新能源电动汽车空调系统故障分析

闫云敬

（柳州城市职业学院，广西 柳州545036）

1 新能源电动汽车空调系统构成及工作原理阐述

新能源电动汽车空调系统构成与传统汽车空调构成并无显著的区别，空调压缩机、驱动电机、空调风管总成、管路总成及冷凝器和控制面板、传感器等都是组装新能源汽车的关键。

新能源电动车的所具备的空调系统，主要运转依赖于电力驱动空调压缩机，高压电动机主要是由高压电动机带动的，与以往依托发动机皮带驱动压缩机工作有着显著不同[1]。通常而言，电加热方式主要可以细分为以下两种：第一，以高压方式对类似传统空调与暖风系统中的冷却液进行加热，之后，借助循环的方式从而使暖风水箱获得热量。第二，以高压电驱动PTC加热器为载体，对经过蒸发箱的空气进行加热，以此实现暖风。对PTC加热器深入了解可知，其属于正温度系数热敏电阻范畴，在制造热源上具有突出作用。

新能源电动汽车空调压缩机是三相永磁同步直流电动机，依托变频器装置将电池直流电向交流电所转变，从而实现向三相永磁同步直流电动机的供电，确保空调系统发挥较大功效，为汽车服务空调服务提供坚实保障。

新能源电动汽车空调控制器是一个获取信号信息的关键所在，例如温度传感器、面板控制开关信号等都是借助空调控制器来接收的。之后，会在主控ECU 计算下实现对空调驱动电机的有效控制，并在保证空调压缩机和PTC加热的基础上控制出风模式。其空调控制原理如图1 所示。

图1 新能源电动汽车空调控制原理

新能源电动汽车空调制热系统和传统汽车制热方式也存在较为显著的差异。剖析新能源电动汽车空调制热系统可知，空调ECU、阳光传感器、车内外温度传感器等都是构成电动汽车制热系统的不可或缺的部分，其结构如图2 所示。

通过图2 可知，PTC 加热器通常是由空调ECU 来控制的，其电力来源主要由高压电源来提供。ECU会以阳光传感器、车内外温度传感器等多个计算为依据，立足差异化要求，以此对PTC加热器进行控制，进而达到控制空调暖风系统的目的。

图2 空调控制系统结构图

2 纯电动汽车空调系统的常见故障

空调采暖系统是一个重要组成部分，主要对汽车续航距离产生影响。通过调查我们不难发现，低温续航里程是缩短电动汽车里程的重要阻碍因素，这类问题目前还没有较好的应对措施，而空调系统常见故障与传统汽车空调故障并无太大差异，都是源于制冷不充足。然而，由于电动汽车和传统汽车动力原理及来源的差异，不需要以皮带轮为其提供动力，因此，其稳定性更强，所以不用考虑是由于皮带轮过松导致的制冷不足情况，其原因主要集中在介质、制冷系统和电气控制系统等方面。

2.1 制冷剂、冷冻油问题

（1）制冷剂量不足。通常，多数汽车其制冷效果欠佳的根本原因都在于其制冷剂量不足导致的，而系统泄漏又是引发制冷剂量不足的重要因素。因此，在对制冷剂量予以观察过程中最常采用且最简单的方式就是，以储液干燥器上方或高压管路中的视液镜为观察点，对处于运转状态下的空调中的制冷剂情况进行观察，有持续缓慢的气泡产生则是制冷剂不足的典型表现。（2）制冷剂过量。如果对于刚刚维修好的空调系统来讲依然出现制冷不足等情况，那么就要考虑是否因制冷剂添加过量导致的。基于汽车空调运转情况下，如果借助视液镜观察时发现并未有气泡的产生，且压缩机静止状态下气泡未产生情况依然存在，那么则证明制冷剂添加过量。（3）制冷系统中有空气。在针对空调系统实施维修时，如果真空抽取不彻底或空气进入到系统当中，那么也会导致制冷不足等情况。对于处于正常运转下的空调来讲，如果通过视液镜能够观察到有气泡流动，且速度快并呈连续性，那么则表明有空气进入。（4）空调制冷剂中存在水分。处于制冷系统中储液干燥里面的干燥剂来讲，如果其吸水后达到饱和状态，那么其吸水状态也会停止，而一些未被吸收的水分就会滞留在制冷剂当中。含有水分的制冷剂经过膨胀阀节流孔后会出现凝固、结冰现象，进而使得堵塞现象发生，不利于流通。如空调系统制冷差、效率低，停机后重新启动系统恢复正常，但是这种良好状态持续时间不长，制冷不足现象又出现，那么则要考虑是否因制冷剂中存在水分导致的。（5）制冷剂和冷冻机油中存在过多杂质。无论是制冷剂还是冷冻机油中，如果其杂质过多那么都会导致系统堵塞的情况，进而引发制冷量不足。针对此类情况检查时，可以观察其制冷管道和部件，如果连接处出现热冷突变等情况，则证明此处出现堵塞情况。（6）冷冻机油过多。如果置于制冷系统中的冷冻机油高于标准量时，那么借助视镜即可观察到浑浊条纹的出现[2]。冷冻机油过量也是造成制冷效果不佳的又一原因，可以借助放出冷冻油的措施使这一现象得到有效地解决。

2.2 压缩机问题

压缩机如果出现内部部件损坏，必然会出现内部泄露的情况，在此背景下，不仅低压侧压力过高，而且高压侧压力也会低于相关标准，进而引发空调制冷量不足。

2.3 冷凝器散热能力下降

（1）冷凝器外部脏堵。冷凝器位于电动汽车前方位置，由于受到恶劣环境的影响极易粘上污泥或杂物，在此背景下，无论是散热片还是散热管等都会受到影响而制约其向外散热效果，这便是导致散热效率下降、发挥作用不佳的主要原因。（2）冷凝风扇故障。冷凝风扇是系统中不可或缺的装置，对冷凝器向外散发热量具有辅助作用，如果冷凝风扇驱动带松动或风扇转速下降，那么冷凝器散热能力也会受到影响。

2.4 蒸发器工作不佳

（1）蒸发器鼓风机转速过少。蒸发器鼓风机的转速如果处于过少状态，很容易诱发结霜问题，在此情况下，不仅不制冷，供冷量也会受到较大影响而出现明显下降。（2）蒸发器片或空气过滤网出现堵塞。如果蒸发器翅片出现堵塞现象或其空气过滤网被堵塞等也都会使其送风量大大减少，会出现制冷量下降、制冷效果不佳等系列问题。

2.5 膨胀阀故障

（1）膨胀阀滤网堵塞。如果膨胀阀中滤网无法保持畅通，那么吸气压力也将会受到连带影响出现吸气压力过低和排气压力升高等现象，制冷效果也会因此受到影响。（2）膨胀阀开度不合理。膨胀阀开度如果控制不佳出现过大现象，那么无论是高压力还是低压力都会出现过高现象，这时过量的制冷剂经过蒸发器后会出现不完全蒸发的现象，制冷效果不升反降；反之，如果膨胀阀开度过小，那么进入到蒸发器中的制冷剂量也会降低，制冷效果也会受到负面影响而导致降低。

2.6 电气控制系统故障

（1）传感器、压力开关等故障。以传感器和压力开关为主的信号输入元器件故障的出现，会影响输入信号的正确性，制冷也会不正常。（2）空调控制器故障。此故障会制约分析处理信号的能力，同时，向压缩机等执行器下达指令时也会受到影响，其正确性无法得到保障，影响了空调系统的正常制冷。（3）压缩机、风门模式电机损坏。如果压缩机和风门模式电机出现损坏，那么空调系统也就无法正常运转，出风效果也因此受到影响。

图3 空调系统的电器原理

3 新能源电动汽车检修注意事项和操作规程

新能源电动汽车是依托电力来行驶的，因此这也决定了其多个部分都涉及到了高压，如动力电池包、高压配电箱等[3]。为了保证电动汽车检修过程中维修人员的安全性，要求在实施维修工作时要将安全保护措施作为重点完成的工作，之后在相关规范的引导下开展标准化操作。

3.1 检修注意事项

第一，维修人员要确保装备的完善性和安全性，例如佩戴绝缘手套、穿戴绝缘胶鞋等。第二，维修工作要基于借助警戒栏隔离情况下实施，并设置警示牌，以此防止安全事故的出现。第三，维修过程中还要配备专职的监护人员，以此实现对维修过程的监督。第四，确保紧急维修开关处于断开状态并持续十分钟后，要借助万用表实现对整车高压回路的准确测量，并基于无电情况下实现对系统高压部分的检修。第五，高压系统维修要以接地线连接车身和纯电动车专用维修工位接地线为基础。

3.2 电动汽车空调系统维修操作规程

在对电动汽车空调进行检修时还要严格依照以下规程来实施，这也是规避安全事故发生的有效措施。具体来讲，第一，使点火开关处于关闭状态，并保证钥匙未处于智能系统探测范围当中[4]。第二，使12V辅助电池负极端子断开。第三，除了要穿戴好安全防护用品外，还要按照规定设置警示牌等安全隔离措施。第四，将高压电池的橙红色手柄拔下并等待至少十分钟以上时间，以此保证变频器总成内高压电处于放完状态。第五，围绕变频器输出端子的电压进行严格检测，并在其电压为0V 的基础上，立足于实际故障情况开展相应的故障检修工作。如果在维修工作中需要将高压电路进行断开处理，那么则需要借助绝缘胶带将其包裹起来。

通过上述总结可以得知，新能源电动汽车空调系统故障主要分为制冷剂、冷冻油问题，压缩机问题，冷凝器散热能力下降，蒸发器工作不佳，膨胀阀故障，电气控制系统故障等多个故障类型，在检修过程中，不仅需要检修人员具备丰富的空调理论知识和经验，而且还要对检修过程中的安全问题给予高度重视。纯电动车依托电力驱动是其不同于传统汽车之处，基于此，无论是空调驱动器总成还是电动压缩机、电加热芯PTC 等都会涉及到高压，因此，维修人员在维修时要还需要严格参照相应规范和操作要求实施检修工作。