北汽EV160電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)電控原理及故障分析

◆文/廣西 劉漢森

北汽EV160電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)電控原理及故障分析

◆文/廣西 劉漢森

北汽EV160純電動(dòng)汽車的空調(diào)壓縮機(jī)由高壓電驅(qū)動(dòng)，壓縮機(jī)控制器安裝在壓縮機(jī)上，受整車控制單元VCU控制。壓縮機(jī)是空調(diào)制冷系統(tǒng)制冷劑循環(huán)的動(dòng)力。壓縮機(jī)的故障有機(jī)械故障和電氣系統(tǒng)故障，電氣系統(tǒng)故障又分為高壓電故障和低壓電控制系統(tǒng)故障，壓縮機(jī)的高壓上電受到低壓電控制。空調(diào)壓縮機(jī)高壓電不能上電，無法正常工作，往往是由于低壓控制系統(tǒng)的故障引起的；因此，空調(diào)壓縮機(jī)的電氣故障診斷重點(diǎn)從低壓電路控制系統(tǒng)著手。當(dāng)然壓縮機(jī)的故障診斷關(guān)系到高壓電，從業(yè)者一定要有相應(yīng)的高壓從業(yè)資格證，遵守高壓維修的相關(guān)規(guī)范，才能確保人身安全。

一、北汽EV160純電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及控制原理

1.電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)動(dòng)力汽車基本相同，由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、冷卻風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)、膨脹閥、儲(chǔ)液干燥器和高低壓管路附件等組成。傳統(tǒng)汽車壓縮機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)帶通過電磁離合器帶動(dòng)，而電動(dòng)汽車采用電動(dòng)壓縮機(jī)，電動(dòng)壓縮機(jī)由動(dòng)力電池提供高壓電驅(qū)動(dòng)。

2.純電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制原理

如圖1所示，整車控制器VCU采集到空調(diào)A/C開關(guān)信號(hào)、空調(diào)壓力開關(guān)信號(hào)、蒸發(fā)器溫度信號(hào)、風(fēng)速信號(hào)以及環(huán)境溫度信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理形成控制信號(hào)，通過CAN總線傳輸給空調(diào)控制器，由空調(diào)控制器控制空調(diào)壓縮機(jī)高壓電路的通斷。

圖1 北汽EV160純電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)控制原理圖

3.北汽EV160汽車空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)電路原理

北汽EV160汽車空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)電路原理如圖2所示。

圖2 北汽EV160汽車空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)電路原理圖

空調(diào)繼電器控制壓縮機(jī)12V低壓電源，低壓電源電壓是空調(diào)壓縮機(jī)控制器的通信信號(hào)傳輸及控制功能得以正常運(yùn)行的可靠保證。整車控制器VCU通過數(shù)據(jù)總線“CANH、CANL”與空調(diào)壓縮機(jī)控制器相連接，再由壓縮機(jī)控制器控制空調(diào)壓縮機(jī)的高壓電源線“DC+與DC-”通斷。高壓互鎖信號(hào)線在高壓上電前確保整個(gè)高壓系統(tǒng)的完整性，使高壓電處于一個(gè)封閉的環(huán)境下工作，提高安全性。空調(diào)壓縮機(jī)的高壓線束與低壓線束相互獨(dú)立，線束的各個(gè)端子定義如圖3和圖4，其中高壓端子B與DC+對(duì)應(yīng)，為高壓電源正極，A與DC-對(duì)應(yīng)，為高壓電源負(fù)極。

圖3 空調(diào)壓縮機(jī)低壓連接器

圖4 空調(diào)壓縮機(jī)高壓線連接

空調(diào)壓縮機(jī)是空調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)力，當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)工作的時(shí)候，壓縮機(jī)使制冷劑在制冷系統(tǒng)中正常循環(huán)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)制冷。一旦壓縮機(jī)有故障不能正常工作，空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)無法運(yùn)行，當(dāng)然也就無法制冷了。因此壓縮機(jī)就象汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、人體的心臟，是空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)力的源泉。圖5為北汽EV160純電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的外部結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)及其控制器連接在一起，形成整體結(jié)構(gòu)。

圖5 北汽EV160純電動(dòng)汽車空調(diào)壓縮機(jī)

二、電動(dòng)壓縮機(jī)常見故障原因及排除

空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)不能工作的故障有機(jī)械故障和電子控制系統(tǒng)方面的故障，其常見故障原因及排除方法見表1。

三、北汽EV160汽車空調(diào)電動(dòng)壓縮機(jī)及控制線路的檢測(cè)

1. 空調(diào)壓縮機(jī)故障的判別

把點(diǎn)火開關(guān)旋至“ON”檔，打開空調(diào)“A/C”開關(guān)，風(fēng)量開至最大，觀察發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)工作正常，但無冷風(fēng)，汽車儀表無高壓絕緣性故障描述，進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓縮機(jī)不工作，初步斷定為空調(diào)壓縮機(jī)或其控制系統(tǒng)的問題，決定對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)及其控制線路進(jìn)行診斷，查找故障原因，并修復(fù)排除故障。

壓縮機(jī)維修診斷關(guān)系到高壓危險(xiǎn)，操作前一定要穿橡膠絕緣鞋，戴絕緣手套。嚴(yán)格按照高壓電的操作規(guī)范操作。舉升汽車，拆下空調(diào)壓縮機(jī)低壓連接器，識(shí)別壓縮機(jī)低壓連接器及高壓線束(圖6)。

圖6 空調(diào)壓縮機(jī)低壓連接器與高壓連接器

2. 測(cè)量搭鐵線、CAN總線

點(diǎn)火開關(guān)處于“OFF”狀態(tài)，斷開空調(diào)壓縮機(jī)低壓連接器，分別測(cè)量搭鐵線、CAN總線。

(1)搭鐵線的測(cè)量

用萬用表測(cè)量低壓連接器4號(hào)腳與車身之間的電阻(圖7)，其正常電阻應(yīng)不超過1Ω，如果電阻無窮大，則故障為搭鐵線斷路。若搭鐵線有故障，壓縮機(jī)控制器無法控制壓縮機(jī)工作。

圖7 搭鐵測(cè)量

表1 電動(dòng)壓縮機(jī)常見故障分析

(2)空調(diào)壓縮機(jī)CAN總線電阻的測(cè)量

用萬用表測(cè)量低壓連接器5號(hào)腳與6號(hào)腳之間的電阻(圖8)，其電阻值約60Ω，若電阻無窮大，故障為斷路，若電阻接近于0，則可能為CANH與CANL短路或與其連接的相關(guān)部件有短路現(xiàn)象。

圖8 CAN總線電阻測(cè)量

(3)空調(diào)壓縮機(jī)CAN總線的搭鐵短路測(cè)量

用萬用表分別測(cè)量低壓連接器5號(hào)腳與車身、6號(hào)腳與車身之間的電阻(圖9)，電阻值應(yīng)為無窮大，若電阻接近于0，故障為導(dǎo)線有搭鐵現(xiàn)象。導(dǎo)線搭短路往往是由于導(dǎo)線絕緣膠老化、磨損導(dǎo)致導(dǎo)線的金屬直接與車身相通。

圖9 CAN總線短路測(cè)量

3.空調(diào)壓縮機(jī)高壓互鎖信號(hào)線的測(cè)量

用萬用表測(cè)量空調(diào)壓縮機(jī)低壓接口內(nèi)部2號(hào)腳與3號(hào)腳之間的電阻(圖10)，電阻值應(yīng)小于1Ω，如果電阻無窮大，故障為線路斷路。

圖10 高壓互鎖測(cè)量

4.12V低壓電源線測(cè)量

點(diǎn)火開關(guān)旋至“ON”檔，用萬用表測(cè)量低壓連接器1號(hào)腳的直流電壓(圖11)，電壓值應(yīng)為9～14V，如果測(cè)得電壓0，則檢查FBII/7.5A熔絲、空調(diào)繼電器，若保險(xiǎn)及繼電器良好，那么檢查低壓連接器1號(hào)腳與FBII/7.5A熔絲之間有否斷路。

圖11 低壓電源電壓測(cè)量

5．空調(diào)壓縮機(jī)高壓線A、B線電流的測(cè)量

連接空調(diào)壓縮機(jī)低壓連接器，把點(diǎn)火開關(guān)旋至“ON”檔，打開空調(diào)“AC”開關(guān)，把風(fēng)量開至最大，用數(shù)字鉗形表分別測(cè)量A線和B線的電流(圖12)，電流值應(yīng)為1～1.5A,若電流值為0，檢查動(dòng)力電池高壓線連接器以及高壓控制盒高壓線束連接器，如果連接器正常，則為空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)部控制器故障。

圖12 高壓線電流測(cè)量

四、修復(fù)及檢驗(yàn)

把檢查出的故障點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)或更換元件，連接空調(diào)壓縮機(jī)高壓連接器與低壓連接器，裝復(fù)蓄電池負(fù)極，確保各元件連接正常。把點(diǎn)火開關(guān)旋至“ON”檔,打開空調(diào)“A/C”開關(guān),風(fēng)量開至最大，空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)工作正常；用壓力表組測(cè)量空調(diào)系統(tǒng)高低管路壓力，低壓：0.25～0.35MPa,高壓：1.3～1.5MPa，不開空調(diào)時(shí)，系統(tǒng)低壓側(cè)與高壓側(cè)壓力平衡，壓力：約0.6MPa。