◆文/江蘇 吳書(shū)龍 譚婷

(接上期)

三、新能源汽車暖風(fēng)和空調(diào)制冷原理

1.暖風(fēng)系統(tǒng)原理

新能源汽車的暖風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)車暖風(fēng)系統(tǒng)差別較大，傳動(dòng)汽車采用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液熱量進(jìn)行取暖，而比亞迪e5暖風(fēng)系統(tǒng)采用PTC水加熱器進(jìn)行取暖，該P(yáng)TC水加熱器自帶水溫傳感器、高壓互鎖裝置、IGBT溫度傳感器、電壓采集、電流采集以及對(duì)應(yīng)的自動(dòng)保護(hù)程序。

暖風(fēng)系統(tǒng)儲(chǔ)水壺的冷卻液經(jīng)電子水泵輸送到PTC水加熱器，經(jīng)過(guò)加熱的冷卻液輸送到暖風(fēng)芯體，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)將暖風(fēng)芯體周圍的熱量輸送到駕駛室各出風(fēng)口，暖風(fēng)芯體的冷卻液經(jīng)回水管回到暖風(fēng)系統(tǒng)儲(chǔ)水壺，然后再次進(jìn)行循環(huán)，如圖6所示。

圖6 暖風(fēng)系統(tǒng)原理

與空調(diào)壓縮機(jī)相似，PTC加熱器低壓控制部分由空調(diào)控制器經(jīng)總線控制，其1號(hào)線為加熱器控制單元的電源，2號(hào)線為搭鐵，而PTC水加熱采用的是高壓系統(tǒng)如圖7所示。

圖7 PTC水加熱系統(tǒng)電路圖

2.空調(diào)制冷系統(tǒng)原理

比亞迪e5空調(diào)系統(tǒng)為BC14電動(dòng)壓縮機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)式空調(diào)，該系統(tǒng)利用蒸汽壓縮式制冷循環(huán)制冷，制冷劑為R410a，冷凍油型號(hào)為POE，控制方式為按鍵操縱式，自動(dòng)空調(diào)箱體的模式風(fēng)門(mén)、冷暖混合風(fēng)門(mén)和內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門(mén)都由電機(jī)控制。

通過(guò)空調(diào)面板打開(kāi)空調(diào)后，空調(diào)控制器會(huì)通過(guò)高壓側(cè)的壓力傳感器、低壓側(cè)的壓力溫度傳感器和蒸發(fā)器溫度傳感器信號(hào)控制電動(dòng)壓縮機(jī)工作。電動(dòng)壓縮機(jī)的電源通過(guò)高壓電控總成中的空調(diào)接觸器進(jìn)行控制。由電子膨脹閥精確控制流量的功能整體提升空調(diào)系統(tǒng)工作效率。

由空調(diào)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)壓縮機(jī)將氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器中抽出，并將其壓入冷凝器。高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)冷凝器時(shí)會(huì)通過(guò)液化進(jìn)行熱交換(釋放熱量)，熱量被車外的空氣帶走。高壓液態(tài)的制冷劑經(jīng)膨脹閥的節(jié)流作用而降壓，低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中氣化而進(jìn)行熱交換(吸收熱量)，蒸發(fā)器附近被冷卻了的空氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吹入車廂。氣態(tài)的制冷劑又被壓縮機(jī)抽走，泵入冷凝器，如此使制冷劑進(jìn)行封閉的循環(huán)流動(dòng)，不斷地將車廂內(nèi)的熱量排到車外，使車廂內(nèi)的氣溫降至適宜的溫度。

空調(diào)控制器檢測(cè)到中壓開(kāi)關(guān)低電平信號(hào)后，控制風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)。風(fēng)扇高速工作之前，低速風(fēng)扇必須先運(yùn)行2s，然后風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

電子風(fēng)扇的運(yùn)行，是通過(guò)主控制器對(duì)三個(gè)繼電器的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。開(kāi)啟壓縮機(jī)的同時(shí)，空調(diào)控制器會(huì)檢測(cè)系統(tǒng)壓力值，當(dāng)打空調(diào)系統(tǒng)壓力小于2.7MPa 時(shí)，發(fā)送低速檔位；當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)壓力不低于2.7MPa 時(shí)，發(fā)送高速檔位。

散熱器風(fēng)扇有B14(A)和B14(B)兩個(gè)電機(jī)組成，可形成高速和低速兩種模式，其基本工作原理是高速時(shí)兩個(gè)風(fēng)扇單獨(dú)供電模式，低速時(shí)兩個(gè)風(fēng)扇為串聯(lián)供電模式，如圖8所示。

3.風(fēng)扇高速電路

風(fēng)扇高速電路模式為高速風(fēng)扇繼電器KB-3開(kāi)關(guān)吸合，其線圈由保險(xiǎn)絲F4/1來(lái)電，經(jīng)主控K49(B)-5控制搭鐵，其開(kāi)關(guān)由保險(xiǎn)絲F1/16來(lái)電，為風(fēng)扇電機(jī)B14(A)供電，風(fēng)扇電機(jī)B14(A)工作；低速風(fēng)扇繼電器KB-1開(kāi)關(guān)吸合，其線圈由保險(xiǎn)絲F4/1來(lái)電，經(jīng)主控K49(B)-4控制搭鐵，其開(kāi)關(guān)由保險(xiǎn)絲F1/5來(lái)電，為風(fēng)扇電機(jī)B14(B)供電，風(fēng)扇電機(jī)B14(B)負(fù)極1號(hào)線連接到K49(B)-2風(fēng)扇模式繼電器88號(hào)端子(此時(shí)主控K49(B)-5控制風(fēng)扇模式繼電器工作)經(jīng)88a端子搭鐵，風(fēng)扇電機(jī)B14(B)工作。由此可見(jiàn)，風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)風(fēng)扇為單獨(dú)供電模式。

圖8 散熱器風(fēng)扇電路圖

4.風(fēng)扇低速電路

風(fēng)扇低速電路為常電經(jīng)F1/5到低速繼電器KB-1開(kāi)關(guān)到風(fēng)扇電機(jī)B14(B)，然后到風(fēng)扇模式繼電器KB-2開(kāi)關(guān)，經(jīng)風(fēng)扇模式繼電器88號(hào)端子到風(fēng)扇電機(jī)B14(A)后搭鐵。由此可見(jiàn)，風(fēng)扇低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩個(gè)風(fēng)扇為串聯(lián)模式。

電動(dòng)壓縮機(jī)是否允許開(kāi)啟由BMS根據(jù)整車動(dòng)力電池電量情況及空調(diào)控制器來(lái)判斷，當(dāng)整車動(dòng)力電池電量足夠時(shí)，開(kāi)啟空調(diào)制冷，電動(dòng)壓縮機(jī)即可工作。空調(diào)控制器通過(guò)空調(diào)子網(wǎng)總線控制電動(dòng)壓縮機(jī)，如圖9所示。

圖9 電動(dòng)壓縮機(jī)電路圖

四、新能源汽車暖風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)故障案例

一輛比亞迪e5車輛，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中鼓風(fēng)機(jī)及風(fēng)速均正常，但無(wú)制冷和暖風(fēng)出現(xiàn)。

1.故障分析

車輛可以上OK電(能正常上高壓電，系統(tǒng)無(wú)故障)行駛，說(shuō)明動(dòng)力電池允許對(duì)外放電，且高壓預(yù)充完成后主接觸器吸合也是正常的。那么暖風(fēng)和空調(diào)制冷不工作的原因可能是空調(diào)管路壓力故障、空調(diào)CAN子網(wǎng)故障、空調(diào)高壓供電故障、PTC水加熱器或電動(dòng)壓縮機(jī)自身故障。

2.故障診斷與排除

整車上OK電后，開(kāi)啟空調(diào)并將溫度調(diào)到最高，5min后風(fēng)口依然沒(méi)有暖風(fēng)輸出，可以確定制熱有故障，空調(diào)管路如果有問(wèn)題不會(huì)影響到制熱，因此，初步排除空調(diào)管路問(wèn)題；連接VDS1000對(duì)整車進(jìn)行掃描，電動(dòng)壓縮機(jī)模塊顯示不存在，并讀取到PTC模塊故障碼：與電動(dòng)壓縮機(jī)失去通訊、負(fù)載電源欠壓，如圖10所示。進(jìn)一步進(jìn)入“空調(diào)加熱器”模塊讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)負(fù)載高壓電源電壓只有1V(即沒(méi)有高壓電輸入)。

打開(kāi)高壓電控總成側(cè)面防護(hù)蓋，測(cè)量32A高壓空調(diào)保險(xiǎn)，不導(dǎo)通，如圖11所示。懷疑空調(diào)高壓線路或負(fù)載(電動(dòng)壓縮機(jī)或PTC)短路引起保險(xiǎn)燒損，進(jìn)一步測(cè)量電動(dòng)壓縮機(jī)高壓正負(fù)極之間為導(dǎo)通，確認(rèn)為壓縮機(jī)內(nèi)部短路引起。

圖11 測(cè)量保險(xiǎn)絲

更換電動(dòng)壓縮機(jī)及32A保險(xiǎn)，抽真空并加注制冷劑(R410a，430g)后，試車故障排除。

3.故障小結(jié)

本案例維修中，巧用了PTC的數(shù)據(jù)流，確定無(wú)高壓輸入；且根據(jù)整車高壓結(jié)構(gòu)，車輛能夠正常行駛，說(shuō)明主接觸器及電池包內(nèi)部接觸器都是正常吸合的，此時(shí)電動(dòng)壓縮機(jī)及PTC也應(yīng)該有高壓輸入，結(jié)果卻無(wú)高壓輸入，進(jìn)而想到了32A空調(diào)保險(xiǎn)是否完好；然后根據(jù)保險(xiǎn)燒損再確定相關(guān)用電設(shè)備是否短路。

(全文完)