新能源汽车暖风和空调系统知识及信号测量方法

新能源汽车暖风和空调

系统知识及信号测量方

法2025-12-17目

录CATALOGUE●任务目标·

重难点分析·

任务导入●新能源车辆暖风和空调系统简介·

系统结构组成与功能目

录CATALOGUE·

工作计划·

任务实施·

评价反馈·

信号测量方法·

故障排查案例01任务目标蒸发箱与膨胀阀组件膨胀阀控制液态制冷剂节流降压后进入蒸发箱，通过吸热原理实现车内降温，蒸发箱表面产生的冷凝水需通过专用管路排出。控制系统与传感器网络包括温度传感器、压力传感器、阳光

强度传感器等，实时采集环境参数并

通过CAN总线传输至空调控制模块。压缩机与冷凝器单元作为制冷循环的核心部件，压缩机负责将低温低压气态制冷剂压缩为高温高压状态，冷凝器则通过散热将气态制冷剂转化为液态。PTC加热系统新能源车型特有的高压电加热装置，通过陶瓷发热体将电能转化为热能，配合鼓风机实现快速制暖功能。掌握暖风和空调系统基本组成电动涡旋压缩机采用永磁同步电机驱动，具有能效比高、噪音低的特点，集成压力保护开关和温度传感器确保运行安全。电子膨胀阀步进电机驱动的精密流量控制装置，开度调节精度达0.1mm,

能根据系统负荷动态调整制冷剂流量。平行流式冷凝器由多孔扁管与百叶窗翅片构成，相比管带式结构散热效率提升30%,需定期清理表面异物保障换

热性能。双层流蒸发器采用亲水铝箔与内螺纹管设计，上层处理新风、下层循环车内空气，有效防止结霜并提

高除湿效率。熟悉组件结构与功能01制冷剂回收与充注使用专用回收设备按标准流程处理R134a或R1234yf制冷剂，抽真空时

间不少于30分钟，充注量精确到±10g。压缩机总成更换断开高压维修开关后，需对系统电容进行放电，安装时注意轴封

保护，首次运行前需加注指定型号冷冻油。暖风PTC拆装拆卸前需测量绝缘电阻值，新元件安装后要进行三次以上自检循环，确保加热功率曲线符合标定参数。风门执行器校准更换后需通过诊断仪进行位置学习，测试各风门从全闭到全开动

作时间应在标准范围内。学会更换相关组件系统优化方案设计针对冬季续航下降问题，可提出热泵空调改造方案，整合电机余热回收与电池温控系统实现能量

综合利用。跨工种协作演练模拟4S店真实工作场景，钣金、电工、软件工程师协同解决空调不制冷等复合型故障，培养全局

视角。故障诊断流程创新建立基于大数据分析的预测性维护模型，通过历史故障代码与传感器数据关联分析提前预警潜在

故障。标准化作业制定参与编写维修手册SOP文件，规范线束插接顺序

、力矩标准等细节，提升团队作业一致性。培养创新意识与团队协作02040103客户需求分析技巧通过开放式提问了解使用习惯，如”您通常使

用自动模式还是手动调节",准确判断隐性故障特征。技术通报解读定期研读主机厂发布的空调系统技术服务公告，掌握批量性问题解决方案并及时反馈改进效果。环保操作规范严格区分可燃与不可燃制冷剂回收钢瓶，废弃干

燥剂按危险废物处理，避免冷媒直接排放至大气安全警示传达向客户说明高压系统维护风险，签署作业告

知书，明确禁止在充电过程中操作空调控制

单

元

。具备职业道德与沟通能力01重难点分析控制信号交互逻辑分析ECU如何通过传感器(如温度、压力传感器)反馈数据，动态调节电子膨胀阀开度、压缩机转速及PTC加热器功率，实现精准温控。系统循环路径解析掌握制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等核心部件间的流动方向与状态变化，明确高压侧与低压侧的分界点及压力转换逻辑。能量流分配机制理解热泵系统在制热/制冷模式下的能量转移路径，包括电池余热回收、电机冷却液热量交换等多系统协同工作原理。重点：理解工作流程图准确识别电动压缩机、PTC加热模块、高压管路等带电部件的安装位置，注意橙

色高压线束的走向与绝缘防护要求。熟记车内/外温度传感器、蒸发器温度传感器、制冷剂压力传感器的安装点位，掌握其信号特征与故障阈值。针对隐藏于仪表台内部的蒸发器总成、暖风水箱等部件，需结合维修手册拆卸

顺序图，避免暴力拆装导致卡扣断裂。高压部件定位传感器分布图谱隐蔽组件排查技巧重点：找到对应零部件采用氮气保压法(静态压力≥3.5MPa保持30分钟)与电子检漏仪动态扫描相结

合，重点检测膨胀阀接口、压缩机轴封等高频泄漏点。环保型冷媒加注规范使用R1234yf专用回收加注设备，严格遵循抽真空时间(≥45分钟)、冷媒加

注量(按车型标定值±10g)

及润滑油补充比例(通常为5-8%)。系统性能验证流程完成加注后需测试出风口温差(制冷模式△T≥8℃/

制热模式△T≥15℃),并监控高低压表波动是否处于标准范围(高压1.5-2.5MPa/低压0.15-0.35MPa)难点：完成检漏与加注多阶段压力测试系统初始化校准更换温度传感器或ECU后，需执行空调系统自学习程序，包括风门电机

行程校准、压缩机磨合运行(首次

启动需怠速运转10分钟)等适配操

作。密封件匹配原则选用原厂规格的0型圈(如HNBR材质),安装时涂抹专用冷冻油，确保

密封面无划痕且拧紧力矩符合技术

参数(如膨胀阀螺栓通常为8-12N·m)。高压系统断电规程更换电动压缩机前必须断开维修开关，使用万用表确认母线电压降至

安全范围(<60VDC),

并佩戴绝缘

手套操作。难点：正确更换零部件任务导入任务分组与分配系统功能模块划分根据暖风系统、空调压缩机、电子控制单元等核心模块进行任务分解，明确各组负责的

检测与数据采集范围。人员技能匹配结合团队成员专业背景，分配高压电路检测、制冷剂压力测试、CAN总线信号分析等专项任务，确保技术覆盖全面性。安全责任落实指定高压系统操作监督员，严格遵循绝缘工具使用规范与应急断电流程，保障作业过程

零风险。获取系统基本信息车辆技术参数提取通过OBD接口读取电池类型(如三元锂/磷酸铁锂)、热管理系统架构(液冷/风冷)及PTC加热器额定功率等关键数据。制冷剂特性识别确认系统采用的环保制冷剂型号(如R1234yf),对比其GWP值与传统R134a的差异，记录充注量标准范围。控制策略文档调阅获取厂家提供的温度分区控制逻辑、热泵系统工作模式切换阈值等软件策略文件。热源产生方式差异新能源汽车采用高压PTC或热泵替代发动机余热，需对比能耗效率(

如PTC的kW/℃指标)与响应速度数据。压缩机驱动形式变革电动涡旋压缩机直接由高压电池驱动，对比传统皮带传动压缩

机在转速控制精度与噪音水平的提升幅度。系统集成度升级分析集成式热管理模块如何统一协调电池冷却、座舱加热需求

,相较传统独立系统的能源利用率优化空间。注以上内容严格避免时间相关表述，聚焦技术参数与功能特性描述

。与传统汽车系统对比04新能源车辆暖风和空调系统

简介局限性在发动机怠速或低速运行时制冷能力显著下

降，且无法在纯电模式下工作，已逐步被新

能源车型淘汰。制冷剂循环原理采用R134a或R1234yf制冷剂，通过压缩机压

缩

→冷凝器散热

→膨胀阀节流

→蒸发器吸热

的循环过程实现降温，需定期检查制冷剂压

力和管路密封性。机械驱动方式传统皮带式空调系统通过发动机曲轴皮带轮驱动压缩机运转，依赖发动机转速调节制冷

效率，系统结构简单但能耗较高。传统皮带式空调系统电驱动压缩机采用高压电机直接驱动涡旋压缩机，摆脱对发动机的依赖，可通过电池供电实现独立运行，能效比提升30%以上。智能温控策略集

成PID控制算法，根据车内温度、日照强度等参数动态调节压缩机转速，支持预冷/预热功能并通过车联网远程控制。热泵技术集成部分高端车型将制冷循环反向运行实现制热功能，减少PTC加热器的电能消耗，冬季续航里程可提升15%-20%。电动式空调系统特点多区域控制配备前后排独立温区传感器和风门执行器，支持驾驶员与乘客分区温度调节，风量分配精度可达±0.5℃。双动力源架构保留传统压缩机皮带驱动接口的同时加装电动压缩机，在混

动模式下自动切换动力来源，

确保全工况下的温控稳定性。能量回收模块利用电机余热为暖风系统提供辅助热源，通过板式换热器将

电驱系统废热传递至乘员舱，

降低高压PTC加热器的负载。混合式空调系统组成遥控空调系统功能光伏车顶组件在车顶集成单晶硅太阳能板，最大输出功率可达200W,优先为鼓风机和控制系统供电，夏季停车时持续运行换气风扇降低车内温度。空气动力学设计结合智能格栅和侧窗微缝导流结构，利用行驶中的风压差实现被动换气，减少主动通风的能耗

需求。湿度调节功能内置半导体除湿模块，在梅雨季节自动吸附车内湿气并通过太阳能电力再生干燥剂，维持相对湿度在40%-60%舒适区间。太阳能通风系统应用系统结构组成与功能电动压缩机作为制冷系统的核心部件，负责压缩制冷剂并将其输送到冷凝器，采用高效永磁同步电机驱动，具有低噪音、高能效的特点。空调控制器作为系统大脑，集成CAN总线通信模块,实时采集车内/外温度、湿度等12类传感器信号，通过PID算法控制各执行器协同工作。冷凝器与蒸发器冷凝器用于将高温高压气态制冷剂冷却为液态，蒸发器则通过吸收车内热量实现制冷效果，两者均采用轻量化铝制材料以提升热交换效率。电子膨胀阀通过精确调节制冷剂流量来控制蒸发器温度，采用步进电机驱动阀针，可实现0.1mm级精度的开度控制，响应速度达200ms。秦EV空调系统基本组成多模式控制策略根据车内外温差自动切换单冷/双温区模式，在-30℃至50℃环境温度范围内保持稳定制冷性能。压缩-冷凝过程电动压缩机将低温低压气态制冷剂压缩至1.5-2.0MPa高温高压状态，经冷凝器与外界空气热交换后转变为中温高压液态。节流-蒸发过程液态制冷剂通过电子膨胀阀节流降压至0.2-0.3MPa,

在蒸发器内吸热汽化,使流经蒸发器的空气温度降至8-12℃。能量回收机制系统配备智能能量回收模块，在制动工况下可将压缩机惯性动能转化为电能回馈电池，提升整车续航3-5%。制冷系统工作原理PTC水加热技术采用6kW大功率PTC加热器，将冷却液加热至85-90℃后循环至

暖风芯体，制热效率较传统热泵系统提升40%。分层温控设计通过三通阀实现驾驶舱与电池舱独立温控，电池加热优先使

用电机余热，舱内供暖响应时间缩短至90秒。智能除霜逻辑前风挡除霜时自动切换至外循环模式，配合压缩机除湿功能

,可在-20℃环境下5分钟内完成除霜作业。能耗优化算法基于导航预判功能，在低温环境下提前启动电池预热，减少

行驶阶段供暖能耗，综合续航影响控制在8%以内。采暖系统工作原理电池热管理功能液冷循环系统采用双回路设计，主回路为电驱系统冷却，副回路专用于电池包温度调节,通过板式换热器实现两套系统热交

换。快充协同冷却当检测到直流快充时自动启动强制冷却模式，通过电子水泵将冷却液流量

提升至12L/min,确保电池温度不超过40℃。精准温控策略在-10℃至45℃范围内维持电池工作在

20-35℃最佳区间，温差控制在±2℃以内，配备16通道温度监测模块。热失控防护集成三级热失控预警机制，当单体电池温度超过60℃时，系统会立即切断

高压并启动专用灭火冷却通道。01030204采用非对称涡旋盘结构，压缩比可达8:1,在3000-8000rpm转速范围内保持92%以上的等熵效率。内置双霍尔传感器实时监测转子位置，当转速偏差超过5%时自动切换备用控制策略，故障率低于0.5次/千小时。将电机、逆变器、控制器集成在密闭壳体内部，采用油冷散热方式，功率密度

达3.5kW/kg,

噪声级控制在65dB以下。基于电池SOC状态动态调整工作模式，在电量低于20%时自动进入经济模式，制冷能力调节范围30-100%。双涡旋设计集成化驱动智能启停控制冗余安全设计电动压缩机结构采用0.01mm分辨率步进电机,可在0-500脉冲范围内无

级调节，流量控制精度达±2%,响应时间小于0.3秒根据蒸发器出口过热度、压缩机排气温度等6个参数实

时计算最佳开度，过热度控

制精度保持在±1K范围内。内置阀芯位置反馈传感器，可检测卡滞、线圈断路等故

障，并通过CAN总线上传故

障码，支持远程标定更新。在制冷需求较低时自动切换至小开度脉冲模式，较传统

热力膨胀阀节能15-20%。电子膨胀阀作用多参数协同控制故障自诊断功能节能优化算法流量精确调节分层加热控制根据水温实现三档功率调节(2kW/4kW/6kW),在40℃以下全功率工作，60℃以上自动降功率维持温度稳定。智能除垢功能每月自动执行一次高温(95℃)杀菌除垢循环，配合离子检测器评估水质硬度，延长加热器使用寿命至8年。陶瓷发热技术采用正温度系数陶瓷芯片，单个模块功率1.5kW,

最多可并联4个模块，表面温度自限制在240℃以内确保安全。绝缘防护设计高压部件采用双重绝缘防护，绝缘电阻大于100MΩ,

配备漏电保护装置，漏电流小于0.5mA/m。PTC水加热器原理变速控制策略根据供暖需求实现800-4500rpm无级调速，流量调节精度

±0.5L/min,支

持PWM和LIN总线双重控制模式。干转保护机制内置水流传感器和温度保护开关，当检测到空转或过热时自动停

机，并触发仪表盘报警提示。自排气功能水泵启动时自动执行30秒高速运转排气程序，确保冷却系统无气阻，特别适用于电动车倾斜工况。无刷直流驱动采用12V/24V双电压兼容设计，最大流量8L/min,扬程可达6m,功耗仅35W,较传统机械水泵节能60%。暖风电子水泵功能多核处理架构采用主频150MHz的32位双核MCU,并行处理12路PWM输出和24

路AD采样，控制周期缩短至10ms。智能学习算法基于历史使用数据建立用户习惯模型，可预测性调节出风模

式和温度，学习周期约2周时间。网络化诊断支持UDS和OBDII双协议诊断，可读取存储的200组历史故障数

据

，支持无线软件升级

(FOTA)。安全监控系统实时监测高压互锁状态和绝缘电阻，当检测到异常时可在

50ms内切断高压电源，符合ASIL-C功能安全等级。空调控制器作用工作计划实训车辆信息准备车辆型号与技术参数确认详细记录实训车辆的品牌、型号、电池类型、电机功率等核心参数，确保后续测试数据与车辆实

际配置匹配。车载诊断接口协议适配根据车辆支持的通信协议(如CAN

、LIN

、OBD-II),准备对应的诊断设备和适配线束，确保信号

采集兼容性。暖风与空调系统配置核查检查车辆是否配备热泵空调、

PTC加热器等关键部件，并标注系统控制模块的位置及接口定义。安全防护措施落实配备绝缘工具、高压警示标识及应急断电装置，

确保高压系统操作符合安全规范。02040103测试流程分阶段设计将暖风系统测试划分为低温启动测试、制热效率测试、能耗分析等模块，明确各阶段操作步骤与数据记录要求。工况模拟环境搭建设计不同环境温度(如-20℃至40℃)下的测试场景，利用环境舱或模拟负载再现真实运行条件。信号测量点规划确定空调压力传感器、蒸发器温度传感器、

PWM控制信号等关键测量点位，制定对应的

示波器、万用表测量方案。故障注入测试方案针对常见故障模式(如冷媒泄漏、压缩机

卡滞),制定人为故障模拟方案以验证系

统容错能力。工作方案制定数据驱动参数调整基于实测的制热响应时间、能耗曲线等数据,

优

化PTC加热器启停阈值或热泵工作逻辑。系统冗余设计改进分析高压互锁回路、温度保护电路的可靠性,提出双重传感器或备用控制通道的改进建议

。多方案对比验证对传统电阻加热与热泵系统进行能效对比测试，

通过COP(性能系数)评估选择最优技术路径。人机交互界面优化根据测试员操作反馈，调整空调控制面板的UI布局或语音控制灵敏度，提升用户体验。决策与方案优化01任务实施绝缘工具套装使用绝缘等级达1000V以上的扳手、螺丝刀等工具，防止高压系统作业时发生短路

风

险

。万用表与示波器高精度万用表需支持交直流电压/电流测量，示波器用于分析PWM信号、CAN总线通

信波形等关键参数。专用诊断仪器配备新能源汽车专用诊断仪，支持读取空调系统故障码、数据流及执行元件测试功能，确保兼容车型协议。制冷剂回收加注机选择环保型冷媒回收设备，具备真空泵和电子秤功能，确保制冷剂充注量精确至

±5g

误差范围内。设备及工具准备01

高压断电流程作业前需断开维修开关并等待5分钟以

上，使用验电笔确认高压部件无残余

电压，悬挂“高压禁止操作”警示牌02

防静电措施铺设防静电地垫，操作人员佩戴静电

手环，避免电子元件因静电放电损坏03

通风系统检测在密闭空间内启动车辆前，需确保CO浓度监测仪正常工作，防止制冷剂泄

漏导致窒息风险。04

消防设备配置作业区域2米内应放置干粉灭火器，并

定期检查压力表状态，确保突发火情

时可快速响应。场地安全防护系统组件识别01电动压缩机总成集成电机驱动单元，通过高压线束与电池连接，壳体标

注有额定电压(通常为300-

800V)

和冷媒类型(如R134a

或R1234yf)。02PTC水加热模块由陶瓷发热体、水泵及水温传感器组成，工作电流可达

20A,

需通过诊断仪激活加热测试模式验证功能。03电子膨胀阀步进电机控制开度，电阻值正常范围为10-50Ω,可通过

示波器检测驱动信号是否正

常。04蒸发器温度传感器NTC型负温度系数热敏电阻，25℃时标准阻值约5kΩ,误

差超±10%需更换。扭矩标准执行电动压缩机安装螺栓需按维修手册规定扭矩分三次交叉拧紧(如M10螺栓扭矩22±2N·m),

过度拧紧可能引发壳体裂纹。冷媒回收合规性严格遵循《制冷剂回收技术规范》,禁

止直接排放至大气，回收率需达到95%以上并记录回收量。密封圈材质匹配更换管路接头时必须使用原厂指定材质密封

圈(

如HNBR橡胶),普通橡胶圈易被冷媒腐蚀导致泄漏。系统保压测试抽真空后充注氮气至1.5MPa保压30分钟，

压降不超过0.01MPa方可判定密封性合格1

2

3

4更换注意事项线束插接防错设计控制器接口采用颜色编码和机械限位结构，安装时需确认插头完全锁止并

听到“咔嗒”声。软件匹配流程新控制器需通过0BD接口刷写车型专

属固件，完成后执行风门电机自学习

及温度校准程序。接地电阻检测使用毫欧表测量控制器接地端子与车身搭铁点电阻，正常值应小于0.1Ω

,过高会导致信号干扰。CAN总线终端电阻用万用表测量CAN-H与CAN-L间电阻，正常为60Ω(两个120Ω终端电阻并

联),偏差超10%需检查网络拓扑。空调控制器安装冷却液排空要求拆卸前需启动冷却系统排气模式，使用专用设备彻底排出管路气泡，残留空气会导致局部过热。绝缘耐压测试新加热器安装后需进行2500V/1min

高压绝缘测试，漏电流不超过5mA方可通过验收。功率曲线验证通过诊断仪读取实际加热功率，在12V供电时应阶梯式上升至额定

值(

如

3kW),异常波动表明PTC芯片老化。水路流向标记注意进出口箭头方向，反向安装会导致热交换效率下降30%以上并触发高温报警。PTC水加热器更换制冷剂充注量计算根据压缩机排量和蒸发器容积计算精确充注量，过量充注会引起液击损坏

涡旋盘。动态平衡测试首次启动后以2000rpm空载运行10分钟，振动值应小于0.5mm/s,异常振动需重新校正安装平面。高压互锁检查安装后需确认高压插头互锁回路导通,否则整车会上报“高压系统互锁故

障”并禁止上电。润滑油型号确认不同压缩机需加注特定型号冷冻油(如POE油或PAG油),错误油品会导致

轴承磨损和线圈绝缘失效。电动压缩机更换评价反馈小组汇报展示内容完整性汇报需涵盖新能源汽车暖风和空调系统的基本原理、关键部件功能及信号测量方法，确保技术细节无遗漏。数据准确性展示的测量数据应来源

于实际实验或权威文献,包括电压、电流、温度等参数的精确记录与分析。逻辑清晰度汇报结构需层次分明，从系统概述到具体案例

逐步展开，避免技术术

语堆砌导致理解困难。互动有效性设置提问环节检验听众理解程度，针对反馈调整讲解节奏或补充技术难点说明。技术深度评估成员需对照行业标准检查对PTC加热器、电动压缩机等核心部件的原理阐述是否透彻。协作效率分析反思小组分工合理性，如信号测量任务是否因设备操作

不熟练导致进度延误。汇报表现评分采用量化表格评价语言流畅性、PPT

视觉呈现效果及时

间把控能力。改进建议汇总互评中需提出可操作性建议，例如增加示波器波形截图以强化信号分析部分。自评与互评创新性体现安全规范遵守技能迁移潜力知识融合能力关注汇报中是否提出非传统测量方案

(如红外热成像辅助诊断空调管路泄漏)。考核是否将热力学基础、电路知识与实际故障诊断案例有机结合。判断学生能否将现有测量方法拓展

至燃料电池汽车的热管理系统研究重点评价高压系统操作演示是否包

含绝缘检测、急停保护等安全流程教师综合评价信号测量方法保险丝与继电器布局电路图中需明确标注保险丝容量及继电器位

置，测量时需检查熔断器导通性及继电器触

点吸合状态，排除断路或接触不良故障。低压控制回路分析系统低压控制部分涉及CAN总线信号、继电

器控制线路等，需通过万用表或示波器检测

信号电压及波形，验证各节点通信是否正常高压电路识别新能源汽车暖风和空调系统的高压电路通常包括PTC加热器、电动压缩机等核心部件，需使用专用高压检测设备进行测量，确保绝

缘性能符合安全标准。暖风和空调系统电路图控制器针脚定义电源与接地针脚检测使用万用表测量控制器供电针脚电压(通常为12V或5V),接地针脚需确保与车身搭铁电阻小于0.5Ω,避免虚接导致系统失效。信号输入针脚功能如环境温度传感器、日照强度传感器等输入信号针脚，需检测其输出电压范围是否在0.5-4.5V之间，超出范围可能引发误判。CAN通信针脚验证通过示波器观察CANH与CANL针脚差分信号波形，判断通信波特率是否匹配(常见250kbps或500kbps),并检查终端电阻值(通常为120Ω)。温度传感器检查热敏电阻校准蒸发器温度传感器(多为NTC型)在25℃时标称电阻通常为5kΩ或10kΩ,

需通过恒温水槽进行多点校准，确保全量程线性度误差小于5%。表面温度测量采用红外测温仪检测蒸发器表面温度分布，正常制冷工况下蒸发器表面温度应维持在2-8℃区间，局部过高可能表明制冷剂分布不均。结霜保护测试模拟低温高湿工况，当蒸发器温度降至0℃以下时，系统应自动触发除霜模式，否则需检查温度传感器信号或控制逻辑。蒸发器温度检测PTC加热器驱动信号使用电流钳测量PTC工作电流(典型值5-30A),同时检测PWM占空比信号(频率通常1-5k