新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理與檢修注意事項(xiàng)

劉明瑞

（廣州市交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)校，廣東 廣州 510440）

隨著能源使用問題和節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，新能源汽車的發(fā)展成為各國(guó)汽車發(fā)展的主要方向，中國(guó)《電動(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃 （摘要）》指出，發(fā)展電氣化程度比較高的純電動(dòng)汽車，是中國(guó)新能源汽車技術(shù)發(fā)展的重中之重。目前，新能源汽車銷量已經(jīng)有了很大提升，其與傳統(tǒng)燃油汽車有較大不同，其中空調(diào)系統(tǒng)的工作就是其中之一。要想解決未來新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)檢修，需要對(duì)新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)具有新的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。

1 新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)組成及工作原理

新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、空調(diào)風(fēng)管總成、空調(diào)管路總成、冷凝器、空調(diào)控制面板及相關(guān)傳感器等組成。

新能源汽車空調(diào)采取電力驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)由高壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，不再由發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶帶動(dòng)壓縮機(jī)工作。在暖風(fēng)形式上，新能源汽車沒有由內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生70℃以上的冷卻液的熱量來源，而要采用電加熱方式產(chǎn)生暖風(fēng)。電加熱有兩種方式：一種是通過高壓加熱類似傳統(tǒng)空調(diào)與暖風(fēng)系統(tǒng)中的冷卻液，再經(jīng)過循環(huán)為暖風(fēng)水箱提供熱量，如圖1所示。另一種是直接通過高壓電驅(qū)動(dòng)PTC加熱器來加熱經(jīng)過蒸發(fā)箱的空氣實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)。PTC加熱器是正溫度系數(shù)熱敏電阻，是制造熱源的主要來源，PTC最大的優(yōu)勢(shì)就是發(fā)熱速度快，溫度高且可控，使用方便，安裝在暖風(fēng)蒸發(fā)箱總成內(nèi)部。

空調(diào)壓縮機(jī)是三相永磁同步直流電動(dòng)機(jī)，由變頻器將電池提供的直流電轉(zhuǎn)換成交流電，向三相永磁同步電機(jī)供電，驅(qū)動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)工作，如圖2所示。

圖1 高壓加熱冷卻再制暖方式

圖2 電驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)

圖3 新能源汽車空調(diào)控制原理

新能源汽車空調(diào)通過空調(diào)控制器接收到各傳感器的信號(hào)，如溫度傳感器、面板控制開關(guān)信號(hào)等，通過主控ECU計(jì)算，控制空調(diào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而控制空調(diào)壓縮機(jī)、PTC加熱器是否工作從而控制出風(fēng)模式，新能源汽車空調(diào)控制原理如圖3所示。新能源汽車空調(diào)制熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車制熱方式不一樣，新能源汽車空調(diào)制熱系統(tǒng)包括空調(diào)ECU、陽(yáng)光傳感器、車內(nèi)外溫度傳感器、速度傳感器、控制開關(guān)信號(hào)、空調(diào)電源，DCDC轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、PTC加熱元件等，其空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

PTC加熱器受空調(diào)ECU的控制，直接由高壓電源供電，ECU根據(jù)陽(yáng)光傳感器、車內(nèi)外溫度傳感器、速度傳感器、控制開關(guān)信號(hào)等計(jì)算，根據(jù)不同要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)PTC加熱器控制，從而控制空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)。

圖4 空調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 新能源汽車空調(diào)故障現(xiàn)象與檢修注意事項(xiàng)

2.1 新能源汽車空調(diào)故障現(xiàn)象

新能源汽車空調(diào)故障與傳統(tǒng)汽車空調(diào)故障是一樣的，都是不能制冷或制冷不足、暖風(fēng)失效。其故障現(xiàn)象有：壓縮機(jī)高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障、壓縮機(jī)內(nèi)部故障、冷凝器散熱不良、冷凝風(fēng)扇不工作、制冷劑不足、制冷劑水分含量超標(biāo)、冷凍機(jī)油過多、管路有空氣、蒸發(fā)器鼓風(fēng)機(jī)工作不良、蒸發(fā)器臟堵、膨脹閥堵塞、膨脹閥開度過大或過小、控制面板故障、空調(diào)出風(fēng)口堵塞等。

2.2 新能源汽車空調(diào)檢修注意事項(xiàng)

空調(diào)系統(tǒng)故障現(xiàn)象表現(xiàn)與傳統(tǒng)空調(diào)故障現(xiàn)象表現(xiàn)一致。但在維修過程中，由于新能源汽車空調(diào)采用了高壓電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，因此，不能與傳統(tǒng)汽車空調(diào)故障排除一樣，它涉及高壓動(dòng)力電池、高壓配電箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、DC-DC轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)壓縮機(jī)總成、PTC加熱器等，為確保維修人員的安全，按規(guī)范要求操作檢修，需要注意以下維修注意事項(xiàng)。

1）車輛維修過程中涉及高壓部件需要標(biāo)明高壓勿動(dòng)警示牌。

2）維修操作人員不得攜帶手表、項(xiàng)鏈等金屬物品，穿戴個(gè)人安全防護(hù)設(shè)備。

3）沒有取得高壓安全操作許可證的，不允許對(duì)高壓部件進(jìn)行維修操作。

4）需要設(shè)置維修安全區(qū)域，并設(shè)置高壓操作警示牌，他人不得隨意移除。

5）對(duì)高壓部件維修前，檢查所有絕緣工具絕緣性，檢查絕緣手套的絕緣性和密封性能。

6）斷開點(diǎn)火開關(guān)，拔出鑰匙并放到安全區(qū)域。

7）移除車輛上的所有外部電源，含12 V蓄電池，拆下12 V蓄電池負(fù)極電纜，遠(yuǎn)離負(fù)極區(qū)域。

8）戴上絕緣手套，單手將動(dòng)力電池維修把手拆下，并放在口袋里，防止他人誤安裝維修把手。

9）拆下維修把手，靜置10 min后，保證高壓能量釋放完畢，方可操作高壓部件。

10）在維修車輛期間，要有兩位取得高壓安全操作許可證的人同時(shí)進(jìn)行工作，一人作為工作監(jiān)護(hù)人，負(fù)責(zé)監(jiān)督維修過程，如發(fā)生觸電事故時(shí)，監(jiān)護(hù)人應(yīng)立即采取有效措施執(zhí)行急救。

3 結(jié)束語(yǔ)

新能源汽車采用高壓動(dòng)力電池作為動(dòng)力源，其系統(tǒng)工作跟傳統(tǒng)燃油機(jī)汽車有很大區(qū)別 ，如驅(qū)動(dòng)方式、能量回收、空調(diào)系統(tǒng)工作，都是高壓電作為能量。在維修過程中，如果不能嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)范操作，很容易引起觸電危險(xiǎn)。因此，作為維修人員，要認(rèn)真學(xué)習(xí)高壓電安全操作規(guī)范，同時(shí)要懂得新能源汽車各系統(tǒng)工作原理和控制方式，為新能源汽車發(fā)生故障時(shí)，更好、更有效地為顧客排除故障。