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1、授课教师：课程名称：新能源汽车故障诊断空调系统故障诊断第7 章 空调系统故障诊断第7 章 空调系统故障诊断7.1 电动汽车空调系统的使用与操作7.2 低压蓄电池报警灯点亮的故障诊断与排除7.3 电动汽车空调互锁故障排除7.4 电动汽车空调不出风的故障排除7.5 电动汽车空调不制冷的故障排除7.6 电动汽车空调不制热故障排除学习目标 掌握电动汽车空调系统的使用与操作方法；熟知电动汽车空调系统制冷和制热的基本原理；掌握电动汽车空调系统不出风、不制冷、不制热等常见故障原因及排除方法。7.1 低压12V直流供电分类认知学习目标1.掌握空调送风使用与操作；2.掌握空调控制电路咨询；3.掌握送风管路原理资
2、讯；4.掌握空调制冷使用与操作；5.掌握空调制热使用与操作。知识储备1.传动汽车空调系统工作原理2.传统汽车空调系统操作方法一、送风使用与操作1、风速：增减出风速度。2、A/C开关：控制空调制冷功能开启与关闭。3、模式调节键：调节出风风向4、前除霜快捷键：出风模式将快速切换到前除霜模式5、后除霜快捷键：后除霜模式启动。6、空调关闭键：按下空调系统所有执行机构停止工作7、循环模式开关：开关上的黄色指示灯点亮，为内循环模式；开关上的黄色指示灯熄灭，为外循环模式。8、温度：改变出风温度。9、液晶显示屏：从左到右，分别显示风速档位、出风模式、温度状态。一、送风使用与操作送风系统通过挡风玻璃上的进气栅栏
3、向车辆内部提供新鲜的或加热、制冷后的空气注意保持进气格栅清洁，没有如树叶、雪花或结冰。同时针对出风的方向，通过移动在百叶片中心的连杆来调整风向，向上或向下，或从一侧至另一侧。二、控制电路资讯 北汽EV160空调的基本控制电路如上图所示，空调控制器通过CAN总线实现与整车控制器等其它控制系统建立通讯，而内部车厢送风风量的大小由鼓风机的调速模块来控制，鼓风机的控制由鼓风机继电器来控制。当风速旋钮打开后，鼓风机继电器闭合，鼓风机1、2两端得电，鼓风机工作，其中鼓风机2号端子与调速模块1相连作为电阻阻值调节的一端，调速模块2号端子接地，其3号端子与空调控制器ECU25号端子相连，在风速旋钮不断的调节下
4、，实现阻值不断变化，从而使得鼓风机两端的电流不断变化，实现鼓风机转速的变化，从而实现风速的调节。三、送风管路资讯 配风系统一般由三部分构成，第一部分为空气进入段，主要由用来控制新鲜空气和室内循环空气的切换风门、鼓风机和空调滤网组成；第二部分为空气混合段，主要由蒸发器、空气混合风门和加热器组成；第三部分为空气分配段，主要由模式切换风门和各支路风道组成。图中的1、2、3、4分别代表内外循环控制风门、温度控制风门、除霜控制风门和中下部控制风门，汽车空调的内外循环及风向调节就是这几个风门的开启和关闭来控制的，其控制方式有手动和电动两种。现在大部分汽车空调都使用电动控制，其中的1、3、4使用普通电机控制
5、，而2常使用步进电机控制，可以精确的调节温度和湿度。1、空调制冷操作 顺时针旋转A/C旋钮开关，到蓝色标识区域，空调开始制冷。制冷档位通常显示为蓝色，随着蓝色显示量的增加，制冷强度随之增加。四、制冷使用与操作2、空调制冷电路资讯1）制冷工作原理 汽车空调制冷系统主要是由压缩机、膨胀阀、冷凝器、蒸发器和鼓风机等组成，另外，还增加了电气系统的空调驱动器。其间各个部件之间采用高压橡胶管和钢管连接成一个密闭的系统，在制冷系统工作时，制冷剂会以不同的状态在这个空间里循环流动，而这样的循环又分为了四个过程。2、空调制冷电路资讯（1）压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压
6、的气体排出压缩机。（2）散热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并排出大量的热量。（3）节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。（4）吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸气又进入压缩机。上述过程周而复始的进行，从而达到降低蒸发器周围空气温度的目的。2、空调制冷电路资讯2）旋涡式压缩机（1）涡旋式压缩机结构电动汽车采用电动压缩机，电动压缩机则由动力电池提供高压电驱
7、动。电动压缩机主要由驱动控制器、压缩机本体、压缩机排气口、压缩机吸气口、高压插接件、低压插接件等部分构成。2、空调制冷电路资讯2）旋涡式压缩机（2）涡旋式压缩机原锂 涡旋式压缩机包括一个定涡盘和一个动涡盘，这两个相互啮合的涡盘其线形是相同的，它们相互错开180。其定涡盘是固定在机架上，而动涡盘由电动机直接驱动。当驱动电动机旋转带动动涡盘公转时，制冷气体通过滤芯吸入到定涡盘的外围部分，随着驱动轴的旋转，动涡盘在定涡盘内按轨迹运转，使动、定涡盘之间形成由外向内体积逐渐缩小的六个腔，即A腔、B腔、C腔、D腔、E腔和F腔，制冷气体在动、定涡盘所组成的六个月牙形压缩腔内被逐步压缩，最后从定盘中心孔通过阀
8、片将被压缩后的制冷气体连续排出。在压缩机整个工作过程过程中，所有工作腔均由外向内逐渐变小且处于不同的压缩状况，从而保证涡旋式压缩机能连续不断地吸气、压缩和排气。虽然涡旋式压缩机每次排出制冷剂的气量较小，其排出量为2730立方cm3，但由于其动涡盘可作高达900013000r/min的公转，所以它的总排量足够大，能满足车辆空调制冷的需求，当然压缩机的功耗也较大，可达47kW。整车控制器VCU采集到空调A/C开关信号、空调压力开关信号、蒸发器温度信号、风速信号以及环境温度信号，经过运算处理形成控制信号，通过CAN总线传输给空调控制器，由空调控制器控制空调压缩机高压电路的通断。空调继电器控制压缩机1
9、2V低压电源。整车控制器VCU通过数据总线“CANH、CANL”与空调压缩机控制器相连接，再由压缩机控制器控制空调压缩机的高压电源线“DC+与DC-”通断。高压互锁信号线在高压上电前确保整个高压系统的完整性，使高压电处于一个封闭的环境下工作，提高安全性。空调压缩机的高压线束与低压线束相互独立，线束的各个端子定义如图，高压端子B与DC+对应为高压电源正极，A与DC-对应为高压电源负极。五、制热使用与操作1、空调制热操作 逆时针旋转A/C旋钮开关，到红色标识区域，空调开始制热。制热档位通常显示为红色，随着红色显示量的增加，制热强度随之增加。1、空调制热电路资讯 有的电动汽车空调采用传统发动机循环冷
10、却水作热源，而当发动机不运转时，则由半导体PTC元件加热，或由储热水罐供热。PTC是一种直热式电阻材料，通电时将会产生热量，可供空调制热。前期的制热装置采用PTC发热条，直接将冷空气加热为热空气，再用风机吹出热气的方式。现在的制热多采取水为介质，将水加热后送到空调风道的散热器，再经风机吹向车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除去风窗玻璃的霜雾。PTC电阻是一种具有正温度敏感性的典型半导体电阻，它可作为发热元件，也可用作热敏开关，还可用于检测温度，但是汽车上的温度传感器则用负温度系数的NTC材料。PTC元件的温度与电阻的特性，刚通电时，其电阻会随着温度的升高而呈现缓慢下降的趋势，也就是其常温下
11、的发热量较低。吹出气体的温度最高可达85，完全可满足空调制热的要求，如果高于85，则PTC电阻变得极大，实际表现为自动停止工作。空调制热的系统，通过操作空调控制面板上的旋钮A/C开关，选择暖风档位，此时，暖风选择控制信号会传递给VCU，VCU通过CAN通讯将控制信息传递给PTC控制模块，由PTC控制模块驱动PTC电加热丝，通过PTC电阻加热元件产生的热量，使附近区域空气迅速升温，并结合不同的送风模式，送达指定的车厢区域。PTC控制模块的工作原理。输入开关信号给单片机逻辑判断电路，高压正极供电，单片机点亮状态指示灯和驱动PTC1（1.5kw）或PTC2（2kw）工作。此外，PTC控制模块单片机接
12、受PTC温度保护、过流保护、控制器温度保护、欠压过压保护信号，保护工作电路。7.2 电动汽车空调绝缘故障的排除学习目标1.了解电动汽车空调绝缘故障的现象；2.掌握电动汽车空调绝缘故障的排除方法。知识储备1.电动汽车绝缘检测原理；2.电动汽车绝缘检测方法。一、故障现象以北汽EV160电动汽车为例，当车辆上电时候，无论如何调节出风大小或切换各出风模式，均无制冷或制热效果，导致车内空气无法有效进行降温或升温。故障灯区域出现绝缘故障指示灯，车辆READY灯不点亮，车辆无法行驶如图所示。二、故障排除当车辆出现绝缘故障时，动力电池无法输出电能，车辆无法行驶，制热制冷功能无法实现。断开12V蓄电池负极，做好
13、负极线的相关保护措施，断开PDU35针插件，在PDU端进行放电、验电测试。分别检查动力电池及其高压线缆绝缘状况、快充线束绝缘状况、检测慢充线束绝缘状况、电机及其高压电缆绝缘状况、UVW高压电缆绝缘状况、压缩机及其高压电缆绝缘状况、PTC及其高压线束绝缘状况（检测绝缘故障方法详见本教材第二章、第二节电动汽车高压电路绝缘性能的测量）。若出现压缩机高压电缆或PTC高压电缆绝缘故障，则更换电缆。若出现压缩机及PTC元件绝缘故障，则更换元件。7.3 电动汽车空调互锁故障排除学习目标1.了解电动汽车空调互锁故障的现象；2.掌握电动汽车空调互锁故障的排除方法。一、故障现象以北汽EV160电动汽车为例，当车辆
14、上电时候，无论如何调节出风大小或切换各出风模式，均无制冷或制热效果，导致车内空气无法有效进行降温或升温。故障灯区域出现绝缘故障指示灯，车辆READY灯不点亮，车辆无法行驶如图所示。用解码仪读取故障码，出现互锁故障码。二、故障排除当车辆出现互锁故障时，动力电池无法输出电能，车辆无法行驶，制热制冷功能无法实现。因此断开12V蓄电池负极，做好负极线的相关保护措施，断开PDU35针插件，在PDU端进行放电、验电测试。用万用表分段检测压缩机及PTC以及其他互锁线路（具体检测方法见本教材第二章，第三节电动汽车高压互锁的检测），若为互锁故障，则更换线束或更换插件恢复互锁故障。7.4 电动汽车空调不出风的故障
15、排除学习目标1.了解电动汽车空调不出风故障的现象；2.掌握电动汽车空调不出风故障的排除方法；一、故障现象以北汽EV160电动汽车为例，当空调风量开启时候，未见出风，且无论如何调节出风大小或切换各出风模式，均无效果，导致车内空气无法有效进行流通，影响正常的驾驶体验。二、送风管路、电路资讯电动汽车空调送风管路、电路资讯可参考第一章节中7.1.1送风使用与操作小节中，送风管路及电路资讯。三、故障排除1、鼓风机本体及相关控制元件故障如鼓风机本体损坏，鼓风机保险丝熔断，或者继电器损坏，以及调速旋钮控制元件线路方面的问题，都会导致鼓风机不工作。首先需要检查风机电阻有无损坏的情况；其次检查保险丝SB12是否
16、断路；以及鼓风机继电器是否正常工作；以及鼓风机调速模块线路有无短路或断路等。2、空调滤清器及送风通道堵塞当鼓风机工作时，如空调滤清器脏堵，以及送风通道堵塞，也会导致空调不出风，需要拆卸空调滤清器，并检查是否因为过脏而导致严重堵塞。7.5 电动汽车空调不制冷的故障排除学习目标1.了解电动汽车空调不制冷的故障现象；2.掌握电动汽车空调不制冷故障的排除方法；一、故障现象以北汽EV160电动汽车为例，当空调制冷功能开启时候，且无论如何调节制冷强度，制冷出风大小或切换各出风模式，均无制冷效果，导致车内空气无法有效降温，影响正常的驾驶体验。二、送风管路、电路资讯电动汽车空调送风管路、电路资讯可参考第一章节
17、中7.1.1送风使用与操作小节中，送风管路及电路资讯。三、故障排除1、空调压缩机故障（1）空调系统继电器损坏。若继电器损坏，应检查空调系统继电器及其相关供电线路的好坏。（2）高压正极保险GB02损坏。高压正极保险GB02在高压控制盒当中，应检查高压正极保险GB02。（3）高低压互锁故障。压缩机P3到PDU26号角和P2到VCU23号角分别是压缩机的高低压互锁线路，检查互锁线路的好坏。（4）CAN通讯故障。P5和P6分别是CAN高和CAN低。应检查CAN通讯线路的好坏。（5）压缩机、节流阀或膨胀阀元件故障。若出现故障，则更换元件即可。三、故障排除2、空调控制器故障（1）环境温度传感器。当环境温度
18、过低时，汽车空调不能启动，因此空调无法制冷。（2）冷热转换电机故障。冷热转换电机控制温度控制风门，发生损坏时，冷热风门不能切换，因此无法将冷风送入驾驶室内。应检查冷热转换电机相关线路，以及检查风门元件是否损坏。（3）空调压力开关。此车型为三重压力开关由双重压力开关和中压开关组成，结构更加紧凑。三重压力开关安装在高压管路中。当压力过高或过低时，双重压力开关控制压缩机停止运转；当制冷剂压力达到某一中间值时，中压开关控制接通冷凝器风扇电路。若压力开关损坏，则压缩机无法正常工作，应及时更换。（4）CAN通讯故障。空调控制器由两组CAN通讯，分别为EBUS和VBUS。若通讯线路故障，则空调制冷功能不能实
19、现，应检查CAN通讯线路的好坏。三、故障排除3、冷凝器过脏清洗水箱、冷凝器的目的主要是散热，杂质在冷凝器上堆积造成温度过高或空调工作不良。4、缺少冷媒冷媒的损耗多是以泄漏为主，若是冷凝器泄漏则需要更换冷凝器。5、皮带老化过松在使用过程中会出现打滑现象，从而造成皮带断裂、皮带异响、无助力、空调不良等。6、空调翻板损坏当你发现开空调后所有出风都不出风时，要考虑是否是翻版电机损坏。7、管路有水冷却剂中的水便会在小孔中产生结冻现象，并导致制冷剂流通不顺畅，导致空调不能制冷。7.6 电动汽车空调不制热故障排除学习目标1.了解电动汽车空调不制热故障现象；2.掌握电动汽车空调不制热故障的排除方法；一、故障现
20、象以北汽EV160电动汽车为例，当空调制冷功能开启时候，且无论如何调节制热强度，制热出风大小或切换各出风模式，均无制热效果，导致车内空气无法有效升温，影响正常的驾驶体验。二、送风管路、电路资讯电动汽车空调制热电路资讯可参考第一章节中7.1.3制热使用与操作小节中空调制热电路资讯。三、故障排除1、PTC本体及控制元件故障如PTC本体损坏，或PTC控制器相关电路故障，则会导致PTC无法加热，系统没有暖风产生，从而空调无法在正常使用情况下产生暖风。需要测量PTC加热器电阻，1.5kw和2kw两个电阻的阻值是否在正常范围内。检测GB05保险是否损坏。检测快充正极继电器是否正常工作。PTC控制单元及相关线束有无损坏、与整车VCU的CAN通讯是否正常，以及暖风开关及调节线路有无短路图或断路等。三、故障排除2、空调滤清器脏堵及送风通道堵塞当PTC本体及控制元件工作正常，存在热源时，如空调滤清器脏堵，以及送风通道堵塞，空调会因此不出风，从而使得车厢内空气无法产生有效流通，导致系统不制热，故需要拆卸空调滤清器，并检查是否因为过脏而导致严重堵塞，此外更进一步需要对各送风管路适当进行检查，是否存在树叶、纸张、甚至纱布等遮挡等。