《新能源汽车综合故障诊》课件-电动汽车空调和冷却系统

一、电动汽车空调系统工作原理第一节空调系统说明一、电动汽车空调系统工作原理第一节空调系统说明冷凝器膨胀阀蒸发器压缩机储液罐压力开关汽车空调制冷剂：R134a电动汽车空调系统的结构组成电动汽车的空调系统与传统动力汽车基本相同，由压缩机、冷凝器、蒸发器、冷却风扇、鼓风机、膨胀阀、储液干燥器和高低压管路附件、传感器等组成，如下图所示。传统汽车压缩机由发动机传动带通过电磁离合器带动，而电动汽车采用电动压缩机，电动压缩机由动力电池提供高压电驱动。纯电动汽车空调系统的控制原理蒸发器压缩机冷凝器储液干燥器热力膨胀阀温度传感器19bars60°C3bars-1°C3bars3°C3bars5°C20bars110°C19bars

60°C4bars16°C压力开关C33DB电动车：低压一般在0.25-0.3MPa；高压一般在1.3-1.5MPa。平衡压力一般为0.6MPa左右，因受环境温度及加注量同时影响，不可作为主要依据，仅供参考。纯电动汽车空调系统的控制原理

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，如下图所示。干燥瓶（储液罐）干燥瓶（储液罐）（1）对制冷剂进行过滤。将系统中经常出现的杂质、脏物如锈蚀污垢、金属微粒等过滤掉，这些杂质会损坏压缩机气缸壁和轴承，还会堵塞过滤网和膨胀阀。（2）吸收系统中的湿气。汽车空调系统中要求湿气越少越好，因为湿气会造成“冰塞”并腐蚀系统的管道等，使之不能正常工作。（3）对过多的制冷剂进行存储作用。接受从冷凝器来的液体并加以储存，根据蒸发器的需要提供所需制冷剂量。由于汽车空调正常工作时，制冷剂的供给量大于蒸发器的需要量，所以高压侧液态制冷剂要有一定的储存量。同时，随着季节的变化，在系统不运行或检测、更换系统内的零件时，可以将系统中的制冷剂收入到高压侧进行储存，以避免制冷剂的泄漏。因此，在汽车空调制冷系统中，必须设置储液干燥器。冷凝器的作用冷凝器的作用是将压缩机送来的高温、高压的气态制冷剂转变为液态制冷剂，制冷剂在冷凝器中散热而发生状态的改变。因此冷凝器是一个热交换器，将制冷剂在车内吸收的热量通过冷凝器散发到大气当中。小型汽车的冷凝器通常安装在汽车的前面（一般安装在散热器前），通过风扇进行冷却（冷凝器风扇一般与散热器风扇共用，也有车型采用专用的冷凝器风扇）。冷凝器的结构如图所示，主要由管路和散热片组成，有一个制冷剂的进口和一个出口。汽车冷凝器工作原理冷凝器的结构从管片式向管带式发展，并主要向平行流动式发展。层叠式和平行流动式的内部结构又在不断发展，以利于进一步提高换热效率和减轻重量，平行流动式冷凝器从单元平行流动式发展成多元平行流动式。由于采取减薄管片厚度、增加管子内肋片、翅片开切口、改变翅片形状及开口角度等措施，加大了翅片散热面积，强化了气侧和液侧的热交换效率。制冷剂进入蒸发器，压力减小，由高压气体，变成低压气体，这一过程要吸收热量，所以蒸发器表面温度很低，再经风扇，就可以将冷风吹出。冷凝器是将从压缩机出来的高压，高温的致冷剂，冷却成高压，低温，然后经过毛细管气化，去蒸发器中蒸发。空调、冷却系统的热负荷长期过大，不仅仅是空调不凉、水温高这么简单的问题，严重的话会导致压缩机压力过高爆机、造成发动机烧缸垫拉缸、至少也会导致电子扇负荷过大烧线路、烧保险、烧电机！散热器发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温，所以散热器是一个热交换器。散热器

按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。

纵流式散热器芯竖直布置，上接进水室，下连出水室，冷却液由进水室自上而下地流过散热器芯进入出水室。

横流式散热器芯横向布置，左右两端分别为进、出水室，冷却液自进水室经散热器芯到出水室横向流过散热器。大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。散热器芯的结构形式管片式散热器芯由散热管和散热片组成。散热管是焊在进、出水室之间的直管，作为冷却液的通道。散热管有扁管也有圆管。扁管与圆管相比，在容积相同的情况下有较大的散热表面。铝散热器芯多为圆管。在散热管的外表面焊有散热片以增加散热面积，增强散热能力，同时还增大了散热器的刚度和强度。管片式散热器的优点是散热面积大、气流阻力小、结构刚度好及承压能力强等。管带式散热器芯由散热管及波形散热带组成。散热管为扁管并与波形散热带相间地焊在一起。为增强散热能力，在波形散热带上加工有鳍片。与管片式散热器芯相比，管带式的散热能力强，制造简单，质量轻，成本低，但结构刚度差。板式散热器芯的冷却液通道由成对的金属薄板焊合而成。这种散热器芯散热效果好，制造简单，但焊缝多不坚固，容易沉积水垢且不易维修。第二节车内空调总成(HVAC)介绍第三节C33DB空调系统主要部件布置位置PTC加热器布置位置电动压缩机布置位置第一节电动压缩机高低压接插件压缩机本体压缩机吸气口驱动控制器压缩机排气口二、主要部件性能参数电动压缩机结构动盘与静盘涡旋压缩机压缩工作过程没有转速控制时蒸发温度大幅波动未控制目标蒸发温度应用转速控制器后蒸发温度没有波动已控制电动压缩机参数工作电压范围330V-450VDC额定输入电压384VDC额定输入功率2437W控制电源电压范围9-15VDC控制电源最大输入电流500mA电机类型直流无刷无传感器电机，6极额定转速6500RPM最小转速1000RPM转速误差<1%排量27cc/rev制冷剂R134a冷冻油RL68H；（POE68）制冷量4875W电动压缩机引脚定义（奥特佳一体式）接插件端口接口定义备注高压两芯（动力接口）A高压正控制器与动力电池连接B高压负低压六芯（控制信号接口）112VDC正极2空调开关信号输入高电平或悬空为关闭（OFF），低电平或接地为开启（ON）高电平输入范围：5-15VDC，15mA；低电平输入范围：0-0.8VDC，15mA。3空调调速信号输入信号形式为400HZPWM占空比信号，电压：0-15V，高电平5-15V，15mA，低电平0-0.8V412VDC负极5CAN-H接口6CAN-L接口第二节加热器产热方式优势不足散热部件余温无能源损失，不影响动力电池需散热部件工作后才能产生热量，电动车散热部件温度将对较低，不能满足制暖需求。燃油加热器不影响动力电池由于消耗燃料，加热时间受限制，有燃烧废气排放。明火燃烧，安全防护措施需到位。PTC电加热（包括PTC加热水）发热速度快，温度高（可控）耗电功率大，需2kw以上，对车辆续航能力有较大影响。PTC本体由于温度相对较高，需周边结构件配合为其提供空间，防止塑料件受热变形，同时HVAC内海绵及润滑脂易因高温产生异味。汽车加热器分类PTC加热器PTC是PositiveTemperatureCoefficient的缩写，正温度系数。电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化。实物图片原理示意图2kw2kw温度传感器或温控器项目技术要求试验条件额定输入电压随动力电池电压336V额定功率3500W环境温度：25±1℃施加电压：384±1VDC风速：4.5m/s功率偏差率-10%~+10%冷态最大起始电流20A环境温度：25±1℃施加电压：336±1VDC单级冷态电阻80Ω～300Ω在25±1℃环境下，放置>30min后测量实物图片PTC控制模块原理图C33DB控制面板风量旋钮温度旋钮制冷（按钮）出风模式（风向）显示屏关机前除霜内/外循环（按钮）后除霜（电加热）第三节控制面板1.部件绝缘电阻阻值2.制冷能力（主观测评）3.制热能力（主观测评）4.工作异常（如压缩机异响，鼓风机异响、控制器功能失效等）5.进气过滤网定期更新第一节空调系统日常维护三、日常使用维护与主要故障模式1.压缩机绝缘电阻值为20MΩ。2.高压部件安全操作。3.拆解后及时密封各管路开口，防止水或湿空气进入系统。4.冷冻油（压缩机润滑油）为POE68，与传统车(PAG冷冻油)不同，勿混用。5.连接安装各管路接口时注意管口清洁，O形圈涂抹冷冻油。6.制冷剂加注量按要求。7.制冷剂喷出时注意个人防护，避免接触冻伤、吸入及误入眼睛。第二节维修操作注意事项注意事项第三节制冷剂加注流程1.检查空调系统部件安装情况；

此过程中主要核对管路、冷凝器、膨胀阀、压缩机等各主要连接部件是否齐全，是否安装到位，确认各连接点未漏装O形圈、螺栓打紧。2.抽真空；空调高低压充注阀均连接制冷剂加注机，打开阀门后开始抽真空过程，过程根据实际情况持续约5～10min,若结束后压力值仍偏高或认为原系统内水分含量偏多，此过程可酌情反复进行多次。3.保压；

抽真空完毕后关闭高低压软管阀门，保持压力表工作，10min后观察压力值变化，若无明显反弹，则可认为此空调系统密封正常，可进行后续加注工作。4.制冷剂加注；

按照车辆前舱指示标签所要求的加注量数值加注相应重量的制冷剂，加注过多或过少均影响空调使用效果。加注中注意采用优质、含水率低制冷剂产品。注意：1、若采用简易方式加注，建议采用低压端加注，同时制冷剂罐体倒置，以保证液态制冷剂压力满足加注过程；2、若在简易加注中仅由单一加注阀加注，在观察称量数值发现加注困难时，可在加注中启动压缩机。第四节压缩机及制冷系统常见故障故障类别制冷系统故障电动压缩机故障主要部件工作不良（性能下降、异响）

PTC常见故障故障现象原因及