淺談新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)工作原理與檢修注意事項

徐已昆

【摘? 要】在能源缺乏和環(huán)保需求的壓力下，新能源汽車成為汽車未來的發(fā)展方向，我國為新能源汽車特別是純電動汽車的發(fā)展提供有利的政策支持，使得純電動汽車的銷量大步上升。本文介紹純電動汽車空調(diào)的特點、工作原理、檢修注意事項，分析電動汽車空調(diào)不涼的常見故障和檢修方式。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車;空調(diào)系統(tǒng);工作原理;檢修;注意事項

一、新能源車輛暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)簡介

1.傳統(tǒng)皮帶式空調(diào)系統(tǒng)

有些混合動力汽車采用的是傳統(tǒng)皮帶式空調(diào)壓縮機，如果空調(diào)系統(tǒng)工作時，車輛的怠速停止（怠速啟停）功能使發(fā)動機關(guān)閉，那么空調(diào)壓縮機也會停止工作，但車輛的鼓風(fēng)機會繼續(xù)向車內(nèi)輸送空氣，最終使空調(diào)壓縮機不工作。雖然這在某種程度上可以讓乘車人員感到?jīng)鏊l(fā)動機停機時間過長可能會使人難受，例如長時間等紅綠燈時。這類車輛通常能夠取消怠速啟停，并激活發(fā)動機工作，使其滿足任意長時間的空氣調(diào)節(jié)需求。

2.電動式空調(diào)系統(tǒng)

傳統(tǒng)的皮帶式空調(diào)系統(tǒng)有時會大幅拉低車輛的燃油經(jīng)濟性，但電動空調(diào)壓縮機比傳統(tǒng)的空調(diào)壓縮機更有效率，尤其當(dāng)電機由類似于動力電池組這樣的高壓部件來供給較高電壓時。

一般而言，電動空調(diào)壓縮機是通過小型變頻器驅(qū)動的交流電動機帶動。壓縮機的變頻器可以整合到壓縮機組件中，或者也可以并入到車輛的主變頻器組件等部件里。電動空調(diào)壓縮機將電動機整合到了空調(diào)壓縮機室中后，壓縮機并非由離合器控制，因為壓縮機可以通過改變電動機轉(zhuǎn)速來不斷改變其輸出功率。影響壓縮機輸出功率的因素包括蒸發(fā)器溫度、車廂溫度、環(huán)境溫度及目標(biāo)蒸發(fā)器溫度等。電動空調(diào)壓縮機沒有采用軸端密封設(shè)計，這使得以往傳統(tǒng)空調(diào)中軸端泄露的情況不會發(fā)生。

電動空調(diào)壓縮機通過使系統(tǒng)制冷劑在電動機周圍或附近循環(huán)進而使電動機冷卻。由于空調(diào)系統(tǒng)的冷凍機油懸浮在制冷劑中，因此，冷凍機油一定不能導(dǎo)電。常規(guī)的冷凍機油會污染系統(tǒng)，可能會導(dǎo)致汽車的車載診斷系統(tǒng)設(shè)定診斷故障碼（DTC）出現(xiàn)高壓電接地的故障。在這種情況下，難以從系統(tǒng)中徹底清除污染油，有時可能需要更換整個部件。

3.混合式空調(diào)系統(tǒng)

這里的“混合”式空調(diào)系統(tǒng)與混合動力汽車無關(guān)，混合式空調(diào)系統(tǒng)是由皮帶式空調(diào)壓縮機和電動空調(diào)壓縮機共同組成的混合一體機。2006～2011款的本田思域混合動力汽車就采用的此種類型。正常工作時，空調(diào)控制系統(tǒng)會選擇最有效率的機械驅(qū)動模式或電驅(qū)動模式，它既可以由發(fā)動機驅(qū)動，也可以由電動機驅(qū)動，還可以由兩者一起驅(qū)動。當(dāng)發(fā)動機不工作時，電動機就可以驅(qū)動空氣壓縮機繼續(xù)工作，保證車內(nèi)的溫度。如果室外溫度特別高，需要高速制冷，而單靠電動機驅(qū)動已經(jīng)滿足時，發(fā)動機系統(tǒng)就會自動啟動，將冷氣源源不斷地供到車內(nèi)。當(dāng)車內(nèi)溫度已經(jīng)穩(wěn)定到最佳水平時，發(fā)動機又會自動關(guān)閉，從而節(jié)約油耗。

4.遙控空調(diào)系統(tǒng)

遙控空調(diào)系統(tǒng)能讓駕駛員只通過智能手機應(yīng)用程序或按一下汽車密鑰卡按鈕就可以激活空調(diào)系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的混合動力汽車中，車內(nèi)空調(diào)運行時間取決于動力電池的荷電量（SOC），使用手機應(yīng)用或汽車密鑰卡遙控空調(diào)打開后，最多可運行3min時間。在插電式混合動力汽車中，遙控空調(diào)最多可以運行10min，這是因為車內(nèi)空間越大所需空調(diào)運作時間越多。

當(dāng)發(fā)出激活遙控空調(diào)系統(tǒng)的命令后，如果車門尚未鎖上，則車輛的控制系統(tǒng)會鎖住車門;并閉合電池包的高壓主繼電器，從而使電池包可以帶動空調(diào)壓縮機工作。但是，雖然高壓主繼電器處于閉合狀態(tài)，遙控空調(diào)系統(tǒng)其實并沒有使車輛上電（READY為ON）。在遙控空氣調(diào)節(jié)超時、動力電池的荷電量低于規(guī)定I值、車輛的車門處于解鎖狀態(tài)等情況下，它將發(fā)出關(guān)閉遙控空調(diào)系統(tǒng)的命令。

5.車內(nèi)太陽能通風(fēng)系統(tǒng)

有些混合動力汽車和純電動汽車將太陽能電池板安裝在汽車的車頂，當(dāng)車輛斷電（READY為OFF）且在炎熱的天氣下停車時，可以打開太陽能通風(fēng)系統(tǒng)使車內(nèi)通風(fēng)透氣，但是太陽能電池板不會為車輛動力電池包充電。

通常情況下，太陽能通風(fēng)系統(tǒng)是通過開關(guān)來控制的。當(dāng)車內(nèi)溫度上升到高于規(guī)定溫度值時，如果接通太陽能通風(fēng)系統(tǒng)并且太陽能電池板能夠輸出足夠的電壓，太陽能電池板的電流就會激活汽車內(nèi)部風(fēng)機。在昏暗或多云的天氣，太陽能通風(fēng)系統(tǒng)可能無法產(chǎn)生足夠的電壓。有些太陽能通風(fēng)系統(tǒng)還可以控制車內(nèi)通風(fēng)口。所以風(fēng)扇控制器通常是獨立安裝的，這樣就使太陽能電池板的電壓與汽車的電氣系統(tǒng)分隔開來。

二、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的檢修方案分析

1.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)維修保護措施分析

維護人員在進行故障排查維修時必須注意安全防護措施。采取外部防護措施，如穿戴絕緣防護手套，絕緣橡膠鞋以及防護眼鏡等。這些安全防護產(chǎn)品在選用時必須按照額定壓力大于待測量的最高壓力值，且不得損壞。在進行維護工作之前，必須使用警示欄進行安全隔離，并建立高壓警告標(biāo)志，以避免發(fā)生安全事故。在修理車輛時，將設(shè)立一名專職監(jiān)護人員來監(jiān)督所有維護過程，監(jiān)督維修過程中所有規(guī)范的操作。拆下緊急維護開關(guān)10分鐘后，用萬用表測量車輛的高壓電路，以便系統(tǒng)的高壓部分可以在沒有電的情況下進行維修。在修理高壓系統(tǒng)之前，將主體接地線連接到純電動車專用維護站的地線上。

2.新能源汽車空調(diào)維修操作規(guī)范要求

為了檢修和排查新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)所面臨的問題，必須嚴(yán)格遵循以下維護措施，目的是防止事故的產(chǎn)生。首先，關(guān)閉點火開關(guān)并將鑰匙移出智能系統(tǒng)的檢測范圍，同時斷開輔助電池的負(fù)極。其次，維修人員必須戴上專業(yè)的防護工具，并采用警示桿等安全隔離措施。最后，將橙紅色維修桿與高壓電池斷開，等待10分鐘以上，確保變壓器內(nèi)的高壓電源為0V后，方可根據(jù)實際故障現(xiàn)象修復(fù)故障。

三、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

新能源汽車作為節(jié)能減排和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容發(fā)展趨勢是加大使用高品位能源的比重，能源使用效率也要越來越高，新能源汽車的空調(diào)系統(tǒng)作為汽車能源消耗的主要部分也必須要符合這一發(fā)展趨勢。制冷系統(tǒng)和制采暖系統(tǒng)是空調(diào)系統(tǒng)的兩大耗能部分，制冷系統(tǒng)的主要能源消耗集中在壓縮機上，他一般需要消耗機械能或者電能等高品位的能源;制熱系統(tǒng)的能源消耗量更大一些，但其可以利用余熱等低品位的能源。因此應(yīng)根據(jù)整車的能源配置情況合理選擇空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)方案。新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的明顯優(yōu)勢就是高效節(jié)能，這也是空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)的核心問題，要進一步研究新技術(shù)提升這種優(yōu)勢。

對于制冷系統(tǒng)，利用新技術(shù)來提高COP值，如高效率低溫差熱交換器技術(shù)研究（包括蒸發(fā)器和冷凝器）、能量回收型的節(jié)流膨脹裝置研究和高效率壓縮機技術(shù)研究等。對于采暖系統(tǒng)，希望能夠盡量回收余熱，在余熱小能滿足需求時應(yīng)盡量減少對高品位能源的消耗。如可以研究熱泵制熱技術(shù)，該技術(shù)理論上能達到3以上的制熱能效比。電動汽車熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是這種發(fā)展趨勢，在其熱泵空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道中，采用了車內(nèi)冷凝器和蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)。制冷工況循環(huán)為：由壓縮機經(jīng)四通閥至車外冷凝器，再經(jīng)電子膨脹閥1、車內(nèi)蒸發(fā)器制冷后回到壓縮機。制熱及除霜工況循環(huán)為：由壓縮機經(jīng)四通閥至車內(nèi)冷凝器，再經(jīng)電子膨脹閥2節(jié)流、車外冷凝器蒸發(fā)換熱后通過電磁閥回到壓縮機。

結(jié)語

新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比較，更加高效和節(jié)能，但在控制與維修方面變得更加復(fù)雜，需要全面深入地了解和掌握全電動空調(diào)系統(tǒng)的控制原理與故障診斷方法，充分利用全電動空調(diào)系統(tǒng)的故障自診斷功能，才能排除故障。

參考文獻

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