(tài)的改變。因此冷凝器是一個熱交換器，將制冷劑在車內(nèi)吸收的熱量通過冷凝器散發(fā)到大氣當(dāng)中。小型汽車的冷凝器通常安裝在汽車的前面（一般安裝在散熱器前），通過風(fēng)扇進行冷卻（冷凝器風(fēng)扇一般與散熱器風(fēng)扇共用，也有車型采用專用的冷凝器風(fēng)扇）。冷凝器的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由管路和散熱片組成，有一個制冷劑的進口和一個出口。汽車?yán)淠鞴ぷ髟砝淠鞯慕Y(jié)構(gòu)從管片式向管帶式發(fā)展，并主要向平行流動式發(fā)展。層疊式和平行流動式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又在不斷發(fā)展，以利于進一步提高換熱效率和減輕重量，平行流動式冷凝器從單元平行流動式發(fā)展成多元平行流動式。由于采取減薄管片厚度、增加管子內(nèi)肋片、翅片開切口、改變翅片形狀及開口角度等措施，加大了翅片散熱面積，強化了氣側(cè)和液側(cè)的熱交換效率。制冷劑進入蒸發(fā)器，壓力減小，由高壓氣體，變成低壓氣體，這一過程要吸收熱量，所以蒸發(fā)器表面溫度很低，再經(jīng)風(fēng)扇，就可以將冷風(fēng)吹出。冷凝器是將從壓縮機出來的高壓，高溫的致冷劑，冷卻成高壓，低溫，然后經(jīng)過毛細管氣化，去蒸發(fā)器中蒸發(fā)?？照{(diào)、冷卻系統(tǒng)的熱負荷長期過大，不僅僅是空調(diào)不涼、水溫高這么簡單的問題，嚴(yán)重的話會導(dǎo)致壓縮機壓力過高爆機、造成發(fā)動機燒缸墊拉缸、至少也會導(dǎo)致電子扇負荷過大燒線路、燒保險、燒電機！散熱器發(fā)動機水冷系統(tǒng)中的散熱器由進水室、出水室及散熱器芯等三部分構(gòu)成。冷卻液在散熱器芯內(nèi)流動，空氣在散熱器芯外通過。熱的冷卻液由于向空氣散熱而變冷，冷空氣則因為吸收冷卻液散出的熱量而升溫，所以散熱器是一個熱交換器。散熱器

按照散熱器中冷卻液流動的方向可將散熱器分為縱流式和橫流式兩種。

縱流式散熱器芯豎直布置，上接進水室，下連出水室，冷卻液由進水室自上而下地流過散熱器芯進入出水室。

橫流式散熱器芯橫向布置，左右兩端分別為進、出水室，冷卻液自進水室經(jīng)散熱器芯到出水室橫向流過散熱器。大多數(shù)新型轎車均采用橫流式散熱器，這可以使發(fā)動機罩的外廓較低，有利于改善車身前端的空氣動力性。散熱器芯的結(jié)構(gòu)形式管片式散熱器芯由散熱管和散熱片組成。散熱管是焊在進、出水室之間的直管，作為冷卻液的通道。散熱管有扁管也有圓管。扁管與圓管相比，在容積相同的情況下有較大的散熱表面。鋁散熱器芯多為圓管。在散熱管的外表面焊有散熱片以增加散熱面積，增強散熱能力，同時還增大了散熱器的剛度和強度。管片式散熱器的優(yōu)點是散熱面積大、氣流阻力小、結(jié)構(gòu)剛度好及承壓能力強等。管帶式散熱器芯由散熱管及波形散熱帶組成。散熱管為扁管并與波形散熱帶相間地焊在一起。為增強散熱能力，在波形散熱帶上加工有鰭片。與管片式散熱器芯相比，管帶式的散熱能力強，制造簡單，質(zhì)量輕，成本低，但結(jié)構(gòu)剛度差。板式散熱器芯的冷卻液通道由成對的金屬薄板焊合而成。這種散熱器芯散熱效果好，制造簡單，但焊縫多不堅固，容易沉積水垢且不易維修。第二節(jié)車內(nèi)空調(diào)總成(HVAC)介紹第三節(jié)C33DB空調(diào)系統(tǒng)主要部件布置位置PTC加熱器布置位置電動壓縮機布置位置第一節(jié)電動壓縮機高低壓接插件壓縮機本體壓縮機吸氣口驅(qū)動控制器壓縮機排氣口二、主要部件性能參數(shù)電動壓縮機結(jié)構(gòu)動盤與靜盤渦旋壓縮機壓縮工作過程沒有轉(zhuǎn)速控制時蒸發(fā)溫度大幅波動未控制目標(biāo)蒸發(fā)溫度應(yīng)用轉(zhuǎn)速控制器后蒸發(fā)溫度沒有波動已控制電動壓縮機參數(shù)工作電壓范圍330V-450VDC額定輸入電壓384VDC額定輸入功率2437W控制電源電壓范圍9-15VDC控制電源最大輸入電流500mA電機類型直流無刷無傳感器電機，6極額定轉(zhuǎn)速6500RPM最小轉(zhuǎn)速1000RPM轉(zhuǎn)速誤差<1%排量27cc/rev制冷劑R134a冷凍油RL68H；（POE68）制冷量4875W電動壓縮機引腳定義（奧特佳一體式）接插件端口接口定義備注高壓兩芯（動力接口）A高壓正控制器與動力電池連接B高壓負低壓六芯（控制信號接口）112VDC正極2空調(diào)開關(guān)信號輸入高電平或懸空為關(guān)閉（OFF），低電平或接地為開啟（ON）高電平輸入范圍：5-15VDC，15mA；低電平輸入范圍：0-0.8VDC，15mA。3空調(diào)調(diào)速信號輸入信號形式為400HZPWM占空比信號，電壓：0-15V，高電平5-15V，15mA，低電平0-0.8V412VDC負極5CAN-H接口6CAN-L接口第二節(jié)加熱器產(chǎn)熱方式優(yōu)勢不足散熱部件余溫?zé)o能源損失，不影響動力電池需散熱部件工作后才能產(chǎn)生熱量，電動車散熱部件溫度將對較低，不能滿足制暖需求。燃油加熱器不影響動力電池由于消耗燃料，加熱時間受限制，有燃燒廢氣排放。明火燃燒，安全防護措施需到位。PTC電加熱（包括PTC加熱水）發(fā)熱速度快，溫度高（可控）耗電功率大，需2kw以上，對車輛續(xù)航能力有較大影響。PTC本體由于溫度相對較高，需周邊結(jié)構(gòu)件配合為其提供空間，防止塑料件受熱變形，同時HVAC內(nèi)海綿及潤滑脂易因高溫產(chǎn)生異味。汽車加熱器分類PTC加熱器PTC是PositiveTemperatureCoefficient的縮寫，正溫度系數(shù)。電阻值會隨著熱敏電阻本體溫度的變化呈現(xiàn)出階躍性的變化。實物圖片原理示意圖2kw2kw溫度傳感器或溫控器項目技術(shù)要求試驗條件額定輸入電壓隨動力電池電壓336V額定功率3500W環(huán)境溫度：25±1℃施加電壓：384±1VDC風(fēng)速：4.5m/s功率偏差率-10%~+10%冷態(tài)最大起始電流20A環(huán)境溫度：25±1℃施加電壓：336±1VDC單級冷態(tài)電阻80Ω～300Ω在25±1℃環(huán)境下，放置>30min后測量實物圖片PTC控制模塊原理圖C33DB控制面板風(fēng)量旋鈕溫度旋鈕制冷（按鈕）出風(fēng)模式（風(fēng)向）顯示屏關(guān)機前除霜內(nèi)/外循環(huán)（按鈕）后除霜（電加熱）第三節(jié)控制面板1.部件絕緣電阻阻值2.制冷能力（主觀測評）3.制熱能力（主觀測評）4.工作異常（如壓縮機異響，鼓風(fēng)機異響、控制器功能失效等）5.進氣過濾網(wǎng)定期更新第一節(jié)空調(diào)系統(tǒng)日常維護三、日常使用維護與主要故障模式1.壓縮機絕緣電阻值為20MΩ。2.高壓部件安全操作。3.拆解后及時密封各管路開口，防止水或濕空氣進入系統(tǒng)。4.冷凍油（壓縮機潤滑油）為POE68，與傳統(tǒng)車(PAG冷凍油)不同，勿混用。5.連接安裝各管路接口時注意管口清潔，O形圈涂抹冷凍油。6.制冷劑加注量按要求。7.制冷劑噴出時注意個人防護，避免接觸凍傷、吸入及誤入眼睛。第二節(jié)維修操作注意事項注意事項第三節(jié)制冷劑加注流程1.檢查空調(diào)系統(tǒng)部件安裝情況；

此過程中主要核對管路、冷凝器、膨脹閥、壓縮機等各主要連接部件是否齊全，是否安裝到位，確認各連接點未漏裝O形圈、螺栓打緊。2.抽真空；空調(diào)高低壓充注閥均連接制冷劑加注機，打開閥門后開始抽真空過程，過程根據(jù)實際情況持續(xù)約5～10min,若結(jié)束后壓力值仍偏高或認為原系統(tǒng)內(nèi)水分含量偏多，此過程可酌情反復(fù)進行多次。3.保壓；

抽真空完畢后關(guān)閉高低壓軟管閥門，保持壓力表工作，10min后觀察壓力值變化，若無明顯反彈，則可認為此空調(diào)系統(tǒng)密封正常，可進行后續(xù)加注工作。4.制冷劑加注；

按照車輛前艙指示標(biāo)簽所要求的加注量數(shù)值加注相應(yīng)重量的制冷劑，加注過多或過少均影響空調(diào)使用效果。加注中注意采用優(yōu)質(zhì)、含水率低制冷劑產(chǎn)品。注意：1、若采用簡易方式加注，建議采用低壓端加注，同時制冷劑罐體倒置，以保證液態(tài)制冷劑壓力滿足加注過程；2、若在簡易加注中僅由單一加注閥加注，在觀察稱量數(shù)值發(fā)現(xiàn)加注困難時，可在加注中啟動壓縮機。第四節(jié)壓縮機及制冷系統(tǒng)常見故障故障類別制冷系統(tǒng)故障電動壓縮機故障主要部件工作不良（性能下降、異響）

PTC常見故障故障現(xiàn)象原因及