新能源汽车自动空调故障诊断排除思路

秦 航

（江西制造职业技术学院，江西 南昌 330095）

与传统汽车相比，新能源汽车自动空调电动化、智能化、网联化的特点突出，制冷和制热功能的工作原理都有了很大不同，维修和故障排除更是一道难题，采用传统的维修方法和思路很难快速排除和解决故障，更新新能源汽车自动空调故障诊断排除思路和方法是当前的重要任务[1-4]。

1 新能源汽车自动空调组成及工作原理

1.1 自动空调组成

自动空调系统的设计，应做到不论车辆外部天气状况如何都可以给乘客提供舒适的乘坐环境。系统主要由以下几部分组成。

1）制冷系统：电动压缩机、冷凝器、储液干燥器、蒸发器、膨胀阀、空调高压管、空调低压管、空调压力开关、制冷剂R134a与润滑油。

2）制热系统：加热器芯由电阻膜和散热元件组成，在一定电压范围内，加热的功率随电流变化而变化，温度变化对电阻膜的电阻影响较小，因此电加热器可输出稳定的功率，从而为制热系统提供稳定的热源。

3）空气分配系统：鼓风电机、鼓风机调速模块、空调滤清器、冷暖温度风向控制电机以及各种空气偏转风门、通风风道。

4）模式/温度控制系统：室外温度传感器、环境光及阳光传感器、室内空调主机、模式控制电机。

1.2 自动空调工作原理

自动空调的控制为控制面板+热管理控制器（黑盒子）方案，空调面板为按键信息采集部件，主要负责按键信息采集，然后将信息通过LIN线发给热管理控制器（黑盒子），同时控制器也收集各个传感器送来的信号[5]。由热管理控制器负责处理数据信息并发出控制指令控制各执行元件工作，从而实现空调的通风、调节温湿度、净化空气等功能。需要显示的信息由热管理控制器将信号通过LIN发给空调面板，在空调面板上显示。自动空调电气原理框图如图1所示。

图1 自动空调电气原理框图

2 故障排除思路

2.1 确认故障现象

顾客只是车辆的使用者，对故障现象的描述和说明并不准确，需要专业的维修人员自己再次确认。因此，维修人员需要尽可能多地向客户了解情况，弄清车辆空调发生故障时的外部环境条件和车辆的使用条件，如外部环境温度、车辆行驶里程、使用年限、保养时间、使用环境路况、车辆所处工况等。通过模拟故障发生时的情景，确认故障现象[6]。

2.2 维修前检查

对新能源汽车进行断电，确保安全后，开始目视检查。1）检查可能影响空调系统性能的售后加装装置；2）检查易于接触或能够看到的空调系统部件、线路，以查明其是否有明显损坏或存在可能导致故障的情况；3）检查易于看到或能够看到的空调系统管路，以查明是否有空调系统泄漏现象。通过直观检查后，如果没有发现故障点，即进入下一步，使用故障诊断仪读取故障码。

2.3 读取故障码

自动空调采用ECU控制，因此不同于手动空调，当空调发生故障时，ECU会存储故障代码同时在仪表或者空调控制面板上反映出来。通过诊断接口，空调控制模块可以发送相应的诊断信息给专用诊断仪，专用诊断仪可以从空调控制模块中读取空调控制模块厂家编号和软件版本号等信息，连接诊断仪，读取故障代码，依据故障代码操作排除故障。

2.4 读取数据流

利用故障诊断仪读取数据流的功能，读取空调ECU数据，此时需要车辆上电，开启空调。查看诊断仪读取的实测数据是否在标准值之间，2018款吉利EV450自动空调数据流标准值如表1所示。

表1 吉利EV450自动空调数据流标准值

通过读取数据流，可以判断传感器、按键等功能是否正常，也可判断执行器如鼓风机、风门电机、内外循环控制电机等能否正常工作。

2.5 依据故障类型分析排除故障

2.5.1 电源故障

首先测量蓄电池电压。电压标准值：11 V~14 V。

1）低压电路电源故障，主要为连接低压蓄电池的常电和经过点火开关控制的IG电。检查A/C空调控制器保险丝和供电线束，检测时应操作启动开关使电源模式至ON状态，确认功能是否正常，电压标准值：11 V~14 V。依据故障诊断先易后难、先简后繁的原则，在排除低压线路故障后再考虑高压电源故障，主要是电动压缩机、PTC加热器[7]。

2）高压电路电源故障排除。高压操作前，维修人员必须穿戴好劳保用品，戴好绝缘手套，穿好高压绝缘鞋。在戴绝缘手套前，必须检查绝缘手套是否有破损的地方，确保手套无绝缘失效[8]。检查压缩机高压电源电压的步骤如下。

①检查压缩机高压线束连接端子。

A.操作启动开关使电源模式至OFF状态。

B.断开车载充电器直流母线。

C.断开压缩机高压线束连接器。

D.连接车载充电器直流母线。

E.操作启动开关使电源模式至ON状态。

F.打开空调，同时用万用表测量压缩机高压线束连接器端子之间的电压值。电压标准值：274.4 V~411.6 V。

G.确认测量值是否符合标准。若符合，说明电源电压正常，若不符合，则说明供电异常，检查分线盒保险丝是否熔断。

②检查分线盒保险丝。

A.操作启动开关使电源模式至OFF状态。

B.断开车载充电器直流母线。

C.拆卸分线盒上盖。

D.用万用表测量线盒保险丝两端的电阻。标准电阻：小于1 Ω。

E.确认测量值是否符合标准。若不符合，检修保险丝线路，更换额定容量保险丝。若分线盒保险丝没有熔断，则需要检修线束。

③检修高压线束。

A.操作启动开关使电源模式至OFF状态。B.断开车载充电器直流母线。

C.断开压缩机高压线束连接器。

D.拆卸分线盒上盖。

E.用万用表测量分线盒与压缩机高压线束连接器的1号端子之间的电阻。标准电阻：小于1 Ω。

F.用万用表测量分线盒与压缩机高压线束连接器的2号端子之间的电阻。标准电阻：小于1 Ω。

G.确认测量值是否符合标准。若不符合，则更换电分线盒。

2.5.2 通信故障

主要是各个模块之间的通信，控制CAN总线出现故障，导致EMS、IPU、ESC、VCU、TCU等控制单元之间通信丢失。利用示波器检测CAN总线信号，依据波形图确定故障原因。具体故障对应波形图如图2至图6所示。

图2 CAN-L线对地短路时的信号波形

图3 CAN-L线对正极短路时的信号波形

图4 CAN-L线断路时的信号波形

图5 CAN-H线断路时的信号波形

图6 CAN-H线与CAN-L线短路时的信号波形

2.5.3 部件故障

在排除电源故障、通信故障后，基本可以推断故障大概率是由空调组成部件导致的，主要包含信号处理部件（控制器）、信号输入采集部件（按键、传感器）、信号输出执行部件（压缩机、鼓风机）。利用万用表，检测各部件的电阻值，对比标准电阻值，确认部件是否损坏。通过诊断仪读取数据流的步骤也可以辅助人们判断具体的故障部件。在确定故障部件后，拆装与更换新部件，试车确认功能恢复正常[9-10]。

2.6 故障排除思路流程图

通过以上故障排除思路和步骤，构建新能源汽车自动空调故障诊断与排除思路，如图7所示。

图7 新能源汽车自动空调故障排除思路流程图

3 结语

新能源汽车自动空调故障检修，需要加强诊断仪、示波器等专业仪器设备的使用，通过对故障码读取、数据流分析，有助于快速定位故障点并分析故障原因，排除故障。同时，因为纯电动汽车的空调压缩机、加热器都是高压电，维修时要特别注意安全防护，保证生产安全。本文构建的新能源汽车自动空调维修思路，为大多数纯电动汽车自动空调维修提供参考，但不同品牌车型之间的数据流和维修参数有所不同，具体还需要查看车型维修手册。