新能源汽车电气技术：3-2新能源汽车空调系统检修

PAGEPAGE7《新能源汽车电气技术》教案授课班级班级人数授课教师课题序号6授课课型授课课时课时授课章节名称任务一新能源汽车空调系统检修教学目标知识目标1.能描述空调系统组成；2.能描述空调制冷原理；3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理；4.空调系统维修注意事项。技能目标1.能正确对空调系统进行泄压；2.能正确对空调系统进行测试；情感目标1.培养勤于思考、举一反三的学习习惯；2.培养良好的团队合作精神。教学重点空调制冷原理教学难点新能源汽车空调制冷系统的控制原理教学方法讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法教学资源教材、网络资源、教学视频、相关PPT，多媒体教室板书设计任务一新能源汽车空调系统检修[知识学习]1.空调系统组成2.空调制冷原理3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理4.空调系统维修注意事项5.常见故障及排除方法[技能训练]1.空调空气滤清器拆装教学过程主要教学内容及步骤教师活动学生活动教学目标【一】导入新章节案例导入：有一辆比亚迪E5纯电动汽车，客户反应空调出风口温度偏高。你的主管把该车的诊断与检修的任务分配给你，你能完成这个任务吗？【二】新授任务一新能源汽车空调系统检修[学习目标]知识目标1.能描述空调系统组成；2.能描述空调制冷原理；3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理；4.空调系统维修注意事项。能力目标1.能正确对空调系统进行泄压；2.能正确对空调系统进行测试；[知识学习]一、空调系统组成空调系统主要由空调压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、冷凝风扇、鼓风电机和控制单元组成。如图3-11所示图3-11空调系统组成1.空调压缩机制冷系统采用电动压缩机，它在空调系统回路中起驱动制冷剂的作用，将机械能转换为热能。如图3-12所示图3-12空调压缩机2.冷凝器冷凝器的作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却，使之凝结成高温高压液体。制冷剂蒸气放出的热量排到大气中。如图3-13所示图3-13冷凝器3.蒸发器蒸发器的作用是汽车空调制冷系统中的另一个热交换器，作用与冷凝器相反，它是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化，吸收蒸发器表面周围空气的热量而使之降温，风机将冷风吹到车室内达到降温的目的。如图3-14所示图3-14蒸发器4.膨胀阀膨胀阀和变频压缩机协同工作，利用它精确控制流量的功能，整体提升空调系统的工作效率。可实时调节开阀速度、开度，相较TXV有更灵活的可控性。根据控制器的脉冲电压信号，线圈驱动步进转子旋转。通过精密丝杆传动，转子将旋转运动转化为阀芯的轴向直线移动。通过上述运动，阀芯在控制器的控制下调节阀体通道大小，以实现制冷剂的设计流量。如图3-15所示图3-15膨胀阀5.储液干燥器储液干燥器作用是接受从冷凝器来的液体并加以贮存，根据蒸发器的需要提供所需的制冷剂量，将系统中经常会出现的杂质和其他脏物，如锈蚀、污垢、金属微粒等过滤掉，这些杂质会损伤压缩机轴承，还会堵塞过滤网和膨胀阀。吸收系统中的湿气，汽车空调系统中要求湿气越少越好，因为湿气会造成“冰塞”并腐蚀系统管道等，使制冷系统不能正常工作。如图3-16所示图3-16储液干燥器6.压力开关压力开关作用检测制冷系统内部压力，保护制冷系统。新能源汽车空调系统采用三位开关：即低压、中压、高压；压力低于0.18Mpa低压开关断开；压力高于3.14Mpa高压开关断开；压缩机停止工作。压力高于1.5Mpa中压开关闭合，冷凝风扇高速旋转。如图3-17所示图3-17压力开关7.空调控制器空调控制器是整个空调系统（包括制冷和采暖）的总控中心，协调控制空调系统的工作。空调控制器在整车CAN网络上属于舒适网，但它与电动压缩机模块、PTC模块组成一个空调子网。如图3-18所示图3-18空调控制器二、空调制冷原理空调系统制冷时，压缩机吸入从蒸发器出来的低温低压气态制冷剂，经压缩后，制冷剂温度和压力升高，被送入冷凝器。在冷凝器内，高温高压的气态制冷剂经冷凝器散热，随后液化变成高温高压的液态制冷剂。冷凝器装在冷却系统散热器的前方，也是用冷却系统的电子风扇进行控制，空调控制器的将蒸发箱的压力值作为标准通知VCU来控制风扇的转束。液体制冷剂流入贮液干燥器，它存储和过滤液态制冷剂。经过过滤后的高温高压的液态制冷剂流经膨胀阀，由膨胀阀将液体制冷剂转变成低温低压气/液混合物，流入蒸发器。在蒸发器内，鼓风机将车内空气抽入蒸发器表面，空气经蒸发器散热片与低温低压的气雾态制冷剂进行热交换。制冷剂吸收车内的空气热量，将低温低压的气雾态制冷剂蒸发成低温低压的全气态制冷剂，再经管道送到压缩机低压端，进行下一次循环。经热交换释放出的冷空气由鼓风机送入车厢，降低车厢温度。如图3-19所示图3-19空调制冷原理三、新能源汽车空调制冷系统的控制原理空调控制面板根据用户的操作需求，发送AC信号、冷暖选择信号、鼓风机信号到整车控制器，整车控制器同时接收空调压力开关、温度信号，通过CAN传输系统指令压缩机控制器驱动压缩机工作，同时整车控制器也控制冷凝风扇运转。空调控制器接收空调面板开关、各种相关传感器、冷媒压力开关信号，直接控制鼓风机及各风门电机动作，同时通过CAN信号，指令空调驱动器驱动电动压缩机和PTC加热器，指令主控ECU控制风扇动作。如图3-20所示图3-20新能源汽车空调制冷系统的控制原理四、空调系统维修注意事项1.在打开制冷系统任何接头或连接处前，系统必须完全排空，即使系统已排空，打开时还是要小心。如果在松接头时发觉有压力，重新拧紧接头并重新将系统抽真空。2.连接时使用合适的扳手很重要。不合适的扳手或不正确使用扳手可能损坏接头。3.只有使用无水份制冷剂和冷冻机油，空调系统内部件就能保持稳定。非常多的灰尘、水份或空气可以干扰化学的稳定性。如果出现很少量的灰尘、水份或空气可能引起运转的故障或者导致严重损坏。在断开制冷管路或软管前，彻底清洁管接头的外面，以防止污染物进入制冷系统。4.当打开制冷系统时，要准备好能在最少时间里打开系统修理用的所有物品。一打开所有制冷管路就要盖上盖子或塞住它们。这样可以防止进入灰尘和水份。所有新的管路和零部件应该盖上盖子或密封好，准备使用后才打开。在连接制冷管路或软管前，彻底清洁管接头的外面，以防污染物进入制冷系统。五、常见故障及排除方法常见故障及排除方法如表3-1所示。表3-1常见故障及排除方法故障现象原因及判断检测及排除措施驱动控制器不工作，压缩机不工作压缩机无启动声音，电源电流无变化①12VDC控制电源未通入驱动控制器；②控制电源电压不足或超压；③接插件端子接触不良或松脱；检查驱动控制器控制电源插头端子是否松脱②检查控制电源到驱动控制器之间的导线是否有断路③测量控制电源电压是否达到要求（对12VDC控制电源驱动控制器，控制电源至少大于9VDC，不得高于15VDC）驱动控制器工作正常，压缩机不正常工作压缩机发出异常声音①电机缺相；②冷凝器风机未正常工作，系统压差过大，电机负载过大；①检查驱动控制器与电机连接的三相插头及相关导线，保证其接触良好及导通；②保证冷凝器风机正常工作，待系统压力平衡后再次启动；驱动控制器工作正常，压缩机不工作压缩机无启动声音，电源电流无变化，各端口电压正常驱动控制器未接收到空调系统的A/C开关信号①检查A/C开关是否有故障；②检查与A/C开关相连的导线是否断路；③A/C开关连接方式是否正确（接地（低电平：0-0.8V）开启压缩机，接高电平或悬空关闭压缩机；驱动控制器工正常，压缩机不工作压缩机无启动声音，电源电流无变化，高压端口电压不足或无供电欠压保护启动。关闭整车主电源，①检查驱动控制器主电源输入接口处的接插件端子是否有松脱；②主电源到驱动控制器之间的导线是否断路，③控制主电源输入的继电器是否正常动作；驱动控制器自检正常，压缩机不工作压缩机启动时有轻微抖动，电源电流有变化随后降为0，①冷凝器风机未正常工作，系统压差过大，电机负载过大导致的过流保护启动；②电机缺相导致的过流保护启动；①保证冷凝器风机正常工作，待系统压力平衡后再次启动；②检查驱动控制器与电机连接的三相插头及相关导线，保证其接触良好及导通；系统内堵高压不高低压为负值系统内清洁度差，导致储液干燥器、膨胀阀或毛细管堵，系统内有水分，会导致膨胀阀冰堵用清洗设备清洁系统，更换储液干燥器，清洗或更换膨胀阀，更换毛细管，抽真空，按规定加注方法、加注量加制冷剂蒸发器结霜高压压力正常，低压压力偏低蒸发器表面结满灰尘，蒸发器表面翅片碰伤，温度驱动控制器失灵，鼓风机风量减小（风量开关、变速电阻器是否损坏）清洗及整理蒸发器表面，检修温控器、鼓风机、风量开关、变速电阻器。当更换蒸发器时，必须往系统内加注30-50cc冷冻油异响开启空调，前后声音变化当启动空调后，电机与压缩机的旋转均会产生声音，电机转动引起整体振动的频率有微小差异，最后传出的声音有差异。故在车静止时，人感觉电动压缩机的声音有差别，个别会认为“异响”。首先检查安装部位是否达标，其次判断制冷剂加注量及过程是否符合标准，最后对空调系统中运动件声音检查。判定压缩机工作声音是否正常，可用听诊器直接放在电动压缩机上听取，若是电机及内部零件运转及摩擦声音，属工作声音正常。漏首先排除连接管道接口处漏，一定要用检漏仪检漏，不可用眼睛看压缩机上是否有油而判断漏（汽车空调系统允许制冷剂自然微渗漏）请专业人员判断泄漏部位，如判定是电动压缩机泄漏，必须更换电动压缩机总成。空调系统制冷性能符合制冷标准，压缩机表面有油迹，用检漏仪检漏不漏，判定为正常微渗，压缩机无故障，不需更换。【三】小结与评价1.空调系统主要由空调压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、冷凝风扇、鼓风电机和控制单元组成2.空调系统制冷时，压缩机吸入从蒸发器出来的低温低压气态制冷剂，经压缩后，制冷剂温度和压力升高，被送入冷凝器。【四】作业布置1.简述空调系统组成。2.简述空调制冷原理。3.简述新能源汽车空调制冷系统的控制原理。展示一段实