【比亚迪e5空调系统的故障检测与维修探究6400字（论文）】

【摘要】随着汽车行业的发展，汽车的空调系统已经成为了一种典型的车辆配置，随着车辆的装备越来越多，空调系统已经成为了一种必不可少的设备，也是一种常见的容易出现故障的设备。在夏季，空调不制冷、冷气不足等问题是较为常见的。本文采用故障树分析方法，对故障进行及时的故障诊断，并为故障诊断、隔离、故障排除等方面提供了依据。文章首先通过对电动汽车空调系统的常见故障及故障原因的分析，并对其故障原因及原因进行了分析，并以比亚迪E5为例，对其故障现象、故障诊断过程、故障原因及诊断方法等进行了分析，以期对今后的电动车辆空调系统的检修和维护工作具有一定的指导意义。【关键词】空调系统；机理分析；故障诊断1.前言《电动汽车科技发展“十二五”专项规划摘要)》中明确提出，要发展新能源汽车，特别是在电气化水平较高的纯电动汽车方面，要优先发展纯电动汽车。空调系统的出现是为了改善电动车的舒适度。针对目前我国电动汽车空调与传统汽车空调存在较大差异的现状，我国汽车维修企业也将面临新的挑战。随着电动车技术的迅速发展，电动车普及已是大势所趋。因此，对电动车辆的空调系统进行维护，不仅是一项必修课，同时也是未来的一项必备技能。当前，在电动汽车空调系统出现故障的时候，维修人员基本上都是依据以往的汽车空调维修经验，对其进行故障诊断和检修。在电动汽车空调系统的维护中，由于操作人员不熟悉其工作原理和故障特性，导致检修周期和维护困难，造成维修费用的增加。因此，针对电动车的高速发展，必须对其进行故障机制及故障诊断的研究。这对提升电动汽车空调维护技术的操作水平有很大的帮助。2.电动汽车空调系统常见故障及机理分析2.1电动汽车空调系统制冷系统常见故障及机理分析电动车辆采用的是热泵制冷，其制冷方式与常规燃料车的制冷方式基本相同。利用冷却液在系统中循环，使其持续地吸收热量，从而实现冷却。空调机的常见故障有：完全不制冷、制冷量不足、间歇性制冷等。2.1.1空调系统不制冷(1)故障现象开启鼓风机，开启空调后，汽车上的电源是正常的，但是出风不是冷风，也不是自然风。(2)故障原因分析①排气口不吹冷风时，排气口不能正常出风，造成排气系统故障的主要原因是风机不转、空气循环风道堵塞等。②出口有风，但与自然风的温度一致a、压缩机故障：电机烧毁、高压开关、低电压开关、温度开关、接线柱螺栓松动、压缩机工作故障；b、电气控制部件故障：电压继电器故障、接触器、中间继电器线圈烧坏或接触器故障、蒸发器温度传感器故障、VCU故障、压缩机控制软件故障等。c、制冷系统故障：制冷剂流量不足或无，储液干燥器脏堵，膨胀阀故障d、冷凝器热失灵：冷凝风机电机热继电器故障(3)故障的诊断和处理①没有冷风从出风口排出在没有风的情况下，应先对模式选择开关进行检测。一般情况下，如果在除霜或吹脚的状态下，面板的出口没有风。如果判断出风方式选择开关在面板上，但是面板上仍然没有风，那么首先要检查循环管道的污垢堵塞，防止空气进入到气体系统；检查风扇的转速，速度电阻的阻值应该在正常范围之内，电压是否正常。如果二者都是正常的，那么问题应该出在鼓风机自身，需更换新鼓风机。②空调出风口与室外自然气流温度一致a、首先，对车当前电量进行检查（在电动车上，SOC值低于20%时，控制系统将对空调器的开度进行限制）。b、如果整车的电量超过20%，就可能是冷凝器的散热问题。用手触摸冷凝器入口的温度，如果冷凝器的散热状况良好，则入口和出口之间的温差应该很大；c、如果冷凝器工作正常，那么蒸发器温度传感器是否正常。首先要检查汽化器的温度传感器的连接情况，看看接头是否松动；然后利用万用表对温度传感器（一般阻值为0.33~5.382）进行测量。d、如果前者是正常的，那么用万用表来测量压力开关是否完好，并且确认空气调节管道上的压力开关是否正确。e、检查制冷剂在制冷系统中的数量。在该系统中，高压侧的压强可以利用集流压力计来检测。在这种情况下，测量的高低压应该大致为1-致。在系统中缺少制冷剂的情况下，探测压力-一般为0.2MPa以下。执行泄漏检测和加入充足的冷却液；如果压力开关不能正常工作，那么系统的压力应该在0.2-0.8MPa范围内。f、当检测到的压力在正常范围内时，就有可能是控制系统出现了问题。电压机的主要供电电压要用万用表进行检查。通常情况下，它的电压范围应该在195-405V,VD+和VD-是信号的传输线，它的幅度应该在9-16V。如果不能正常运行，必须对低压线路进行检查。g、上述参数都是正常的，CAN信号的检测是必要的。VCU的输出信号由一个故障诊断器读出，这是一个指令发送给一个电动压缩机。如果是VCU造成的故障，VCU不会给VCU指令，那么VCU必须重置VCU程序，或更换CVU；若VCU有相应的启动指令，而压缩机缺不能完成VCU的启动指令，那么压缩机的故障就是压缩机的主要问题，要及时更新或更换压缩机。2.1.2空调系统冷气不足(1)故障现象空调器开启后，压缩机能正常工作，但出风量较低或出风量不足。(2)故障原因分析①压气机故障：压气机不正常②膨胀阀故障：调节冷却液不足③制冷剂不足：制冷剂的填充不足，制冷系统中含有杂质，水或空气，制冷系统中有过量的冷却油④凝汽机的散热问题：凝结风机的故障⑤风扇的速度太慢(3)故障的诊断和处理①第一，可以先检查风机的转速有没有问题。开启空调，选择送风方式的出风方式，开启吹风机的开度，然后在控制台上把吹风机的速度键旋到低速、中速和高速。在不同风速条件下，用手感受出风量和风速是否有显著的变化。若有显著的改变，说明鼓风速度正常。②接着，对空调器的内部压力进行检测，以判断是由于制冷剂不足导致的故障。该系统的内部压力状态为：调节空调系统的控制面板，送风方式为面板送风，循环方式为外循环，送风速度为最大速度。当空调系统内压检测时，可采用集流式压力计，将集管压力计的高低压手动阀门关闭后，将低压软管与空调系统的高压维护接头和低压连接接头连接，读出压力表的数据。在高压、低压两种情况下，系统中的制冷剂的填充是合理的。③如果检测到的高压和低压压力值都低于正常值，而低压管路的温差较小，则是由于系统中的冷却液严重不足所致。要找到泄漏点。④如果检测到的高压侧压力比正常情况下低，低压侧的温度差异很小，那么这是由于制冷剂的充入量不足造成的，所以要找到漏气的地方，然后补充制冷剂直到足够的制冷剂。⑤如果靠近充气阀门的管道.处有结霜，或检测到的低压压力较低，或接近于零，而高压端的压力低于常规。这说明制冷剂中的水分含量太高，导致膨胀阀的阻塞。这时，需要进行制冷剂的回收，然后将其替换为液体干燥装置，再加入新的冷却剂。⑥如果检测到的低压端的压强是低的，而在高压端的是正常的，那么在低压端的管道内的温度是很高的。这主要是因为膨胀阀调节的冷却液流量太小。调整膨胀阀的开口量，增加制冷剂的流量。⑦如果检测到的低气压高于正常值，而高压端的压强低于正常值，则在低压管道的表面有结霜的迹象。这表示充气阀门有问题。必须要换一个充气阀门。⑧如果在高、低压侧检测到的压强基本一致，则是由于压缩机本身的损伤，导致压缩机不能供给更高的制冷剂的压力。因此，新的压缩机必须被替换。2.2电动空调制热系统常见故障及机理分析2.2.1PTC不工作(1)故障现象开启汽车空调后，将模式设定为暖气，但出风口仍然是冷气(2)故障原因分析①冷、热两种方式的设定存在问题；②PTC的控制电路出现故障；③PTC的主体存在短路；④因内部短路导致的高压保险丝烧毁；⑤PTC控制装置有问题，造成损坏。(3)故障的诊断和处理①查看功能设定方式是否为取暖方式②检验PTC自身的阻值大小有没有问题。③对空调的内高压保险盒指示灯进行检查④更换PTC或高压保险盒2.2.2PTC过热(1)故障现象开启车内的空调，设定暖气模式，出风温度过高，或者在出风口闻到塑料烧焦的味道。(2)故障原因分析PTC控制器内IGBT被破坏（短路，无法切断电路）(3)故障的诊断和处理将有关零件断电替换2.2.3空调制热量不够(1)故障现象冬季开启空调后，选择取暖模式，出风口的温度不高。(2)故障原因分析空调器的制热通常与PTC器件有直接关系。PTC加热元件的材质是影响其工作可靠性的关键因素。普通PTC器件在运行中会迅速衰减，在恶劣的汽车工作条件下，寿命也不长，所以会导致发热量不足。(3)故障的诊断和处理替换新的PTC组件。电动汽车空调的制热方式与传统的汽车空调不同，在现有的电力车辆中，采用PTC加热与热泵加热。由于热泵加热与制冷系统的工作原理及构造类似。因此，本文着重讨论了PTC加热炉的故障机制。而PTC加热炉的故障则多为PTC自身的故障，如断路、短路、PTC控制等。同时，通过对其对应的界面电阻值的测量，可以判定两者的故障。2.3电动汽车空调电控系统常见故障及机理分析通过对电动汽车空调电控系统的工作机理的分析，认为在电控系统发生故障时，会造成电压机不正常工作。2.3.1驱动控制器不工作，压缩机不工作(1)故障现象空调器开启后，压气机未发出起动声，供电电流未发生改变。(2)故障原因分析①L2V的控制功率不能被输入到传动控制器中；②过高或低电压的控制供电；③接头接头有松动或接触不良；④蒸发器温度传感器和压力开关有故障；⑤VCU出现问题。(3)故障的诊断和处理①检查控制电源的接线端有无松动或接触不良；②检查控制电源与传动控制器的接线有无短路现象；③对传动系统的供电电压进行检测，确保其符合规定的电压；④对蒸发器的温度传感器和压力开关进行检查，确认其是否松动；⑤查看CAN信号，查看VCU有无启动指令。2.3.2驱动控制器工作正常，压缩机工作异常(1)故障现象空调器开启后，压缩机有异常的声音。(2)故障原因分析①电动机存在缺相；②由于冷凝器风机运行不畅，导致了系统内压力差大，电动机负荷大。(3)故障的诊断和处理①对驱动控制器和电动机的三相插头进行检查；②检查冷凝器的风扇是否正常，在系统的压力达到均衡状态后重新开始。3比亚迪E5电动车空调不制冷3.1不制冷故障3.1.1故障现象夏天气温比较高--比亚迪F3DM混合动力车采用空调系统进行制冷，结果发现空调器没有冷气，然后用手摸了一下压缩机的外壳，发现压缩机不工作，但是压缩机的内部温度比较高。3.1.3故障原因分析三相永磁式电动机驱动一体化的压缩机。电机内部永磁体的磁特性与其工作温度有关。当温度升高时，压缩机内部的永磁材料会慢慢失去磁性，导致电机的功率逐渐降低，压缩机的驱动力就会降低，空调的制冷能力也会随之降低。而这种永磁材料的最高温度为“居里温度”，一旦超出了“居里温度”，它就会永远失去磁力。不同的永磁体材料，其“居里温度”差异也很大。比如，普通的钕铁硼和便宜的铁氧体，由于它们的居里温度是310℃，所以在运行的时候，必须要控制好电机的工作温度，否则电机会因为高温而失去磁力。3.1.4故障诊断与排除a、测量电动机三相绕组的阻抗，一般阻值是1.552左右。b、压缩机驱动马达的三相AC输入端的标准值是330V，由于三相AC的电压是正常的，所以驱动马达的三相AC电压是正常的；c、利用集流压力计，检测制冷剂在制冷剂的高、低压侧的静压，正常值为0.6MPa，测量发现高压和低压压力均在0.86MPa以上。d、更换一台性能优良的老式压缩机，开启空调器，进行空调器系统的运转，发现压缩机壳体温度略有下降，冷却效果也恢复到正常状态。图5.2显示了比亚迪F3DM集成式压缩机。压缩机正常运行时，压缩机的制冷剂入口通道的温度通常为0~10'C，而压缩机出口的管路经过压缩加热后，压缩机出口的温度可达80~90'；图3-1比亚迪电动汽车空调压缩机外形诊断中主要采用了诸如用万用表测量电阻、集流压力表测量系统压力、部件置换诊断法（例如，将原来的压缩机更换为性能优良的压缩机）。在纯电动车辆的空调系统中，采用RI34a作为环境友好型的RI34a制冷。电动汽车的压缩机与其驱动马达是密封在同一箱体中的，变频器将高压直流电直接输送到压缩机的电机上，这种电压通常能产生几百道。因此，电动汽车空调压缩机应该选用高绝缘润滑油，例如ND-OIL1I。因此，保养时要注意，在加入压缩机润滑油时，不要加入一般级别的压缩机润滑油，要选用高绝缘性能的润滑油。反之，会发生漏电，引起意外。3.2间歇性制冷故障3.2.1故障现象比亚迪E5打开空调后，压缩机启动，在1~2min内停机，经过1~2min后再次开启，反复如此。压缩机启动时，吹出凉风；压缩机停止时，出风温度逐渐上升。3.2.2故障原因分析故障现象反映在压缩机工作时出风正常，在压缩机停止时，出风温度上升，所以，制冷系统基本构件故障的可能性不大，应该是压缩机控制系统出现控制故障。①压缩机是否触发高温保护状态。当压缩机控制器温度高于88°C时，会触发高温保护，压缩机会自行停机，直到压缩机温度下降到85C时，压缩机会再次启动；②蒸发器温度传感器故障；蒸发器表面温度低于1°C时，为了防止蒸发器结冰，会自行停止压缩机，直到蒸发器表面温度高于4°C时，压缩机再次启动；③蒸发器温度传感器松动、松脱。3.2.3故障诊断与排除因为在故障树绘制过程中发现，此故障最的故障原因主要集中在空调控制系统。所以使用的诊断方法如下:①使用故障树分析法:通过故障树分析法，分析故障原因，绘制出故障树，如图3-2所示。②使用故障码诊断法:使用故障诊断仪，读取故障码，根据故障码进行故障部位的确定。如果故障码不清或者没有故障码，则进行下一诊断步骤。③使用经验诊断法:将风量调整到最大，温度设定为最低，调整到外循环模式，记录压缩机的启、停间隔是否有所改善。如果依旧启停频繁，则可以初步判断压缩机冷却功能失效，从而导致控制器温度过高，则需要更换控制器。(注:在更换控制器时，应在接触部位均匀涂抹导热硅脂0.5~1mm)④使用仪器仪表诊断法:主要使用万用表检测蒸发器温度传感器的阻值应在正常范围内并且蒸发器温度传感器的阻值应该随着温度的上升而下降。否则，需要更换蒸发器温度传感器；若阻值及变化正常，则进行下一步骤；⑤使用零件替换法:使用3~5kQ电阻代替传感器，再次开启制冷，如果压缩机能持续运行，则说明温度传感器松脱、松动。在重新装配了传感器后，发现空调制冷恢复正常。图3-2压缩机时停时转故障树结论本文着重对纯电动汽车空调系统的维修进行了分析。在环保意识越来越强的今天，纯电动车的发展也越来越迅速