新能源汽车电子电气空调舒适技术课件：混合动力汽车暖风系统维修

混合动力汽车暖风系统维修《新能源汽车电子电气空调舒适技术》课堂导入01学习目标02知识储备03技能训练04课堂测评05CONTENTS目录课后作业0601课堂导入leading-inofaclassroom学习目标知识储备技能训练课堂测评课堂导入课后作业混合动力汽车暖风系统维修课堂导入一辆2017款比亚迪秦混合动力汽车，行驶了5万公里。客户李先生反应，EV模式时，该车空调无暖风。该车故障灯没有点亮，你能够根据客户反映的这一现象，初步判断是哪个系统出现了故障吗？请学习相关知识，帮助客户分析故障原因，并在此基础上整理出你后面需要做的具体工作来有效处理当前故障。02学习目标learningobjectives学习目标知识储备技能训练课堂测评课堂导入课后作业学习目标01能够描述混合动力汽车暖风系统组成部件02能够描述混合动力汽车暖风系统工作原理03能够描述PTC的作用及工作原理04能进行比亚迪秦暖风水箱的拆装学习目标05能对比亚迪秦PTC进行检修混合动力汽车暖风系统维修03知识储备accumulationofknowledge学习目标知识储备技能训练课堂测评课堂导入课后作业混合动力汽车暖风系统概述混合动力汽车暖风系统维修新能源汽车空调系统从原理上讲，新能源汽车空调系统和传统燃油汽车空调系统基本相同。差异主要表现在空调压缩机的驱动方式和暖风的来源上。混合动力汽车暖风通常采用电加热方式，电加热方式分为两种：一种是通过加热冷却液，再经过循环为暖水箱提供热量；另一种是直接加热经过蒸发箱的空气实现暖风。混合动力汽车暖风系统概述混合动力汽车暖风系统维修空调系统对比图对于强混车辆，其暖风的来源在发动机工作时以发动机冷却液作为热源；在EV模式时一般采用电加热的PTC来提供热源。传统空调与混合动力汽车空调对比如图所示。混合动力汽车暖风系统概述混合动力汽车暖风系统维修PTC加热器制暖对于混合动力汽车汽车来说，更为复杂，因为燃油汽车空调系统的暖风热源主要由发动机冷却液提供，几乎不消耗功率，相对简单并且非常高效。但对于新能源车就比较麻烦，因此一般多布置一个PTC加热器来完成制热的功能。PTC加热器可简单理解为一个大电阻，当有电流通过时Q=I2R，便有热量产生。带来的问题是之热效率偏低，能耗很大，在冬季的极端情况下电空调消耗的电量是车辆的续航里程减少一半。混合动力汽车暖风系统概述混合动力汽车暖风系统维修混合动力汽车制热对比图在早期，新能源汽车的制热装置采用PTC发热条，采用直接将冷空气加热为热空气的方式制热。虽然这种方式的效率较高，但是高压进入驾驶舱带来安全隐患。现在的制热多采用水为介质，将水加热后送到空调风道的散热器，再经鼓风机吹向车厢内。虽然这种做法效制热率会有所降低，但是安全性是有保证的，也是目前的主流。混合动力汽车制热对比如图所示。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC加热器位置PTC加热器是目前主流加热方式，包括特斯拉Model-S、通用Bolt、比亚迪宋DM等在内的主流电动车均使用PTC加热器制热。部分电动车采用热泵空调系统，例如奥迪Q7、日产leaf、宝马i3、大众e-Golf、丰田Prius等。热泵空调系统存在室外换热器的结霜问题和低温能效比低问题。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC电阻温度特性01PTC热敏电阻概念PTC是PositiveTemperatureCoefficient的缩写，是指正温度系数热敏材料。1955年由荷兰菲利浦公司的海曼等人发明，通过试验发现在BaTiO3陶瓷中加入微量的稀土元素后，其室温电阻率大幅度下降，在某一很窄的温度范围内其电阻率可以升高三个数量级以上。PTC电阻特性如图所示。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC热敏电阻02PTC热敏电阻主要参数PTC热敏电阻主要参数包含有：额定零功率电阻R25，居里温度Tc，最大电流Imax，额定电压VN，击穿电压VD，表面温度Tsurf，动作电流Ik。额定零功率电阻R25：是指在某一温度下测量PTC热敏电阻值时，加在PTC热敏电阻上的功耗极低，低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值变化可以忽略不计。额定零功率电阻指环境温度25℃条件下测得的零功率电阻值。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC热敏电阻02PTC热敏电阻主要参数PTC热敏电阻主要参数包含有：额定零功率电阻R25，居里温度Tc，最大电流Imax，额定电压VN，击穿电压VD，表面温度Tsurf，动作电流Ik。居里温度Tc：对于PTC热敏电阻的应用来说，电阻值开始陡峭地增高时的温度是重要的，我们将其定义为居里温度。居里温度对应的PTC热敏电阻的电阻RTc=2*Rmin。最大电流Imax：最大电流是指PTC热敏电阻最高的电流承受能力。超过最大电流时PTC热敏电阻将会失效。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC热敏电阻02PTC热敏电阻主要参数PTC热敏电阻主要参数包含有：额定零功率电阻R25，居里温度Tc，最大电流Imax，额定电压VN，击穿电压VD，表面温度Tsurf，动作电流Ik。额定电压VN：额定电压是在最大工作电压Vmax以下的供电电压。通常Vmax=VN+15%。击穿电压VD：击穿电压是指PTC热敏电阻最高的电压承受能力，PTC热敏电阻在击穿电压以上时将会被击穿而导致失效。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修PTC热敏电阻02PTC热敏电阻主要参数PTC热敏电阻主要参数包含有：额定零功率电阻R25，居里温度Tc，最大电流Imax，额定电压VN，击穿电压VD，表面温度Tsurf，动作电流Ik。表面温度Tsurf：表面温度Tsurf是指当PTC热敏电阻在规定的电压下并且与周围环境间处于热平衡状态已达较长时间时，PTC热敏电阻表面的温度。动作电流Ik：流过PTC热敏电阻的电流，足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度，这样的电流称为动作电流。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修图1侵入式加热器图2通过式加热器03PTC加热器分类与结构PTC加热器从加热介质上可以分为风暖和水暖两种，风暖和水暖加热器在结构上相差较大，因此制造工艺也大不相同。（1）液体加热器液体加热器也称水暖加热器，实际使用介质也不是水，浸入式加热器相当于在液体中插入热得快，如图1所示；而通过式加热器相当于管道中流过液体，如图2所示。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修图1侵入式加热器图2通过式加热器03PTC加热器分类与结构（1）液体加热器浸入式和通过式在结构上也有很大区别，浸入式多采用铝铸件+塑胶件，通过模具完成防水功能，易于批量生产。目前比亚迪和埃贝赫采用此种结构。而通过式加热器采用是铝合金烧结工艺，产品是通过生产设备来完成，需要专门检测设备，生产工艺、检测方法与蒸发器接近。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修图1侵入式加热器图2通过式加热器03PTC加热器分类与结构（1）液体加热器液体加热器由于循环是液体，对安装方式要求不高，同时可以做较大功率，成本相对较低，应用较为广泛，可以满足空调、除霜除雾、电池加热等大功率场合。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修风暖加热器03PTC加热器分类与结构（2）风暖加热器风暖加热器加热的介质是空气，散热器与PTC陶瓷加热片是有绝缘的，散热器不带电为绝缘型空气加热器，比较安全，但是功率较低。如图所示为波纹结构散热片，波纹结构的空气加热器，结构比较灵活，长度、宽度，比较容易调整，组成各种尺寸，各种功率，以适应各种风扇尺寸、风管尺寸、以及发热功率的要求。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修风暖加热器03PTC加热器分类与结构（2）风暖加热器风暖加热器功率较低，多使用于乘用车上，用于空调和除霜除雾使用。如果用于大功率场合，需要多个并联使用，早期新能源大巴多采用风暖加热器，但使用成本较高。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修04PTC加热器选型关键技术PTC加热器从加热介质上分为风暖和水暖两种，同时还有电压、功率、控制方式等参数不同，因此选择PTC加热器，首先满足产品使用要求和国家标准，在满足以上条件基础上还要充分考虑以下几个参数：（1）冲击电流（2）电流波动（3）恒温温度精度（4）电磁兼容性（5）功率衰减PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修04PTC加热器选型关键技术（1）冲击电流由于PTC材料电阻特性曲线，Rmin电阻最小，因此冲击电流最大，采用软启动可以减小冲击电流，这样有利高压保险丝选型，减小保险丝动作时间。如果采用多组控制可以将冲击电流控制在工作电流1.2倍以内，与电热膜加热等其他加热方式效果相近。（2）电流波动采用PWM调功方式，IGBT或MOSFET导通和截止对电流波动影响较大，电流波动较大对电路和电池可靠性产生一定影响，对于此项选型是电流波动越小越好。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修04PTC加热器选型关键技术（3）恒温温度精度当PTC加热器达到恒温阶段，应能稳定在设定温度范围内，不出现温度过冲，不管何种状况下关机、开机重启、切换工作状态等，PTC加热器都应能快速稳在恒温温度范围内，这是衡量软件算法响应速度一个重要参数。PTC加热器混合动力汽车暖风系统维修04PTC加热器选型关键技术（4）电磁兼容性

电磁兼容性：EMC（ElectroMagneticCompatibility），是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

国家标准对PTC加热器EMC要求是通过GB/T18655-2010III级测试，这个需要提供有CNAS资质测试机构报告。（5）功率衰减

由于PTC陶瓷加热片常温电阻的增加（冲击电流的下降）加上传热结构的松动，使传热变差。一些厂家PTC加热器，经过一年连续工作，功率下降较多。甚至会出现半功率现象，所以在PTC加热器选型时要注意此项指标。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修供暖系统电路图01供暖系统原理供暖系统采用水暖式制热，HEV模式时通过发动机冷却液制热，EV模式时通过PTC模块加热冷却液制热。供暖系统主要由PTC，PTC水泵、热交换器、暖风水管及鼓风机、风道及控制机构等组成。HEV模式发动机工作时，被发动机气缸燃烧高温加热的冷却液在发动机冷却系统水泵的作用下，经暖风进水管进入热交换器，通过鼓风机吹出的空气将冷却液散发出的热量送到车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除霜。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修供暖系统原理图图7比亚迪秦空调系统供暖原理图01供暖系统原理在热交换器中进行了散热过程的冷却液经暖风出水管被水泵抽回，如此循环，实现暖风供热；EV模式工作时PTC加热冷却液，并通过PTC水泵把加热后的冷却液经暖风进水管进入热交换器，通过鼓风机吹出的空气将冷却液散发出的热量送到车厢内或风窗玻璃，用以提高车厢内温度和除霜。在热交换器中进行了散热过程的冷却液经暖风出水管被PTC水泵抽回，如此循环，实现暖风供热，如图所示。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修比亚迪秦制热控制原理02供暖控制原理汽车的A/C控制单元根据发动机运行状态，冷却液温度、设定温度，综合判定请求发动机工作；当出现发动机处于OFF状态、车外温度小于零下3度、冷却液温度小于50度、空调有采暖请求（设定温度为HI，或设定温度大于20度）情况时，控制单元请求发动机工作，此时，PTC也参与工作为车辆提供正常的供暖需求。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修比亚迪秦制热控制原理02供暖控制原理同时，车辆多媒体会显示“是否开启发动机制热”，驾驶员选择是否开启发动机制热。如果驾驶员选择“是”，电机控制器工作，接受发动机控制单元指令启动发动机。如果驾驶员选择“否”，PTC将工作提供制热需求。如图所示。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修03风扇控制逻辑比亚迪秦风扇只有在满足一定条件时才会工作，具体如下：发动机出水口温度高于98°或散热器出水口水温高于80°的时候风扇低速转；发动机出水口温度为低于96°且散热器出水口温度低于65°的时候风扇停。发动机出水口温度高于106°或者散热器出水口水温高于86°的时候风扇高速转；发动机出水口温度为低于100°且散热器出水口温度低于75°的时候风扇停。空调打开后，且ECU检测到中压开关低电平信号后，控制风扇高速转。（注：风扇高速工作之前，低速风扇必须先运行2s，然后风扇高速运转）。开启压缩机的同时，空调控制器会给电喷发送电子风扇档位：当空调系统压力＜1.47Mpa时，发送低速档位；当空调系统压力≥1.47Mpa时，发送高速档位；当压缩机关闭时，空调控制器延时约1分钟后发送不工作档位。比亚迪秦混合动力汽车供暖系统混合动力汽车暖风系统维修03风扇控制逻辑04技能训练ProficiencyExercises学习目标知识储备技能训练课堂测评课堂导入课后作业实施计划实施计划明确任务:比亚迪秦暖风水箱的拆装小组分工观看技能视频、梳理实训流程、完成学习工作页的填写教师确认分组实训混合动力汽车暖风系统维修实训准备2018款比亚迪秦绝缘手套混合动力汽车暖风系统维修工具：绝缘手套、万用表、新能源汽车通用工具；设备：2018款比亚迪秦汽车；资料及耗材：2018款比亚迪秦汽车维修手册、《新能源汽车电子电气空调舒适技术》教材、抹布等。实训步骤混合动力汽车暖风系统维修一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装1.暖风水箱拆卸暖风水箱拆卸步骤如下：（1）断开出风口温度传感器线束接插器；（2）拆卸空调通风管道；（3）断开空调冷暖循环电机线束接插器；（4）使用卡口起子拆卸冷暖循环电机线束固定卡扣；暖风水箱实训步骤混合动力汽车暖风系统维修一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装1.暖风水箱拆卸暖风水箱拆卸步骤如下：（5）使用十字螺丝刀拆卸空调冷暖循环电机3颗自攻螺钉；（6）取下空调冷暖循环电机；（7）使用鲤鱼钳松开暖风水箱进水管卡箍，断开暖风水箱进水管；（8）使用鲤鱼钳松开暖风水箱出水管卡箍，断开暖风水箱出水管；暖风水箱实训步骤混合动力汽车暖风系统维修一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装1.暖风水箱拆卸暖风水箱拆卸步骤如下：（9）使用十字螺丝刀拆卸暖风水管固定支架自攻螺钉，并取下暖风水管固定支架；（10）使用十字螺丝刀拆卸暖风水箱保护盖3颗自攻螺钉；（11）取下暖风水箱保护盖；（12）轻轻向外取出暖风水箱，并妥善放置。暖风水箱实训步骤混合动力汽车暖风系统维修一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装（1）目视检查暖风水箱外观和翅片是否有损伤，若有应更换新的暖风水箱；（2）将暖风水箱放置于空调箱体内；（3）将暖风水箱保护盖放置于空调箱体上；（4）使用十字螺丝刀安装暖风水箱保护盖3颗自攻螺钉；2.暖风水箱安装暖风水箱安装步骤如下：暖风水箱实训步骤混合动力汽车暖风系统维修暖风水箱一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装（5）将暖风水管支架安装至暖风水管上；（6）使用十字螺丝刀安装暖风水管支架自攻螺钉；（7）安装暖风水箱出水管，并使用鲤鱼钳将卡箍固定至合适位置；（8）安装暖风水箱进水管，并使用鲤鱼钳将卡箍固定至合适位置；（9）将空调冷暖循环电机安装至空调箱体上；2.暖风水箱安装暖风水箱安装步骤如下：实训步骤混合动力汽车暖风系统维修暖风水箱一、完成比亚迪秦暖风水箱的拆装（10）使用十字螺丝刀安装空调冷暖循环电机3颗自攻螺钉；（11）安装冷暖循环电机线束固定卡扣；（12）安装空调冷暖循环电机线束接插器；（13）安装空调通风管道；（14）安装出风口温度传感器线束接插器。注意事项：在执行高压车辆部件拆卸前，务必佩戴完好个人防护用品，并严格遵守正确的操作步骤。2.暖风水箱安装暖风水箱安装步骤如下：实训步骤混合动力汽车暖风系统维修比亚迪秦PTC电路图二、比亚迪秦PTC的检测比亚迪秦汽车PTC电路图，如图所示根据电路图可知，B57为PTC低压线束接插器，1号针脚供电线束，2号针脚为搭铁线束，4号针脚为CAN-H通讯线束，5号针脚为CAN-L通讯线束。实训步骤混合动力汽车暖风系统维修二、比亚迪秦PTC的检测（1）断开PTC低压线束接插器；注意事项：在断开PTC低压线束接插器之前，需首先断开低压蓄电池负极，在测量供电线束时应安装上低压蓄电池负极，并打开点火开关，将万用表调整是直流电压档。（2）取出万用表，对万用表进行校表，并检查万用表是否正常可用；（3）取出合适连接线连接PTC低压线束1号针脚；1.PTC供电线束检测PTC供电线束检测步骤如下：比亚迪秦PTC电路图实训步骤混合动力汽车暖风系统维修二、比亚迪秦PTC的检测（4）将万用表红表笔连接PTC低压线束的1号针脚，黑表笔连接车身搭铁；（5）待万用表数值稳定后记录万用表数值，标准值为11-14V，若测量值与标准值不符，则说明PTC供电线束存在断路情况，需对供电线束进行维修或更换。1.PTC供电线束检测PTC供电线束检测步骤如下：比亚迪秦PTC电路图实训步骤混合动力汽车暖风系统维修二、比亚迪秦PTC的检测比亚迪秦PTC电路图（1）将万用表红表笔连接PTC低压线束4号针脚，黑表笔连接车身搭铁；（2）待万用表数值稳定后记录万用表数值，标准值为2.5-3.5V，若测量值与标准值不符，则说明PTC通讯线束存在断路情况，需对通讯线束进行维修或更换；2.PTC通讯线束检测PTC通讯线束检测步骤如下：实训步骤混合动力汽车暖风系统维修二、比亚迪秦PTC的检测比亚迪秦PTC电路图（3）将万用表红表笔连接PTC低压线束5号针脚，黑表笔连接车身搭铁；（4）待万用表数值稳定后记录万用表数值，标准值为1.5-2.5V，若测量值与标准值不符，则说明PTC通讯线束存在断路情况，需对通讯线束进行维修或更换。注意事项：在测量PTC通讯线束时，需首先安装上低压蓄电池负极，并打开点火开关。2.PTC通讯线束检测PTC通讯线束检测步骤如下：实训步骤混合动力汽车暖风系统维修二、比亚迪秦PTC的检测（1）将万用表调至电阻测试档；（2）将万用表红表笔连接PTC低压线束接插器2号针脚，黑表笔连接车身搭铁；（3）待万用表数值稳定后记录万用表数值，标准值应小于0.5Ω，若测量值和标准值不符，则说明PTC搭铁线束存在断路情况，需对搭铁线束进行维修或更换；3.PTC搭铁线束检测PTC搭铁线束检测步骤如下：比亚迪秦PTC电路图