纯电动汽车空调压缩机不运行故障诊断浅析

朱丙春

【摘  要】科技的快速发展带动我国运输行业发展迅速。面对日益严重的能源危机，近年来，国家及地方政府出台了大量政策以及国内外主要汽车厂家及零部件厂家的大力投入，纯电动汽车产业得到了快速发展，展现出了一片广阔的前景。

【关键词】纯电动汽车;空调压缩机;不运行故障诊断

引言

随着我国整体经济的快速发展，我国快速进入现代化发展阶段。近年，在国家政策和市场刺激的双重影响下，国内新能源汽车市场销量呈现快速增长的态势，中国也成为全球新能源汽车的消费大国。其中纯电动汽车（EV）技术是新能源汽车发展的一个重要方向。

1空调压缩机的概述及作用

空调压缩机是汽车制冷系统的心脏。在汽车空调制冷系统中，压缩机将蒸发器内的低温低压的制冷剂蒸汽吸出（此时，低压管路中压力约为0.15MPa-0.25MPa，温度为0℃-50℃），并加压送入冷凝器内（压缩机的压与膨胀阀的堵，使得高压管路中气态制冷剂的压力约为1.5MPa-1.7MPa，温度约为70℃），高温高压气态制冷剂在冷凝器中迅速放热液化（高的温差促使其放热液化），变为中温中压的液体制冷剂（压力约为1.5MPa，温度约为50℃）。从冷凝器出来的液态制冷剂呈低压雾状进入蒸发器。由于在蒸发器内容积突然变大、压力变低及蒸发器外部热空气的加热，使得制冷剂迅速吸热汽化，接着又被压缩机吸出进行新一轮的制冷循环。压缩机作为纯电动汽车上耗能较大的零部件，其性能的好坏直接影响纯电动汽车的续驶里程，故压缩机必须做到效率高、结构紧凑、质量轻、噪声低及成本适中，由于是用于纯电动汽车的压缩机，所以对压缩机的高转速性要求也高。

2纯电动汽车空调控制系统工作原理

空调控制器接收空调A/C开关信号以及空调压力传感器、环境温度传感器及各空调温度传感器等信号来判断空调系统是否满足运行条件。如果运行条件满足，则空调控制器通过CAN总线信号向空调压缩机控制器发出运转指令。空调压缩机控制器接收到运转指令，将以高压动力电池驱动空调压缩机。空调压缩机运行后，空调控制器根据驾驶员所设定的温度及模式，并结合各传感器的反馈信号以确定满载、中等载荷、低载荷的运行方式，并对整个空调系统的运行进行综合控制。

3空调压缩机不运行故障诊断思路浅析

3.1减速工况下压缩机噪声大真因分析

车辆加速时，压缩机功率上升的曲线斜率，基本同步于车速变快的斜率。同时，驱动电机加速发出电流工作的声音和车辆行驶中产生的风噪、轮胎与路面摩擦产生的路噪，呈上升趋势，基本掩盖了空调压縮机振动噪声，故主观评价噪声合格。车辆减速时，压缩机功率下降的曲线斜率，要小于车速变慢的斜率。驱动电机工作发出电流的声音和车辆行驶中风噪、轮胎与路面摩擦产生的路噪呈下降趋势，但明显快于压缩机转速下降的速度，所以压缩机工作噪声又会凸显出来，故主观评价不合格。对压缩机转速上升和下降作了测试，转速上升速度每秒提升180r/min，下降速度每秒减少60r/min，所以减速工况下，压缩机噪声大的真因是压缩机转速下降速度慢造成。

3.2确认空调压缩机是否运行

对于纯电动汽车来说，空调压缩机运转条件如系统制冷剂压力正常、车内温度、环境温度满足运行条件等与传统燃油汽车空调系统相同。此外，还需满足高压动力电池电量充足、全车能够正常上高压电等条件，因此需要先行对这些与传统燃油汽车空调系统不相同的条件确认无误之后，再接通空调A/C开关，以确认空调压缩机是否运行。将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量，将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量额定空调工况下制冷系统所需制冷剂的单位质量流量qm.s为制冷系统所需制冷量Qe.s与蒸发器的单位制冷量qe.s的比值，即qm.s=Qe.s/qe.s;压缩机的单位质量制冷量qe.c=h1//—h5/;压缩机的单位体积制冷量qv.c=qe.c/υs;对于稳态过程，制冷系统中各组成部件的制冷剂质量流量应当一致，因而额定空调工况压缩机的制冷剂质量流量应为：qm.c=qm.s。额定工况下压缩机所需制冷量Qe.c为压缩机的单位质量制冷量qe.c与压缩机的制冷剂质量流量qm.c的积，即Qe.c=qe.c×qm.c。

3.3检查空调系统制冷剂压力

在确认空调压缩机不运行后，首先使用空调压力表组测量系统的平衡压力。在测量平衡压力之前需要关闭空调并静置数分钟，待空调系统高、低压两侧的压力逐步趋于一致后进行测量，此时测量到的高、低压两侧系统的压力称为空调系统制冷剂平衡压力。若测得的平衡压力在0.50～0.75MPa，则空调系统内制冷剂加注量基本正常;若测得的平衡压力大于0.75MPa，则判定系统内制冷剂加注量高于正常值;若测得的平衡压力小于0.50MPa，则判定系统内制冷剂加注量少于正常值。如测得的空调系统制冷剂平衡压力过低，应检查是否存在制冷剂泄漏点。除了通过目视检查相关元器件外观无因机械损伤所引起的泄漏点外，还可以使用空调系统专用检漏仪对常见的故障泄漏点如管路各处接头、管路与蒸发器、冷凝器、膨胀阀、储液干燥罐的接头及维修检查充注阀口等部位进行检查。

3.4结构改进后的试车振动噪声特性试验验证

将改进过后的压缩机支架进行装车测试，测试新旧状态下电动空调压缩机的加速度及噪声，压缩机转速在1500rpm-3000rpm，驾驶室内噪声基本维持不变，支架改进后，压缩机转速在4000rpm时噪声下降了2.88dB;压缩机工作过程中基本没有明显的噪声峰值，4000rpm在63Hz出现的峰值小于40dB，满足设定目标要求。

3.5检查高压系统熔丝

通过检查之后空调压缩机仍无法运转的，须进一步检查空调压缩机高压供电是否正常。高压系统熔丝的导通性不可在空调压缩机与高压线束连接状态下直接测量。在检查空调压缩机高压供电熔丝时，必需严格按照安全规程进行。全车下电后，断开空调压缩机高压连接器，打开高压控制盒（PDU），检查空调压缩机高压系统熔丝是否熔断。如未熔断则有可能是压缩机本身故障;如熔断需检查原因，在确认无短路风险后更换熔丝，再重新连接相关线束，之后严格按照维修手册上电的操作步骤进行上电，最后重新进行空调系统运行检查。

3.6检查低压系统熔丝

检查向空调控制器、空调压缩机控制器提供低压供电的熔丝是否存在脱落、变形、熔断、退针或其他接触不良的现象。若发现有熔丝熔断情况，则需查明熔断原因，在确认无短路风险后更换相同电流数的熔丝，再严格按车辆维修手册中高压系统上电的操作步骤使高压上电后重新进行检查。

结语

针对纯电动汽车空调压缩机不运行故障的诊断有多种不同的流程，但无论何种诊断流程都应当遵循由简至繁、由表及里、由机械至电控系统的原则。压缩机工作过程中产生的振动与噪声会极大影响纯电动汽车的乘坐舒适性，通过对压缩机支架结构调整改变其固有频率，避免与压缩机工作频率产生共振，极大提高其舒适性，满足设定目标要求。

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（作者单位：南京奥特佳祥云冷机有效公司）