純電動汽車空調壓縮機不運行故障診斷淺析

朱丙春

【摘 ?要】科技的快速發展帶動我國運輸行業發展迅速。面對日益嚴重的能源危機，近年來，國家及地方政府出臺了大量政策以及國內外主要汽車廠家及零部件廠家的大力投入，純電動汽車產業得到了快速發展，展現出了一片廣闊的前景。

【關鍵詞】純電動汽車;空調壓縮機;不運行故障診斷

引言

隨著我國整體經濟的快速發展，我國快速進入現代化發展階段。近年，在國家政策和市場刺激的雙重影響下，國內新能源汽車市場銷量呈現快速增長的態勢，中國也成為全球新能源汽車的消費大國。其中純電動汽車（EV）技術是新能源汽車發展的一個重要方向。

1空調壓縮機的概述及作用

空調壓縮機是汽車制冷系統的心臟。在汽車空調制冷系統中，壓縮機將蒸發器內的低溫低壓的制冷劑蒸汽吸出（此時，低壓管路中壓力約為0.15MPa-0.25MPa，溫度為0℃-50℃），并加壓送入冷凝器內（壓縮機的壓與膨脹閥的堵，使得高壓管路中氣態制冷劑的壓力約為1.5MPa-1.7MPa，溫度約為70℃），高溫高壓氣態制冷劑在冷凝器中迅速放熱液化（高的溫差促使其放熱液化），變為中溫中壓的液體制冷劑（壓力約為1.5MPa，溫度約為50℃）。從冷凝器出來的液態制冷劑呈低壓霧狀進入蒸發器。由于在蒸發器內容積突然變大、壓力變低及蒸發器外部熱空氣的加熱，使得制冷劑迅速吸熱汽化，接著又被壓縮機吸出進行新一輪的制冷循環。壓縮機作為純電動汽車上耗能較大的零部件，其性能的好壞直接影響純電動汽車的續駛里程，故壓縮機必須做到效率高、結構緊湊、質量輕、噪聲低及成本適中，由于是用于純電動汽車的壓縮機，所以對壓縮機的高轉速性要求也高。

2純電動汽車空調控制系統工作原理

空調控制器接收空調A/C開關信號以及空調壓力傳感器、環境溫度傳感器及各空調溫度傳感器等信號來判斷空調系統是否滿足運行條件。如果運行條件滿足，則空調控制器通過CAN總線信號向空調壓縮機控制器發出運轉指令。空調壓縮機控制器接收到運轉指令，將以高壓動力電池驅動空調壓縮機。空調壓縮機運行后，空調控制器根據駕駛員所設定的溫度及模式，并結合各傳感器的反饋信號以確定滿載、中等載荷、低載荷的運行方式，并對整個空調系統的運行進行綜合控制。

3空調壓縮機不運行故障診斷思路淺析

3.1減速工況下壓縮機噪聲大真因分析

車輛加速時，壓縮機功率上升的曲線斜率，基本同步于車速變快的斜率。同時，驅動電機加速發出電流工作的聲音和車輛行駛中產生的風噪、輪胎與路面摩擦產生的路噪，呈上升趨勢，基本掩蓋了空調壓縮機振動噪聲，故主觀評價噪聲合格。車輛減速時，壓縮機功率下降的曲線斜率，要小于車速變慢的斜率。驅動電機工作發出電流的聲音和車輛行駛中風噪、輪胎與路面摩擦產生的路噪呈下降趨勢，但明顯快于壓縮機轉速下降的速度，所以壓縮機工作噪聲又會凸顯出來，故主觀評價不合格。對壓縮機轉速上升和下降作了測試，轉速上升速度每秒提升180r/min，下降速度每秒減少60r/min，所以減速工況下，壓縮機噪聲大的真因是壓縮機轉速下降速度慢造成。

3.2確認空調壓縮機是否運行

對于純電動汽車來說，空調壓縮機運轉條件如系統制冷劑壓力正常、車內溫度、環境溫度滿足運行條件等與傳統燃油汽車空調系統相同。此外，還需滿足高壓動力電池電量充足、全車能夠正常上高壓電等條件，因此需要先行對這些與傳統燃油汽車空調系統不相同的條件確認無誤之后，再接通空調A/C開關，以確認空調壓縮機是否運行。將額定空調工況下制冷系統所需制冷量換算成壓縮機所需制冷量，將額定空調工況下制冷系統所需制冷量換算成壓縮機所需制冷量額定空調工況下制冷系統所需制冷劑的單位質量流量qm.s為制冷系統所需制冷量Qe.s與蒸發器的單位制冷量qe.s的比值，即qm.s=Qe.s/qe.s;壓縮機的單位質量制冷量qe.c=h1//—h5/;壓縮機的單位體積制冷量qv.c=qe.c/υs;對于穩態過程，制冷系統中各組成部件的制冷劑質量流量應當一致，因而額定空調工況壓縮機的制冷劑質量流量應為：qm.c=qm.s。額定工況下壓縮機所需制冷量Qe.c為壓縮機的單位質量制冷量qe.c與壓縮機的制冷劑質量流量qm.c的積，即Qe.c=qe.c×qm.c。

3.3檢查空調系統制冷劑壓力

在確認空調壓縮機不運行后，首先使用空調壓力表組測量系統的平衡壓力。在測量平衡壓力之前需要關閉空調并靜置數分鐘，待空調系統高、低壓兩側的壓力逐步趨于一致后進行測量，此時測量到的高、低壓兩側系統的壓力稱為空調系統制冷劑平衡壓力。若測得的平衡壓力在0.50～0.75MPa，則空調系統內制冷劑加注量基本正常;若測得的平衡壓力大于0.75MPa，則判定系統內制冷劑加注量高于正常值;若測得的平衡壓力小于0.50MPa，則判定系統內制冷劑加注量少于正常值。如測得的空調系統制冷劑平衡壓力過低，應檢查是否存在制冷劑泄漏點。除了通過目視檢查相關元器件外觀無因機械損傷所引起的泄漏點外，還可以使用空調系統專用檢漏儀對常見的故障泄漏點如管路各處接頭、管路與蒸發器、冷凝器、膨脹閥、儲液干燥罐的接頭及維修檢查充注閥口等部位進行檢查。

3.4結構改進后的試車振動噪聲特性試驗驗證

將改進過后的壓縮機支架進行裝車測試，測試新舊狀態下電動空調壓縮機的加速度及噪聲，壓縮機轉速在1500rpm-3000rpm，駕駛室內噪聲基本維持不變，支架改進后，壓縮機轉速在4000rpm時噪聲下降了2.88dB;壓縮機工作過程中基本沒有明顯的噪聲峰值，4000rpm在63Hz出現的峰值小于40dB，滿足設定目標要求。

3.5檢查高壓系統熔絲

通過檢查之后空調壓縮機仍無法運轉的，須進一步檢查空調壓縮機高壓供電是否正常。高壓系統熔絲的導通性不可在空調壓縮機與高壓線束連接狀態下直接測量。在檢查空調壓縮機高壓供電熔絲時，必需嚴格按照安全規程進行。全車下電后，斷開空調壓縮機高壓連接器，打開高壓控制盒（PDU），檢查空調壓縮機高壓系統熔絲是否熔斷。如未熔斷則有可能是壓縮機本身故障;如熔斷需檢查原因，在確認無短路風險后更換熔絲，再重新連接相關線束，之后嚴格按照維修手冊上電的操作步驟進行上電，最后重新進行空調系統運行檢查。

3.6檢查低壓系統熔絲

檢查向空調控制器、空調壓縮機控制器提供低壓供電的熔絲是否存在脫落、變形、熔斷、退針或其他接觸不良的現象。若發現有熔絲熔斷情況，則需查明熔斷原因，在確認無短路風險后更換相同電流數的熔絲，再嚴格按車輛維修手冊中高壓系統上電的操作步驟使高壓上電后重新進行檢查。

結語

針對純電動汽車空調壓縮機不運行故障的診斷有多種不同的流程，但無論何種診斷流程都應當遵循由簡至繁、由表及里、由機械至電控系統的原則。壓縮機工作過程中產生的振動與噪聲會極大影響純電動汽車的乘坐舒適性，通過對壓縮機支架結構調整改變其固有頻率，避免與壓縮機工作頻率產生共振，極大提高其舒適性，滿足設定目標要求。

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（作者單位：南京奧特佳祥云冷機有效公司）