新能源汽車自動空調故障診斷排除思路

秦 航

（江西制造職業技術學院，江西 南昌 330095）

與傳統汽車相比，新能源汽車自動空調電動化、智能化、網聯化的特點突出，制冷和制熱功能的工作原理都有了很大不同，維修和故障排除更是一道難題，采用傳統的維修方法和思路很難快速排除和解決故障，更新新能源汽車自動空調故障診斷排除思路和方法是當前的重要任務[1-4]。

1 新能源汽車自動空調組成及工作原理

1.1 自動空調組成

自動空調系統的設計，應做到不論車輛外部天氣狀況如何都可以給乘客提供舒適的乘坐環境。系統主要由以下幾部分組成。

1）制冷系統：電動壓縮機、冷凝器、儲液干燥器、蒸發器、膨脹閥、空調高壓管、空調低壓管、空調壓力開關、制冷劑R134a與潤滑油。

2）制熱系統：加熱器芯由電阻膜和散熱元件組成，在一定電壓范圍內，加熱的功率隨電流變化而變化，溫度變化對電阻膜的電阻影響較小，因此電加熱器可輸出穩定的功率，從而為制熱系統提供穩定的熱源。

3）空氣分配系統：鼓風電機、鼓風機調速模塊、空調濾清器、冷暖溫度風向控制電機以及各種空氣偏轉風門、通風風道。

4）模式/溫度控制系統：室外溫度傳感器、環境光及陽光傳感器、室內空調主機、模式控制電機。

1.2 自動空調工作原理

自動空調的控制為控制面板+熱管理控制器（黑盒子）方案，空調面板為按鍵信息采集部件，主要負責按鍵信息采集，然后將信息通過LIN線發給熱管理控制器（黑盒子），同時控制器也收集各個傳感器送來的信號[5]。由熱管理控制器負責處理數據信息并發出控制指令控制各執行元件工作，從而實現空調的通風、調節溫濕度、凈化空氣等功能。需要顯示的信息由熱管理控制器將信號通過LIN發給空調面板，在空調面板上顯示。自動空調電氣原理框圖如圖1所示。

圖1 自動空調電氣原理框圖

2 故障排除思路

2.1 確認故障現象

顧客只是車輛的使用者，對故障現象的描述和說明并不準確，需要專業的維修人員自己再次確認。因此，維修人員需要盡可能多地向客戶了解情況，弄清車輛空調發生故障時的外部環境條件和車輛的使用條件，如外部環境溫度、車輛行駛里程、使用年限、保養時間、使用環境路況、車輛所處工況等。通過模擬故障發生時的情景，確認故障現象[6]。

2.2 維修前檢查

對新能源汽車進行斷電，確保安全后，開始目視檢查。1）檢查可能影響空調系統性能的售后加裝裝置；2）檢查易于接觸或能夠看到的空調系統部件、線路，以查明其是否有明顯損壞或存在可能導致故障的情況；3）檢查易于看到或能夠看到的空調系統管路，以查明是否有空調系統泄漏現象。通過直觀檢查后，如果沒有發現故障點，即進入下一步，使用故障診斷儀讀取故障碼。

2.3 讀取故障碼

自動空調采用ECU控制，因此不同于手動空調，當空調發生故障時，ECU會存儲故障代碼同時在儀表或者空調控制面板上反映出來。通過診斷接口，空調控制模塊可以發送相應的診斷信息給專用診斷儀，專用診斷儀可以從空調控制模塊中讀取空調控制模塊廠家編號和軟件版本號等信息，連接診斷儀，讀取故障代碼，依據故障代碼操作排除故障。

2.4 讀取數據流

利用故障診斷儀讀取數據流的功能，讀取空調ECU數據，此時需要車輛上電，開啟空調。查看診斷儀讀取的實測數據是否在標準值之間，2018款吉利EV450自動空調數據流標準值如表1所示。

表1 吉利EV450自動空調數據流標準值

通過讀取數據流，可以判斷傳感器、按鍵等功能是否正常，也可判斷執行器如鼓風機、風門電機、內外循環控制電機等能否正常工作。

2.5 依據故障類型分析排除故障

2.5.1 電源故障

首先測量蓄電池電壓。電壓標準值：11 V~14 V。

1）低壓電路電源故障，主要為連接低壓蓄電池的常電和經過點火開關控制的IG電。檢查A/C空調控制器保險絲和供電線束，檢測時應操作啟動開關使電源模式至ON狀態，確認功能是否正常，電壓標準值：11 V~14 V。依據故障診斷先易后難、先簡后繁的原則，在排除低壓線路故障后再考慮高壓電源故障，主要是電動壓縮機、PTC加熱器[7]。

2）高壓電路電源故障排除。高壓操作前，維修人員必須穿戴好勞保用品，戴好絕緣手套，穿好高壓絕緣鞋。在戴絕緣手套前，必須檢查絕緣手套是否有破損的地方，確保手套無絕緣失效[8]。檢查壓縮機高壓電源電壓的步驟如下。

①檢查壓縮機高壓線束連接端子。

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。

B.斷開車載充電器直流母線。

C.斷開壓縮機高壓線束連接器。

D.連接車載充電器直流母線。

E.操作啟動開關使電源模式至ON狀態。

F.打開空調，同時用萬用表測量壓縮機高壓線束連接器端子之間的電壓值。電壓標準值：274.4 V~411.6 V。

G.確認測量值是否符合標準。若符合，說明電源電壓正常，若不符合，則說明供電異常，檢查分線盒保險絲是否熔斷。

②檢查分線盒保險絲。

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。

B.斷開車載充電器直流母線。

C.拆卸分線盒上蓋。

D.用萬用表測量線盒保險絲兩端的電阻。標準電阻：小于1 Ω。

E.確認測量值是否符合標準。若不符合，檢修保險絲線路，更換額定容量保險絲。若分線盒保險絲沒有熔斷，則需要檢修線束。

③檢修高壓線束。

A.操作啟動開關使電源模式至OFF狀態。B.斷開車載充電器直流母線。

C.斷開壓縮機高壓線束連接器。

D.拆卸分線盒上蓋。

E.用萬用表測量分線盒與壓縮機高壓線束連接器的1號端子之間的電阻。標準電阻：小于1 Ω。

F.用萬用表測量分線盒與壓縮機高壓線束連接器的2號端子之間的電阻。標準電阻：小于1 Ω。

G.確認測量值是否符合標準。若不符合，則更換電分線盒。

2.5.2 通信故障

主要是各個模塊之間的通信，控制CAN總線出現故障，導致EMS、IPU、ESC、VCU、TCU等控制單元之間通信丟失。利用示波器檢測CAN總線信號，依據波形圖確定故障原因。具體故障對應波形圖如圖2至圖6所示。

圖2 CAN-L線對地短路時的信號波形

圖3 CAN-L線對正極短路時的信號波形

圖4 CAN-L線斷路時的信號波形

圖5 CAN-H線斷路時的信號波形

圖6 CAN-H線與CAN-L線短路時的信號波形

2.5.3 部件故障

在排除電源故障、通信故障后，基本可以推斷故障大概率是由空調組成部件導致的，主要包含信號處理部件（控制器）、信號輸入采集部件（按鍵、傳感器）、信號輸出執行部件（壓縮機、鼓風機）。利用萬用表，檢測各部件的電阻值，對比標準電阻值，確認部件是否損壞。通過診斷儀讀取數據流的步驟也可以輔助人們判斷具體的故障部件。在確定故障部件后，拆裝與更換新部件，試車確認功能恢復正常[9-10]。

2.6 故障排除思路流程圖

通過以上故障排除思路和步驟，構建新能源汽車自動空調故障診斷與排除思路，如圖7所示。

圖7 新能源汽車自動空調故障排除思路流程圖

3 結語

新能源汽車自動空調故障檢修，需要加強診斷儀、示波器等專業儀器設備的使用，通過對故障碼讀取、數據流分析，有助于快速定位故障點并分析故障原因，排除故障。同時，因為純電動汽車的空調壓縮機、加熱器都是高壓電，維修時要特別注意安全防護，保證生產安全。本文構建的新能源汽車自動空調維修思路，為大多數純電動汽車自動空調維修提供參考，但不同品牌車型之間的數據流和維修參數有所不同，具體還需要查看車型維修手冊。