新能源汽車空調教學臺架設計

楊小剛

摘 要：本文針對教學中的新需求，分析傳統汽車空調教學臺架存在的問題，展示了在充分調研的基礎上重新進行新能源汽車空調教學臺架方案設計和制作的流程。新的空調教學臺架直觀適用，便于開展理實一體化教學，具有較大的市場推廣價值。

關鍵詞：新能源汽車；空調；教學臺架

中圖分類號：U463.851-4；G712 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）05-0135-02

Design of Air Conditioning Teaching Platform Based on New Energy Vehicle

YANG Xiaogang

（Tianjin Sino-German University of Applied Sciences， Tianjin 300350）

Abstract： Aiming at the new demand in teaching， this paper analyzed the problems existing in the traditional automobile air conditioning teaching platform， and demonstrated the process of designing and making the new energy vehicle air conditioning teaching platform based on the full investigation. The new air conditioning teaching platform is intuitionistic and applicable， so it is easy to carry out the integrated teaching of physical and practical， and has considerable market value.

Keywords： new energy vehicle；air conditioning；teaching platform

隨著新能源汽車產業的飛速發展，新能源汽車空調系統的技術發展也是日新月異。基于此，職業學校應該順應市場變化，加大新能源汽車空調技術方面的教學比重，對新能源汽車空調獨立開課，這必然會增大新能源汽車空調教學臺架的需求[1]。本文主要探討新能源汽車的空調教學臺架設計。

1 傳統汽車空調教學臺架存在的問題

傳統汽車空調系統大部分總成都安裝在汽車儀表臺下方，不容易觀察和講解。在教學過程中，需要首先移除汽車的儀表臺才能看到相關元件。由于地方狹小，只有近前的少量同學可以看到，教學質量較差。由于不能看到空調系統的整體結構，因此，無法培養學生系統的診斷思路。而借助新能源汽車空調教學臺架進行教學，可以有效解決該問題。

2 新能源汽車空調教學臺架的總體設計方案

經過項目組成員的前期調研和方案開發，筆者重新制定了新能源汽車的空調臺架方案。新的新能源汽車空調教學臺架主要由電動渦旋式空調壓縮機、控制單元、冷凝器、電子風扇、空調儲液干燥器、蒸發器總成、通風系統、膨脹閥、保險盒、電源、操作面板、高低壓循環管路及連接線束等零部件和總成組成。

新能源汽車空調教學臺架的整體元件布局應盡量與實車的安裝位置對應，為學生后期在實車上對空調系統進行維護和維修打下良好基礎。臺架底座采用方鋼管進行組裝焊接。為了滿足實際教學過程中的便利性，要盡量縮小整個教學臺架的外觀尺寸。

3 新能源汽車空調教學臺架電路設計

圖1是設計的新能源汽車空調教學臺架的電路簡圖。現在筆者具體分析新能源汽車空調教學臺架的電路。

3.1 通風系統電路設計

在點火開關位于ON位置時，打開送風開關后，電流從電源正極出發，依次經過點火開關、保險F9，抵達前鼓風機開關。選擇風量開關1擋時，從前鼓風機開關出來后串接兩個分壓電阻，然后過前鼓風機后經由搭鐵構成回路。由于分壓電阻的分壓作用，前鼓風機獲得較低的電壓，構成低速擋。選擇風量開關2擋時，從前鼓風機開關出來后串接一個分壓電阻，然后過前鼓風機后經由搭鐵構成回路。由于減少了1個分壓電阻進行分壓，前鼓風機獲得的電壓提高，轉速升高，構成中速擋。選擇風量開關3擋時，從前鼓風機開關出來時電流不再串接分壓電阻，直接過前鼓風機后經由搭鐵構成回路，沒有分壓電阻的分壓，前鼓風機獲得最高電壓，轉速最高，構成高速擋。

后鼓風機采用與前鼓風機相同的電路，利用串接進電路不同數量的分壓電阻，形成3級風量調節。

3.2 電磁離合器電路設計

3.1.1 電磁離合器控制電路設計。在點火開關位于ON位置時，電流從蓄電池正極出發，依次通過點火開關、保險F9，然后抵達風量開關。無論風量開關處在1、2、3擋的哪個檔位，A/C開關都會得到供電。當然，如果風量開關處于關閉狀態，電磁離合器不會吸合。A/C開關也應該處于無電狀態。電流經過A/C開關后形成兩個分支，一路分支通向發光二極管指示燈，當A/C開關被按下時，指示燈點亮；另一分支依次經過A/C開關和壓力開關后與控制單元的紅色線3號管腳相連，為控制單元供電，同時提供風量開關信號、A/C開關信號和壓力開關信號。當然，控制單元的4號管腳要與臺架搭鐵構成回路。

3.1.2 電磁離合器主電路設計。在點火開關位于ON位置時，電路依次通過常電保險F1、壓縮機繼電器的開關，然后接通電磁離合器，最后通過電磁離合器外殼的搭鐵形成閉合回路，讓電磁離合器處于工作狀態，啟動空調壓縮機。

3.3 冷凝風扇的電路設計

3.3.1 冷凝風扇控制電路設計。控制單元首先采集蒸發器溫度傳感器等各項輸入信號，然后和存儲的邏輯信息進行判斷，結果需要接通電磁離合器時，就從控制單元的1號管腳輸出電源電壓，給壓縮機繼電器通電。與此同時，冷凝風扇繼電器的線圈也得到了電流，繼電器觸點開關接通，從而讓冷凝風扇主電路構成回路，冷凝風扇開始工作。

3.3.2 冷凝風扇主電路設計。冷凝風扇主電路中的電流從電源正極出發，首先到達常電保險F1，然后接通冷凝風扇繼電器的觸點開關，最后經過冷凝風扇的電機后經過搭鐵構成回路。如果此時電磁離合器處于工作狀態，冷凝風扇的主電路就會接通，冷凝風扇就會開始旋轉，帶走冷凝器的熱量。

4 新能源汽車空調教學臺架的特點

項目組從職業教育教學的教學實訓特點出發，結合學校具體的實訓環境，重新設計制作了新能源汽車空調實訓臺。新能源汽車空調教學臺架既能演示空調系統的工作狀態，又具備強大的故障設置功能，能模擬實車上空調的各種工況，讓學生用合理的方式排除故障，培養學生的故障診斷能力。總的來說，筆者新研制的新能源汽車空調實訓臺架具有以下幾個突出特點。

4.1 成本便宜、結構簡單

新能源汽車空調實訓臺架的主要部件是一套低壓電動渦旋式空調壓縮機，購買渠道廣，費用低。新能源汽車空調實訓臺架配置專用控制單元，利用這個控制單元就可以控制空調工作，不需要配備專用的發動機電腦，大大降低了臺架的制造成本。

4.2 便于學生學習空調基本原理和維修技術

新能源汽車空調實訓臺架舍棄了整車中與空調系統無關的其他結構，使空調系統的主要總成可視化，借助實訓臺架，學生可以直觀地看到整個空調系統的內部構造和管路連接關系。學生借助學習手冊，結合實訓臺架，極易地就可以掌握新能源汽車空調系統的工作原理。教師利用實訓臺架設置故障讓學生排除，可以實現理實一體化教學。

5 結論

新能源汽車空調教學臺架設計制作完成后，在本校汽車相關專業的新能源汽車空調課程的教學過程中開展試用，反響良好。在理論教學過程中，教師可以利用新能源汽車空調教學臺架講解汽車空調制冷系統、通風取暖系統和控制系統的組成及工作原理。在實訓操作教學過程中，學生可以在臺架上進行汽車空調測壓、檢漏、抽真空、冷媒加注等空調系統常規保養操作，也可以進行汽車空調鼓風機不工作、汽車空調電磁離合器不工作故障排除等實訓操作。新能源汽車空調實訓臺架既可以實現學生的可視化學習，又滿足了教師低成本維護的教學需求，基本達到了設計目標。

參考文獻：

[1]曹汝恒，劉松，張書義，等.新能源汽車空調系統的現狀及發展趨勢[J].汽車實用技術，2016（6）：106-108.