秦 航

（江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330095）

與傳統(tǒng)汽車(chē)相比，新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的特點(diǎn)突出，制冷和制熱功能的工作原理都有了很大不同，維修和故障排除更是一道難題，采用傳統(tǒng)的維修方法和思路很難快速排除和解決故障，更新新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)故障診斷排除思路和方法是當(dāng)前的重要任務(wù)[1-4]。

1 新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)組成及工作原理

1.1 自動(dòng)空調(diào)組成

自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)做到不論車(chē)輛外部天氣狀況如何都可以給乘客提供舒適的乘坐環(huán)境。系統(tǒng)主要由以下幾部分組成。

1）制冷系統(tǒng)：電動(dòng)壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液干燥器、蒸發(fā)器、膨脹閥、空調(diào)高壓管、空調(diào)低壓管、空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)、制冷劑R134a與潤(rùn)滑油。

2）制熱系統(tǒng)：加熱器芯由電阻膜和散熱元件組成，在一定電壓范圍內(nèi)，加熱的功率隨電流變化而變化，溫度變化對(duì)電阻膜的電阻影響較小，因此電加熱器可輸出穩(wěn)定的功率，從而為制熱系統(tǒng)提供穩(wěn)定的熱源。

3）空氣分配系統(tǒng)：鼓風(fēng)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊、空調(diào)濾清器、冷暖溫度風(fēng)向控制電機(jī)以及各種空氣偏轉(zhuǎn)風(fēng)門(mén)、通風(fēng)風(fēng)道。

4）模式/溫度控制系統(tǒng)：室外溫度傳感器、環(huán)境光及陽(yáng)光傳感器、室內(nèi)空調(diào)主機(jī)、模式控制電機(jī)。

1.2 自動(dòng)空調(diào)工作原理

自動(dòng)空調(diào)的控制為控制面板+熱管理控制器（黑盒子）方案，空調(diào)面板為按鍵信息采集部件，主要負(fù)責(zé)按鍵信息采集，然后將信息通過(guò)LIN線發(fā)給熱管理控制器（黑盒子），同時(shí)控制器也收集各個(gè)傳感器送來(lái)的信號(hào)[5]。由熱管理控制器負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)信息并發(fā)出控制指令控制各執(zhí)行元件工作，從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)的通風(fēng)、調(diào)節(jié)溫濕度、凈化空氣等功能。需要顯示的信息由熱管理控制器將信號(hào)通過(guò)LIN發(fā)給空調(diào)面板，在空調(diào)面板上顯示。自動(dòng)空調(diào)電氣原理框圖如圖1所示。

圖1 自動(dòng)空調(diào)電氣原理框圖

2 故障排除思路

2.1 確認(rèn)故障現(xiàn)象

顧客只是車(chē)輛的使用者，對(duì)故障現(xiàn)象的描述和說(shuō)明并不準(zhǔn)確，需要專(zhuān)業(yè)的維修人員自己再次確認(rèn)。因此，維修人員需要盡可能多地向客戶了解情況，弄清車(chē)輛空調(diào)發(fā)生故障時(shí)的外部環(huán)境條件和車(chē)輛的使用條件，如外部環(huán)境溫度、車(chē)輛行駛里程、使用年限、保養(yǎng)時(shí)間、使用環(huán)境路況、車(chē)輛所處工況等。通過(guò)模擬故障發(fā)生時(shí)的情景，確認(rèn)故障現(xiàn)象[6]。

2.2 維修前檢查

對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行斷電，確保安全后，開(kāi)始目視檢查。1）檢查可能影響空調(diào)系統(tǒng)性能的售后加裝裝置；2）檢查易于接觸或能夠看到的空調(diào)系統(tǒng)部件、線路，以查明其是否有明顯損壞或存在可能導(dǎo)致故障的情況；3）檢查易于看到或能夠看到的空調(diào)系統(tǒng)管路，以查明是否有空調(diào)系統(tǒng)泄漏現(xiàn)象。通過(guò)直觀檢查后，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，即進(jìn)入下一步，使用故障診斷儀讀取故障碼。

2.3 讀取故障碼

自動(dòng)空調(diào)采用ECU控制，因此不同于手動(dòng)空調(diào)，當(dāng)空調(diào)發(fā)生故障時(shí)，ECU會(huì)存儲(chǔ)故障代碼同時(shí)在儀表或者空調(diào)控制面板上反映出來(lái)。通過(guò)診斷接口，空調(diào)控制模塊可以發(fā)送相應(yīng)的診斷信息給專(zhuān)用診斷儀，專(zhuān)用診斷儀可以從空調(diào)控制模塊中讀取空調(diào)控制模塊廠家編號(hào)和軟件版本號(hào)等信息，連接診斷儀，讀取故障代碼，依據(jù)故障代碼操作排除故障。

2.4 讀取數(shù)據(jù)流

利用故障診斷儀讀取數(shù)據(jù)流的功能，讀取空調(diào)ECU數(shù)據(jù)，此時(shí)需要車(chē)輛上電，開(kāi)啟空調(diào)。查看診斷儀讀取的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是否在標(biāo)準(zhǔn)值之間，2018款吉利EV450自動(dòng)空調(diào)數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)值如表1所示。

表1 吉利EV450自動(dòng)空調(diào)數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)值

通過(guò)讀取數(shù)據(jù)流，可以判斷傳感器、按鍵等功能是否正常，也可判斷執(zhí)行器如鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)門(mén)電機(jī)、內(nèi)外循環(huán)控制電機(jī)等能否正常工作。

2.5 依據(jù)故障類(lèi)型分析排除故障

2.5.1 電源故障

首先測(cè)量蓄電池電壓。電壓標(biāo)準(zhǔn)值：11 V~14 V。

1）低壓電路電源故障，主要為連接低壓蓄電池的常電和經(jīng)過(guò)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制的IG電。檢查A/C空調(diào)控制器保險(xiǎn)絲和供電線束，檢測(cè)時(shí)應(yīng)操作啟動(dòng)開(kāi)關(guān)使電源模式至ON狀態(tài)，確認(rèn)功能是否正常，電壓標(biāo)準(zhǔn)值：11 V~14 V。依據(jù)故障診斷先易后難、先簡(jiǎn)后繁的原則，在排除低壓線路故障后再考慮高壓電源故障，主要是電動(dòng)壓縮機(jī)、PTC加熱器[7]。

2）高壓電路電源故障排除。高壓操作前，維修人員必須穿戴好勞保用品，戴好絕緣手套，穿好高壓絕緣鞋。在戴絕緣手套前，必須檢查絕緣手套是否有破損的地方，確保手套無(wú)絕緣失效[8]。檢查壓縮機(jī)高壓電源電壓的步驟如下。

①檢查壓縮機(jī)高壓線束連接端子。

A.操作啟動(dòng)開(kāi)關(guān)使電源模式至OFF狀態(tài)。

B.斷開(kāi)車(chē)載充電器直流母線。

C.斷開(kāi)壓縮機(jī)高壓線束連接器。

D.連接車(chē)載充電器直流母線。

E.操作啟動(dòng)開(kāi)關(guān)使電源模式至ON狀態(tài)。

F.打開(kāi)空調(diào)，同時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量壓縮機(jī)高壓線束連接器端子之間的電壓值。電壓標(biāo)準(zhǔn)值：274.4 V~411.6 V。

G.確認(rèn)測(cè)量值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若符合，說(shuō)明電源電壓正常，若不符合，則說(shuō)明供電異常，檢查分線盒保險(xiǎn)絲是否熔斷。

②檢查分線盒保險(xiǎn)絲。

A.操作啟動(dòng)開(kāi)關(guān)使電源模式至OFF狀態(tài)。

B.斷開(kāi)車(chē)載充電器直流母線。

C.拆卸分線盒上蓋。

D.用萬(wàn)用表測(cè)量線盒保險(xiǎn)絲兩端的電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻：小于1 Ω。

E.確認(rèn)測(cè)量值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若不符合，檢修保險(xiǎn)絲線路，更換額定容量保險(xiǎn)絲。若分線盒保險(xiǎn)絲沒(méi)有熔斷，則需要檢修線束。

③檢修高壓線束。

A.操作啟動(dòng)開(kāi)關(guān)使電源模式至OFF狀態(tài)。B.斷開(kāi)車(chē)載充電器直流母線。

C.斷開(kāi)壓縮機(jī)高壓線束連接器。

D.拆卸分線盒上蓋。

E.用萬(wàn)用表測(cè)量分線盒與壓縮機(jī)高壓線束連接器的1號(hào)端子之間的電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻：小于1 Ω。

F.用萬(wàn)用表測(cè)量分線盒與壓縮機(jī)高壓線束連接器的2號(hào)端子之間的電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻：小于1 Ω。

G.確認(rèn)測(cè)量值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若不符合，則更換電分線盒。

2.5.2 通信故障

主要是各個(gè)模塊之間的通信，控制CAN總線出現(xiàn)故障，導(dǎo)致EMS、IPU、ESC、VCU、TCU等控制單元之間通信丟失。利用示波器檢測(cè)CAN總線信號(hào)，依據(jù)波形圖確定故障原因。具體故障對(duì)應(yīng)波形圖如圖2至圖6所示。

圖2 CAN-L線對(duì)地短路時(shí)的信號(hào)波形

圖3 CAN-L線對(duì)正極短路時(shí)的信號(hào)波形

圖4 CAN-L線斷路時(shí)的信號(hào)波形

圖5 CAN-H線斷路時(shí)的信號(hào)波形

圖6 CAN-H線與CAN-L線短路時(shí)的信號(hào)波形

2.5.3 部件故障

在排除電源故障、通信故障后，基本可以推斷故障大概率是由空調(diào)組成部件導(dǎo)致的，主要包含信號(hào)處理部件（控制器）、信號(hào)輸入采集部件（按鍵、傳感器）、信號(hào)輸出執(zhí)行部件（壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)）。利用萬(wàn)用表，檢測(cè)各部件的電阻值，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)電阻值，確認(rèn)部件是否損壞。通過(guò)診斷儀讀取數(shù)據(jù)流的步驟也可以輔助人們判斷具體的故障部件。在確定故障部件后，拆裝與更換新部件，試車(chē)確認(rèn)功能恢復(fù)正常[9-10]。

2.6 故障排除思路流程圖

通過(guò)以上故障排除思路和步驟，構(gòu)建新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)故障診斷與排除思路，如圖7所示。

圖7 新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)故障排除思路流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)故障檢修，需要加強(qiáng)診斷儀、示波器等專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備的使用，通過(guò)對(duì)故障碼讀取、數(shù)據(jù)流分析，有助于快速定位故障點(diǎn)并分析故障原因，排除故障。同時(shí)，因?yàn)榧冸妱?dòng)汽車(chē)的空調(diào)壓縮機(jī)、加熱器都是高壓電，維修時(shí)要特別注意安全防護(hù)，保證生產(chǎn)安全。本文構(gòu)建的新能源汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)維修思路，為大多數(shù)純電動(dòng)汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)維修提供參考，但不同品牌車(chē)型之間的數(shù)據(jù)流和維修參數(shù)有所不同，具體還需要查看車(chē)型維修手冊(cè)。