新能源汽車電氣技術 課件 項目五 新能源汽車暖風與空調系統檢修

新能源汽車電氣技術

高等職業(yè)教育新能源汽車類專業(yè)教材任務一暖風系統的檢修任務二自動空調系統的檢修項目五新能源汽車暖風與空調系統檢修Contents任務一暖風系統的檢修傳統的燃油車通常利用發(fā)動機的余熱為熱源，再用鼓風機將加熱后的空氣送入車廂內，但電動汽車沒有發(fā)動機，可利用的余熱也較少，使用暖風、空調都會使續(xù)駛里程大幅降低，尤其是使用暖風系統時耗電量更大，因此，需要采用單獨的加熱系統來供暖。本任務以比亞迪秦純電動汽車為例，介紹暖風系統的檢修。學習目標【知識目標】1）說出暖風系統的工作原理。2）制訂暖風系統故障檢修流程?！炯寄苣繕恕?）具備正確使用純電動汽車暖風系統功能，確認空調控制面板顯示情況的能力。2）具備查閱電路圖冊，拆畫暖風系統電路圖的能力。3）具備依據維修手冊，對暖風系統進行故障診斷與排除的能力?！舅刭|目標】1）在操作過程中樹立高壓安全意識。2）弘揚志愿精神，提升技能服務社會的能力。3）在高壓作業(yè)前，正確檢查、穿戴個人防護用具并唱報清楚，能進行規(guī)范的高壓操作。任務一暖風系統的檢修

一輛比亞迪秦EV純電動汽車，客戶反映起動車輛后，汽車無反應，OK指示燈不能點亮，應急燈一直閃爍，儀表上除小汽車點亮及駐車燈點亮，其他信息沒有任何顯示，車外燈光可以正常點亮，儀表燈光符號正常顯示。請根據該故障現象制訂一份故障檢修方案，并完成該故障的診斷與排除。思想啟迪：何為“碳達峰，碳中和”？任務一暖風系統的檢修一、暖風系統的工作原理本車空調系統為自動調節(jié)空調。系統主要由壓縮機、冷凝器、制冷管路、暖風水管、風道、空調控制器等零部件組成，具有制冷、采暖、除霜除霧、通風換氣等功能。采暖是通過水加熱PTC、加熱器水泵、加熱器芯體、鼓風機、空調控制器和空調采暖管路等組件組合成的系統來實現。空調控制器通過控制PTC水加熱器、暖風電動水泵、鼓風機和冷暖風門來實現空調的采暖。當自動空調系統處于加熱模式時，加熱器在高壓電的作用下對冷卻液進行加熱，高溫冷卻液被加熱器水泵抽入加熱器芯。同時，冷暖溫度控制電機旋轉轉至采暖位置，氣流在鼓風機的作用下流過加熱器芯，產生熱量傳遞。外部空氣在進入乘客艙前，與加熱后的空氣混合，吹出舒適的暖風。暖風系統的工作原理如圖5-1所示。任務一暖風系統的檢修圖5-1暖風系統的工作原理想一想：純電動汽車和汽油發(fā)動機汽車的暖風系統有什么不同之處？任務一暖風系統的檢修二、暖風系統電路分析1.PTC加熱線路分析自動空調系統空調暖風系統電路如圖5-2所示（1）空調控制器電源電路分析空調控制器的電源主要有兩路：，一路為+B電源，為常供電路，由BATT通過F2/38(5A)的熔斷器接在空調控制器A20端子上；另一路為IG電源，也稱為點火電源，由IG4繼電器（K1-5）控制，受起動開關控制。IG4繼電器通過熔絲F1/10（5A）控制壓縮機、PTC、電子膨脹閥、壓力開關的電源。任務一暖風系統的檢修（2）鼓風機電路分析鼓風機電路主要有AC鼓風機和鼓風機模塊電路組成。AC鼓風機電路1號端子通過熔絲F1/13（40A）接在BATT正極，2號端子接在空調控制器C24引腳（反饋信號）；鼓風機控制模塊，1號端子接接地，3號端子接空調控制器的B5引腳（調速信號），4號端子接空調控制器的C24引腳，與AC鼓風機的1號端子接在一起。手動調節(jié)鼓風機轉速開關時，空調控制器接收到開關信號后計算處理，由B5端子向鼓風機調速單元3端子發(fā)出電壓信號，控制調速單元內部大功率晶體管導通電流，空調控制器輸出電壓越高，鼓風機轉速越高，相反，空調控制器輸出電壓越小，鼓風機轉速越低。鼓風機運轉的同時，調速單元4端子向空調控制器提供一個鼓風機轉速反饋信號，鼓風機轉速越高，反饋信號電壓越小，鼓風機轉速越低，反饋信號電壓越高。任務一暖風系統的檢修圖5-2自動空調系統空調暖風系統電路任務一暖風系統的檢修2.暖風水泵電路分析暖風水泵電路受暖風水泵繼電器控制，繼電器的線圈一端接空調控制器的A1引腳，一端接控制器的B3引腳，常開觸點一端接BATT正極，另一端通過熔絲F1/18(5A)接暖水泵1號端子，暖風水泵3號端子接地。3.PTC加熱、暖風繼電器、四通水閥控制邏輯分析空調控制器根據采集的各類傳感器以及其他接收的控制邏輯，內部控制PTC加熱、暖風繼電器、四通水閥的工作情況。四通水閥的1號端子接地，2號端子接空調控制器的C16（電源反饋），3號端子接空調控制器的B21（碳膜電源）,4號端子接空調控制器的A4(水閥控制電源1)，5號端子接空調控制器的A13（水閥控制電源二）。任務一暖風系統的檢修【實訓器材】比亞迪秦EV、故障診斷儀、常用工具、常用檢測設備、個人防護用具和維修手冊等?！咀鳂I(yè)準備】車輛在工位停放周正，鋪好車內和車外防塵罩。【操作步驟】暖風系統的檢修一、確認故障現象起動車輛，暖風系統工作異常二、故障檢測故障檢測操作見表５-1暖風系統的檢修任務一暖風系統的檢修序號操作示意圖操作方法操作標準1

檢查空調ECU熔絲F1-10連接情況，測量F1-10的電壓值熔絲F1-10應連接正常，電壓標準值：12V2

檢修熔絲F1-10通斷熔絲應無斷路現象任務一暖風系統的檢修3

檢查空調ECU熔絲F1-18連接情況，測量F1-18的電壓值熔絲F1-18應連接正常，電壓標準值：12V4

檢修熔絲F1-10通斷熔絲應無斷路現象任務一暖風系統的檢修5

檢查暖風水泵接地線路。測量B42端子1與車身接地之間的電阻值B42端子1與車身接地之間的電阻標準值：小于1Ω6

操作起動開關使電源模式至OFF狀態(tài)。斷開蓄電池負極電纜。檢查或更換暖風水泵。檢查或更換A/C空調控制器。系統正常，確認故障排除任務一暖風系統的檢修四、竣工檢驗1）起動車輛，驗證暖風功能是否正常工作。2）整理、恢復作業(yè)場地。競賽小知識：在分析電壓檢測結果時，要根據電路圖、控制單元內部結構具體分析，有些電壓為虛電，即稍微低于+B。在不確定的情況下使用帶負載的試燈（12V5W）進行驗證，如果試燈不亮，則判定無電，即為0。任務一暖風系統的檢修任務二自動空調系統的檢修不論車輛所在地區(qū)外部天氣狀況如何，比亞迪秦EV系列整車空調系統都可以對車內空氣的溫度、濕度、潔凈度、流速等進行調解，具有制冷、采暖、通風、除霜功能，以便給乘客提供舒適的乘坐環(huán)境?，F代純電動汽車已不再安裝內燃機，因此空調制冷的壓縮機已不能由發(fā)動機驅動，而改由電動機來驅動。

學習目標【知識目標】1）說出自動空調系統的工作原理。2）制訂自動空調系統的故障檢修流程?！炯寄苣繕恕?）具備正確使用純電動汽車暖風系統功能，確認空調控制面板顯示情況的能力。2）具備查閱電路圖冊，拆畫暖風系統電路圖的能力。3）具備依據維修手冊，對暖風系統進行故障診斷與排除的能力?！舅刭|目標】1）在操作過程中樹立高壓安全意識。2）弘揚志愿精神，提升技能服務社會的能力。3）在高壓作業(yè)前，正確檢查、穿戴個人防護用具并唱報清楚，能進行規(guī)范的高壓操作。任務二自動空調系統的檢修任務二自動空調系統的檢修一輛比亞迪秦EV純電動汽車，客戶反映起動車輛后，汽車無反應，OK指示燈不能點亮，應急燈一直閃爍，儀表上除汽車車門信息點亮及駐車燈點亮，其他信息沒有任何顯示，車外燈光可以正常點亮，儀表燈光指示燈正常顯示。請根據該故障現象制訂一份故障檢修方案，并完成該故障的診斷與排除。思想啟迪：“工匠精神”不僅是一種工作態(tài)度，也是一種人生態(tài)度，代表著一種時代的精神氣質：堅定、踏實、嚴謹、專注、堅持、敬業(yè)、精益求精。如果人人都能將這樣的品質在內心沉淀，有干一行愛一行、愛一行鉆一行的韌勁，有對工作只管付出不求回報的奉獻精神，定能在平凡的崗位上書寫不平凡的人生。談談你對“工匠精神”的理解？任務二自動空調系統的檢修一、自動空調系統的結構組成電動汽車的空調系統與傳統動力汽車基本相同，由電動壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻風扇、鼓風機、膨脹閥、儲液干燥器和高低壓管路附件等組成。傳統汽車壓縮機由發(fā)動機傳動帶通過電磁離合器帶動，而電動汽車采用電動壓縮機，電動壓縮機由動力蓄電池提供高壓電驅動。想一想：自動空調系統的結構與普通空調有什么區(qū)別?任務二自動空調系統的檢修二、自動空調系統的工作原理自動空調系統的工作原理如圖5-4所示，壓縮機受高壓電驅動，當壓縮機工作時，壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，經壓縮，制冷劑的溫度和壓力升高，并被送入冷凝器。在冷凝器內，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑把熱量傳遞給經過冷凝器的車外空氣而液化，變成液體。液態(tài)制冷劑流經膨脹閥時，溫度和壓力降低，并進入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內，低溫低壓的液態(tài)制冷劑吸收經過蒸發(fā)器的車內空氣的熱量而蒸發(fā)，變成氣體。氣體又被壓縮機吸入進行下一輪循環(huán)。這樣，通過制冷劑在系統內的循環(huán)，不斷吸收車內空氣的熱量并排到車外空氣中，使車內空氣的溫度逐漸下降。秦EV車型制冷是通過電動壓縮機、冷凝器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、鼓風機、空調控制器和空調制冷管路等組件組合成的系統來實現，空調制冷系統框圖（包含電池冷卻），空調控制器通過控制電動壓縮機轉速、電子膨脹閥、鼓風機和冷暖風門來實現空調的制冷，如圖5-4所示任務二自動空調系統的檢修圖5-4比亞迪秦EV車自動空調系統工作原理任務二自動空調系統的檢修

三、自動空調系統電路分析

1.空調控制器電源電路分析空調控制器是自動空調系統中的電控單元，可以控制電動汽車的制冷、制熱、通風、除霜以及熱管理系統功能。它通過接收溫度、開關、執(zhí)行器電機位置、光照等信號，控制各執(zhí)行器的運行。空調控制器的電源主要有兩路：一路為IG4繼電器控制的電源，另一路為+B電源，如圖5-5所示。IG電源為IG4繼電器控制的電源，此電源受BCM控制。+B電源也稱為常電電源，主要為控制器提供不間歇性電源，保證單元內部存儲的臨時性數據及信號不丟失，同時也作為空調控制器工作電源之一，保證空調系統和其它系統的舒適CAN總線通信正常，并在車輛充電過程中保證整車熱管理正常起動工作。任務二自動空調系統的檢修5-5空調控制器的電源電路原理圖任務二自動空調系統的檢修

2.溫度傳感器電路分析空調控制器能夠監(jiān)測室外環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器信號。當檢測到環(huán)境溫度≥-1°C、蒸發(fā)箱溫度≥4°C、高低壓壓力開關高電位+B信號后，即向空調壓縮機控制器發(fā)送起動空調壓縮機信號，空調壓縮機控制器控制壓縮機運轉，制冷系統循環(huán)開始運行。如圖5-6所示為蒸發(fā)器、室內外環(huán)境溫度傳感器電路原理圖，空調控制器輸出5V參考信號電壓，通過內部電阻R1、G21/C12端子至蒸發(fā)器溫度傳感器的2號端子，經蒸發(fā)器溫度傳感器1號端子流出至控制器GK49/7端子，在控制器內部搭鐵。蒸發(fā)器溫度傳感器信號電壓隨蒸發(fā)器表面溫度在0.5-4.3V變化，空調控制器根據檢測到的電壓和內部存儲的閾值電壓進行比對，并解析為溫度信號。任務二自動空調系統的檢修

空調控制器輸出5V參考信號電壓，通過內部電阻R2、G21/C6端子至室外環(huán)境溫度傳感器2號端子，經室外環(huán)境溫度傳感器從1號端子流出至控制器GK49/7端子，在控制器內部搭鐵。其室外溫度傳感器信號電壓隨外界溫度在0.5-4.3V變化，空調控制器根據檢測到的電壓和內部存儲的閾值電壓進行比對，并解析為溫度信號。任務二自動空調系統的檢修圖5-6蒸發(fā)器、室外環(huán)境溫度傳感器電路原理圖圖5-7陽光傳感器電路原理圖任務二自動空調系統的檢修

3.日光傳感器電路分析

圖5-7為陽光傳感器電路原理圖，空調控制器通過G21/C27端子輸出一個+5V的參考信號電壓至傳感器G04/8端子，信號電壓經傳感器G04/7至空調控制器G21/C14，隨著日照的增加，傳感器信號電壓也增加，反之減小。傳感器信號電壓在1.5-4.7V變化，空調控制器根據此信號調節(jié)空調AUTO狀態(tài)下的駕駛室內溫度、出風量等。日光傳感器的搭鐵線為G04/3端子輸出至控制器GK49/7端子，在控制器內部搭鐵。任務二自動空調系統的檢修

4.鼓風機電路分析

圖5-8為空調鼓風機電路原理，+B電源由熔絲F1/13向鼓風機2端子提供功率電源。

空調制冷或制熱功能開啟后，駕駛室內鼓風機調速模塊根據駕駛員的調速控制從鼓風機調速模塊的3號端子輸出PWM控制信號至空調控制器G21/B5端子，空調控制器根據輸入的PWM信號通過空調控制器的G21/C24端子輸出控制信號控制鼓風機工作。同時鼓風機調速模塊的4號端子根據空調控制器的控制信號反饋鼓風機的工作情況，如無法達到控制要求，再通過鼓風機調速模塊3號端子繼續(xù)輸出PWM信號給到空調控制器進一步調節(jié)鼓風機工作。任務二自動空調系統的檢修圖5-8空調鼓風機電路原理圖任務二自動空調系統的檢修5.冷卻風扇電路分析冷卻風扇具有高低速的控制模式，通過兩個電機來驅動。冷卻風扇的運行和停止又VCU根據空調控制器發(fā)出的信號指令來執(zhí)行，并根據不同指令控制冷卻風扇高、低速運行。圖5-9為冷卻風扇電路原理圖，VCU接收到空調控制器通過舒適CAN總線發(fā)送的冷卻風扇低速起動請求，通過其內部將GK49/19端子經電腦內部搭鐵，低速風扇繼電器工作，接通繼電器87和30端子，+B電源通過熔絲F1/40、低速風扇繼電器、冷卻風扇的2號端子到達冷卻風扇電機，經冷卻風扇3端子搭鐵，冷卻風扇低速轉動。如圖所示，當整車控制器VCU接收到高速旋轉請求時，低速風扇繼電器和高速風扇繼電器同時閉合，散熱風扇高速轉動。任務二自動空調系統的檢修圖5-9冷卻風扇電路原理圖任務二自動空調系統的檢修

６.空調壓縮機電路分析

（1）空調壓縮機控制器電源電路如圖5-10所示，空調壓縮機控制器電源采用IG4繼電器控制電源供電，IG4繼電器電源由F1/8熔絲至空調壓縮機控制器的低壓插頭的1端子，通過空調壓縮機控制器低壓插頭2端子至車身搭鐵，構成回路。

（2）舒適CAN總線通信線路空調壓縮機控制器、空調控制器、空調控制面板、PTC控制器組成一個CAN總線網絡，空調控制器同時通過舒適CAN總線與網關、車載自診斷系統等