淺談新能源汽車空調系統工作原理與檢修注意事項

徐已昆

【摘? 要】在能源缺乏和環保需求的壓力下，新能源汽車成為汽車未來的發展方向，我國為新能源汽車特別是純電動汽車的發展提供有利的政策支持，使得純電動汽車的銷量大步上升。本文介紹純電動汽車空調的特點、工作原理、檢修注意事項，分析電動汽車空調不涼的常見故障和檢修方式。

【關鍵詞】新能源汽車;空調系統;工作原理;檢修;注意事項

一、新能源車輛暖風和空調系統簡介

1.傳統皮帶式空調系統

有些混合動力汽車采用的是傳統皮帶式空調壓縮機，如果空調系統工作時，車輛的怠速停止（怠速啟停）功能使發動機關閉，那么空調壓縮機也會停止工作，但車輛的鼓風機會繼續向車內輸送空氣，最終使空調壓縮機不工作。雖然這在某種程度上可以讓乘車人員感到涼爽，但發動機停機時間過長可能會使人難受，例如長時間等紅綠燈時。這類車輛通常能夠取消怠速啟停，并激活發動機工作，使其滿足任意長時間的空氣調節需求。

2.電動式空調系統

傳統的皮帶式空調系統有時會大幅拉低車輛的燃油經濟性，但電動空調壓縮機比傳統的空調壓縮機更有效率，尤其當電機由類似于動力電池組這樣的高壓部件來供給較高電壓時。

一般而言，電動空調壓縮機是通過小型變頻器驅動的交流電動機帶動。壓縮機的變頻器可以整合到壓縮機組件中，或者也可以并入到車輛的主變頻器組件等部件里。電動空調壓縮機將電動機整合到了空調壓縮機室中后，壓縮機并非由離合器控制，因為壓縮機可以通過改變電動機轉速來不斷改變其輸出功率。影響壓縮機輸出功率的因素包括蒸發器溫度、車廂溫度、環境溫度及目標蒸發器溫度等。電動空調壓縮機沒有采用軸端密封設計，這使得以往傳統空調中軸端泄露的情況不會發生。

電動空調壓縮機通過使系統制冷劑在電動機周圍或附近循環進而使電動機冷卻。由于空調系統的冷凍機油懸浮在制冷劑中，因此，冷凍機油一定不能導電。常規的冷凍機油會污染系統，可能會導致汽車的車載診斷系統設定診斷故障碼（DTC）出現高壓電接地的故障。在這種情況下，難以從系統中徹底清除污染油，有時可能需要更換整個部件。

3.混合式空調系統

這里的“混合”式空調系統與混合動力汽車無關，混合式空調系統是由皮帶式空調壓縮機和電動空調壓縮機共同組成的混合一體機。2006～2011款的本田思域混合動力汽車就采用的此種類型。正常工作時，空調控制系統會選擇最有效率的機械驅動模式或電驅動模式，它既可以由發動機驅動，也可以由電動機驅動，還可以由兩者一起驅動。當發動機不工作時，電動機就可以驅動空氣壓縮機繼續工作，保證車內的溫度。如果室外溫度特別高，需要高速制冷，而單靠電動機驅動已經滿足時，發動機系統就會自動啟動，將冷氣源源不斷地供到車內。當車內溫度已經穩定到最佳水平時，發動機又會自動關閉，從而節約油耗。

4.遙控空調系統

遙控空調系統能讓駕駛員只通過智能手機應用程序或按一下汽車密鑰卡按鈕就可以激活空調系統。在傳統的混合動力汽車中，車內空調運行時間取決于動力電池的荷電量（SOC），使用手機應用或汽車密鑰卡遙控空調打開后，最多可運行3min時間。在插電式混合動力汽車中，遙控空調最多可以運行10min，這是因為車內空間越大所需空調運作時間越多。

當發出激活遙控空調系統的命令后，如果車門尚未鎖上，則車輛的控制系統會鎖住車門;并閉合電池包的高壓主繼電器，從而使電池包可以帶動空調壓縮機工作。但是，雖然高壓主繼電器處于閉合狀態，遙控空調系統其實并沒有使車輛上電（READY為ON）。在遙控空氣調節超時、動力電池的荷電量低于規定I值、車輛的車門處于解鎖狀態等情況下，它將發出關閉遙控空調系統的命令。

5.車內太陽能通風系統

有些混合動力汽車和純電動汽車將太陽能電池板安裝在汽車的車頂，當車輛斷電（READY為OFF）且在炎熱的天氣下停車時，可以打開太陽能通風系統使車內通風透氣，但是太陽能電池板不會為車輛動力電池包充電。

通常情況下，太陽能通風系統是通過開關來控制的。當車內溫度上升到高于規定溫度值時，如果接通太陽能通風系統并且太陽能電池板能夠輸出足夠的電壓，太陽能電池板的電流就會激活汽車內部風機。在昏暗或多云的天氣，太陽能通風系統可能無法產生足夠的電壓。有些太陽能通風系統還可以控制車內通風口。所以風扇控制器通常是獨立安裝的，這樣就使太陽能電池板的電壓與汽車的電氣系統分隔開來。

二、新能源汽車空調系統的檢修方案分析

1.新能源汽車空調系統維修保護措施分析

維護人員在進行故障排查維修時必須注意安全防護措施。采取外部防護措施，如穿戴絕緣防護手套，絕緣橡膠鞋以及防護眼鏡等。這些安全防護產品在選用時必須按照額定壓力大于待測量的最高壓力值，且不得損壞。在進行維護工作之前，必須使用警示欄進行安全隔離，并建立高壓警告標志，以避免發生安全事故。在修理車輛時，將設立一名專職監護人員來監督所有維護過程，監督維修過程中所有規范的操作。拆下緊急維護開關10分鐘后，用萬用表測量車輛的高壓電路，以便系統的高壓部分可以在沒有電的情況下進行維修。在修理高壓系統之前，將主體接地線連接到純電動車專用維護站的地線上。

2.新能源汽車空調維修操作規范要求

為了檢修和排查新能源汽車的空調系統所面臨的問題，必須嚴格遵循以下維護措施，目的是防止事故的產生。首先，關閉點火開關并將鑰匙移出智能系統的檢測范圍，同時斷開輔助電池的負極。其次，維修人員必須戴上專業的防護工具，并采用警示桿等安全隔離措施。最后，將橙紅色維修桿與高壓電池斷開，等待10分鐘以上，確保變壓器內的高壓電源為0V后，方可根據實際故障現象修復故障。

三、新能源汽車空調系統的發展趨勢

新能源汽車作為節能減排和新興戰略產業的重要內容發展趨勢是加大使用高品位能源的比重，能源使用效率也要越來越高，新能源汽車的空調系統作為汽車能源消耗的主要部分也必須要符合這一發展趨勢。制冷系統和制采暖系統是空調系統的兩大耗能部分，制冷系統的主要能源消耗集中在壓縮機上，他一般需要消耗機械能或者電能等高品位的能源;制熱系統的能源消耗量更大一些，但其可以利用余熱等低品位的能源。因此應根據整車的能源配置情況合理選擇空調系統的技術方案。新能源汽車空調系統的明顯優勢就是高效節能，這也是空調系統研發的核心問題，要進一步研究新技術提升這種優勢。

對于制冷系統，利用新技術來提高COP值，如高效率低溫差熱交換器技術研究（包括蒸發器和冷凝器）、能量回收型的節流膨脹裝置研究和高效率壓縮機技術研究等。對于采暖系統，希望能夠盡量回收余熱，在余熱小能滿足需求時應盡量減少對高品位能源的消耗。如可以研究熱泵制熱技術，該技術理論上能達到3以上的制熱能效比。電動汽車熱泵空調系統就是這種發展趨勢，在其熱泵空調系統的風道中，采用了車內冷凝器和蒸發器的結構。制冷工況循環為：由壓縮機經四通閥至車外冷凝器，再經電子膨脹閥1、車內蒸發器制冷后回到壓縮機。制熱及除霜工況循環為：由壓縮機經四通閥至車內冷凝器，再經電子膨脹閥2節流、車外冷凝器蒸發換熱后通過電磁閥回到壓縮機。

結語

新能源汽車空調系統與傳統的空調系統相比較，更加高效和節能，但在控制與維修方面變得更加復雜，需要全面深入地了解和掌握全電動空調系統的控制原理與故障診斷方法，充分利用全電動空調系統的故障自診斷功能，才能排除故障。

參考文獻

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