新能源汽車電氣技術(shù)：3-1新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)認知

PAGEPAGE7《新能源汽車電氣技術(shù)》教案授課班級班級人數(shù)授課教師課題序號5授課課型授課課時課時授課章節(jié)名稱任務(wù)一新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)認知教學(xué)目標知識目標1.能描進空調(diào)系統(tǒng)功用；2.能描述新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別；3.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類。技能目標1.能正確掌握新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)組成部件認知；2.能正確掌握新能源汽車供暖系統(tǒng)組成部件認知情感目標1.培養(yǎng)勤于思考、舉一反三的學(xué)習(xí)習(xí)慣；2.培養(yǎng)良好的團隊合作精神。教學(xué)重點新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別教學(xué)難點新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類教學(xué)方法講授法、自主學(xué)習(xí)法、探究法、小組討論法教學(xué)資源教材、網(wǎng)絡(luò)資源、教學(xué)視頻、相關(guān)PPT，多媒體教室板書設(shè)計任務(wù)一新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)認知[知識學(xué)習(xí)]空調(diào)系統(tǒng)功用2.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別3.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類4.比亞迪E5空調(diào)系統(tǒng)[技能訓(xùn)練]1.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)組成部件認知2.新能源汽車供暖系統(tǒng)組成部件認知教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)目標【一】導(dǎo)入新章節(jié)案例導(dǎo)入：你作為一名新能源汽車售后服務(wù)顧問，客戶需要你向她詳細介紹如何操控新能源汽車暖風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)，以及新能源汽車暖風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)配置的一些新功能該如何正確使用，你能完成這個任務(wù)嗎？【二】新授任務(wù)一新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)認知[學(xué)習(xí)目標]知識目標1.能描進空調(diào)系統(tǒng)功用；2.能描述新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別；3.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類。能力目標1.能正確掌握新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)組成部件認知；2.能正確掌握新能源汽車供暖系統(tǒng)組成部件認知[知識學(xué)習(xí)]一、空調(diào)系統(tǒng)功用汽車空調(diào)系統(tǒng)是對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、除濕、通風(fēng)換氣裝置?？商峁┦孢m的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全?？照{(diào)系統(tǒng)利用空氣的熱傳遞效應(yīng)將空氣中的熱量向低溫處傳播；當蒸發(fā)器處于低溫時，會吸收外部熱量，以制冷劑作為傳導(dǎo)介質(zhì)被壓縮機抽走，制冷劑經(jīng)壓縮機壓縮后溫度上升，此時制冷劑溫度比外部環(huán)境溫度高出許多，高溫制冷劑流入冷凝器，通過電子風(fēng)扇向外界排放熱量，降低溫度，然后經(jīng)膨脹節(jié)流作用生成低溫制冷劑流入蒸發(fā)器，進行工作循環(huán)不斷的抽取車廂內(nèi)的熱量，從而達到降溫效果。如圖3-1所示圖3-1汽車空調(diào)系統(tǒng)二、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別1.空調(diào)壓縮機驅(qū)動方式不同新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷原理與傳統(tǒng)汽車相同，區(qū)別的是壓縮機驅(qū)動方式發(fā)生了變化。新能源汽車空調(diào)壓縮機采用電驅(qū)動的方式，而傳統(tǒng)汽車絕大多數(shù)采用發(fā)動機傳動帶（皮帶）驅(qū)動。如圖3-2所示圖3-2新能源汽車空調(diào)壓縮機2.暖風(fēng)實現(xiàn)形式不同新能源汽車在暖風(fēng)實現(xiàn)的形式上，通常是利用電加熱的方式來產(chǎn)生暖風(fēng)。電加熱的方式有兩種：一種是通過加熱冷卻液，再經(jīng)過循環(huán)為暖風(fēng)水箱提供熱量，另一種是直接加熱經(jīng)過蒸發(fā)箱的空氣實現(xiàn)暖風(fēng)。如圖3-3所示圖3-3蒸發(fā)箱3.送風(fēng)系統(tǒng)略有區(qū)別新能源汽車送風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車基本相似，空氣通過蒸發(fā)器和熱交換器形成冷風(fēng)或暖風(fēng)和風(fēng)速，根據(jù)用戶的需要輸送到指定出風(fēng)口。如圖3-4所示圖3-4送風(fēng)系統(tǒng)三、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的分類1.傳統(tǒng)傳動帶式空調(diào)系統(tǒng)有些混合動力汽車采用傳統(tǒng)的傳動帶式空調(diào)壓縮機。如果在空調(diào)系統(tǒng)工作時，車輛的怠速停止（怠速起停）功能使發(fā)動機熄火，則空調(diào)壓縮機也會停止工作，但鼓風(fēng)機仍會繼續(xù)向車內(nèi)輸送空氣。這在某種程度上可以讓車內(nèi)人員感到?jīng)鏊?，但也可能在發(fā)動機停機時間過長的情況下（例如長時間等交通信號燈）讓人難受。這類車輛通常有MAX功能，能夠取消怠速起停，并使發(fā)動機重新起動，以滿足任意長時間的空氣調(diào)節(jié)需求。如圖3-5所示圖3-5傳統(tǒng)傳動帶式空調(diào)系統(tǒng)2.電動式空調(diào)系統(tǒng)電動空調(diào)壓縮機將電動機整合到了空調(diào)壓縮機室中。壓縮機并非由離合器控制，可通過改變電動機轉(zhuǎn)速來不斷改變壓縮機的輸出功率。電動空調(diào)壓縮機未采用軸端密封設(shè)計，避免了傳統(tǒng)空調(diào)壓縮機軸端泄漏的情況。如圖3-6所示圖3-6電動式空調(diào)系統(tǒng)3.混合式空調(diào)系統(tǒng)這里的“混合”與混合動力汽車無關(guān)，盡管某些混合動力汽車會使用它。混合式空調(diào)系統(tǒng)是由傳動帶式空調(diào)壓縮機和電動空調(diào)壓縮機共同組成的。正常工作時，空調(diào)控制系統(tǒng)選擇最有效的模式：機械驅(qū)動模式或電驅(qū)動模式。它既可由發(fā)動機驅(qū)動，也可由電動機驅(qū)動，還可由兩者一起驅(qū)動。發(fā)動機不工作時，電動機可驅(qū)動其繼續(xù)工作，保證車內(nèi)的溫度。如果車外溫度特別高，需要高速制冷，單靠電動機驅(qū)動已經(jīng)不行時，則發(fā)動機會自動起動，將冷氣源源不斷地輸送到車內(nèi)。當車內(nèi)溫度已穩(wěn)定到最佳水平時，發(fā)動機又會自動熄火，從而降低油耗。4.遙控空調(diào)系統(tǒng)遙控空調(diào)系統(tǒng)能讓車輛操作人員通過智能手機應(yīng)用程序或汽車密鑰卡來激活空調(diào)系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的混合動力汽車中，使用手機應(yīng)用程序或汽車密鑰卡遙控啟動空調(diào)后，空調(diào)最長可運行3min，這取決于動力蓄電池的荷電量（SOC）。在插電式混合動力汽車中，遙控空調(diào)最多可運行10min，這是因為車內(nèi)空間更大，所需空調(diào)運行時間更長，同時也與動力蓄電池的荷電量（SOC）有關(guān)。發(fā)出激活遙控空調(diào)系統(tǒng)的命令后，如果車門尚未鎖上，則車輛的控制系統(tǒng)通常會鎖住車門，同時閉合動力蓄電池包的高壓主繼電器，使動力蓄電池包為空調(diào)壓縮機供電。然而，盡管高壓主繼電器處于閉合狀態(tài)，遙控空調(diào)系統(tǒng)仍不會使車輛上電（即由READY變?yōu)镺N）。如圖3-7所示圖3-7遙控空調(diào)系統(tǒng)5.車內(nèi)太陽能通風(fēng)系統(tǒng)有些混合動力汽車和純電動汽車將太陽能電池板安裝在車頂，當車輛斷電（即由READY變?yōu)镺FF），且在炎熱天氣下停車時，可打開太陽能通風(fēng)系統(tǒng)使車內(nèi)通風(fēng)換氣，但是太陽能電池板不會為車輛的動力蓄電池包充電。通常情況下，太陽能通風(fēng)系統(tǒng)是通過開關(guān)控制的。當車內(nèi)溫度上升到高于規(guī)定溫度值時，如果接通了太陽能通風(fēng)系統(tǒng)且太陽能電池板能輸出足夠高的電壓，則太陽能電池板輸出的電流會激活汽車內(nèi)部鼓風(fēng)機。在昏暗或多云的天氣，太陽能通風(fēng)系統(tǒng)可能無法產(chǎn)生足夠高的電壓。有些太陽能通風(fēng)系統(tǒng)還可控制車內(nèi)通風(fēng)口。因此風(fēng)扇控制器通常是獨立安裝的，這樣就使太陽能電池板的電壓與汽車的電氣系統(tǒng)分隔開來。四、比亞迪E5空調(diào)系統(tǒng)1.系統(tǒng)概述該車空調(diào)系統(tǒng)為BC14電動壓縮機自動調(diào)節(jié)空調(diào)，應(yīng)用于E5純電動型轎車。系統(tǒng)主要由電動壓縮機、冷凝器、HVAC總成、制冷管路、PTC，暖風(fēng)水管、風(fēng)道、空調(diào)控制器等零部件組成，具有制冷、采暖、除霜除霧、通風(fēng)換氣四種功能。該系統(tǒng)利用PTC水暖采暖，利用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)制冷，制冷劑為R410a，冷凍油型號為POE?？刂品绞綖榘存I操縱式。自動空調(diào)箱體的模式風(fēng)門、冷暖混合風(fēng)門和內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門都是電機控制。2.制冷系統(tǒng)原理由空調(diào)驅(qū)動器驅(qū)動的電動壓縮機將氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器中抽出，并將其壓入冷凝器。高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)冷凝器時液化而進行熱交換（釋放熱量），熱量被車外的空氣帶走。高壓液態(tài)的制冷劑經(jīng)膨脹閥的節(jié)流作用而降壓，低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中氣化而進行熱交換（吸收熱量），蒸發(fā)器附近被冷卻了的空氣通過鼓風(fēng)機吹入車廂。氣態(tài)的制冷劑又被壓縮機抽走，泵入冷凝器，如此使制冷劑進行封閉的循環(huán)流動，不斷地將車廂內(nèi)的熱量排到車外，使車廂內(nèi)的氣溫降至適宜的溫度。如圖3-8所示圖3-8制冷系統(tǒng)原理3.供暖系統(tǒng)原理供暖系統(tǒng)采用PTC水加熱器總成加熱冷卻液，冷卻液先由水泵抽空調(diào)暖風(fēng)副水箱總成內(nèi)的冷卻液泵進PTC水加熱器總成，加熱后的冷卻液流經(jīng)暖風(fēng)芯體，再回至空調(diào)暖風(fēng)副空調(diào)系統(tǒng)AC–5AC水箱總成，如此循環(huán)。加熱后的空氣，通過鼓風(fēng)機鼓風(fēng)將熱量送至乘員艙或風(fēng)窗玻璃，用以提高車廂內(nèi)溫度和除霜。如圖3-9所示圖3-9供暖系統(tǒng)原理4.風(fēng)扇控制邏輯空調(diào)打開后，且ECU檢測到中壓開關(guān)低電平信號后，控制風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。注：風(fēng)扇高速工作之前，低速風(fēng)扇必須先運行2s，然后風(fēng)扇高速運轉(zhuǎn)。開啟壓縮機的同時，空調(diào)控制器檢測系統(tǒng)壓力值，向主控請求電子風(fēng)扇檔位：（1）打空調(diào)系統(tǒng)壓力＜2.7Mpa時，發(fā)送低速檔位；（2）當空調(diào)系統(tǒng)壓力≥2.7Mpa時，發(fā)送高速檔位；5.維修空調(diào)系統(tǒng)時的注意事項保養(yǎng)空調(diào)系統(tǒng)必須由專業(yè)技術(shù)人員進行。維修前應(yīng)使工作區(qū)通風(fēng)，請勿在封閉的空間或接近明火的地方操作制冷劑。維修前應(yīng)戴好眼罩，保持至維修完畢。避免液體制冷劑接觸眼睛和皮膚。若液體制冷劑接觸眼睛和皮膚，應(yīng)用冷水沖洗，并注意：不要揉眼睛或擦皮膚。在皮膚上涂凡士林軟膏。嚴重的要立刻找醫(yī)生或醫(yī)院尋求專業(yè)治療。制冷系統(tǒng)中如果沒有足夠的制冷劑，請勿運轉(zhuǎn)壓縮機；避免由于系統(tǒng)中無充足的制冷劑并且油潤滑不足造成的壓縮機可能燒壞的情況。壓縮機運轉(zhuǎn)時不要打開壓力表高壓閥，只能打開和關(guān)閉低壓閥。冷凍油必須使用專用冷凍油。不可亂用其他品牌的潤滑油代替，更不能混用（不同牌號）。yE5空調(diào)系統(tǒng)冷媒加注量為500g，冷凍油總量為135ml，當系統(tǒng)因滲漏導(dǎo)致冷凍油總量低于125ml時，就有可能造成壓縮機的過度磨損，因此維修站應(yīng)視情況補加冷凍油。空調(diào)壓力保護方式是通過三態(tài)壓力開關(guān)，壓力過高或過低時壓力開關(guān)會斷開。溫度保護方式分為蒸發(fā)器溫度保護（低溫保護0--2℃）；壓縮機溫度過高保護（高溫保護不得高于105℃）。維修時應(yīng)注意，打開管路的“O”型圈必須更換，并在裝配前在密封圈上涂冷凍油后按要求力矩連接。維修中嚴格按技術(shù)要求操作（充注量、冷凍油型號、力矩要求等），按照要求檢修空調(diào)，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常工作和使用壽命。因冷凍油具有較強的吸水性，在拆下管路時要立即用堵塞或口蓋堵住管口，不要使?jié)駳饣蚧覊m進入制冷系統(tǒng)。在排放系統(tǒng)中過多的制冷劑時，不要排放過快，以免將系統(tǒng)中的壓縮機油也抽出來。定期清潔空氣過濾網(wǎng)，保持良好的空氣調(diào)節(jié)質(zhì)量。檢查冷凝器散熱片表面是否有臟污，不要用蒸汽或高壓水槍沖洗，以免損壞冷凝器散熱片，應(yīng)用軟毛刷刷洗。避免制冷劑過量。若制冷劑過量，會導(dǎo)致制冷不良?！救啃〗Y(jié)與評價1.汽車空調(diào)系統(tǒng)是對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、除濕、通風(fēng)換氣裝置。可提供舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員的疲勞強度，提高行車安全。2.新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷原理與傳統(tǒng)汽車相同，區(qū)別的是壓縮機驅(qū)動方式發(fā)生了變化?！舅摹孔鳂I(yè)布置1.簡述空調(diào)系統(tǒng)功用。2.簡述新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別。3.簡述汽車空調(diào)系