新能源汽車的空調故障檢測與維修探討

摘要：隨著新能源汽車普及，空調系統性能與可靠性備受關注。探討新能源汽車空調系統的結構、工作原理及運行特點，并針對制冷與暖風系統的常見故障，提供檢測與維修流程。通過儀表檢查、控制器及線束排查，以及萬用表測量，分析制冷不佳、暖風不熱等問題原因，并給出維修建議。同時，總結制冷劑不足、冷凝器堵塞、空調濾芯堵塞、壓縮機故障及控制系統故障等處理方法，為維修人員提供技術指導，確保空調系統正常運行，提升駕駛舒適性與安全性。

關鍵詞：新能源汽車；空調故障；檢測維修；處理方法

中圖分類號：U469.7" 收稿日期：2024-12-25

DOI：1019999/jcnki1004-0226202502030

1 新能源汽車空調系統結構與原理

1.1 空調系統的主要組成部分

為實現新能源汽車可持續發展與高質量應用，新能源汽車行業內部需要加強對維修保養問題的高度關注。新能源汽車的空調系統的結構如圖1所示，主要由如下幾個關鍵部分組成：

a.電源插頭是空調系統電力供應的入口，它連接新能源汽車的動力電池，為空調系統提供直流電源。在電動汽車中，這個直流電源隨后會被轉換為三相交流電源，以驅動空調壓縮機等關鍵部件。

b.高壓制冷劑輸出口位于壓縮機的高壓側，負責將高壓、高溫的制冷劑輸送到冷凝器。在冷凝器中，制冷劑會釋放熱量并冷凝成液態，為后續的蒸發制冷過程做準備。

c.油水分離器用于分離空調系統中的潤滑油和水分。在空調系統中，潤滑油用于潤滑壓縮機等機械部件，而水分則可能來自空氣中的濕氣。油水分離器通過物理或化學方法將油和水分離開來，確保空調系統的正常運行。

d.高壓排出閥門位于壓縮機的高壓側出口，用于控制高壓制冷劑的排放。當空調系統需要調節壓力或進行維護時，高壓排出閥門可以打開，釋放高壓制冷劑。

e.旋渦式壓縮機是空調系統的核心部件之一，它負責壓縮制冷劑并將其輸送到冷凝器。在新能源汽車中，旋渦式壓縮機通常由三相永磁同步電動機驅動，這種電動機具有體積小、質量輕、效率高等優點。

f.電動機軸是連接電動機和壓縮機的關鍵部件。它將電動機的旋轉運動轉換為壓縮機的壓縮動作，從而驅動制冷劑在空調系統中循環。

g.三相電機永磁轉子是三相永磁同步電動機的核心部件。它由永磁材料制成，具有固定的磁極。當定子繞組通電后，產生的旋轉磁場會與永磁轉子相互作用，使轉子同步旋轉，從而驅動壓縮機工作。

h.制冷劑進氣口位于壓縮機的低壓側，負責吸入低溫、低壓的制冷劑。這些制冷劑在壓縮機中被壓縮并加熱，隨后被輸送到冷凝器進行冷卻。

i.DC-三項AC變頻器是新能源汽車空調系統中的關鍵設備之一。它將動力電池提供的直流電源轉換為三相交流電源，以驅動三相永磁同步電動機。變頻器通過調節輸出頻率和電壓來控制電動機的轉速和轉矩，從而實現對空調制冷量的精確調節。

1.2 空調系統的工作原理

新能源汽車空調系統主要是基于制冷循環原理進行工作的。具體如下：a.當空調系統開啟時，壓縮機開始工作，將低溫低壓的氣態制冷劑吸入并壓縮成高溫高壓的氣態制冷劑。b.高溫高壓的氣態制冷劑通過冷凝器被冷卻并凝結成液態，同時釋放出大量的熱量。c.液態制冷劑通過膨脹閥/節流裝置進入蒸發器，在這里迅速膨脹并變成低溫低壓的氣態制冷劑，同時吸收大量的熱量，使蒸發器周圍的空氣溫度降低。d.被冷卻的空氣通過風道送入車廂內，實現制冷效果。與此同時，制冷劑再次被壓縮機吸入，開始新的制冷循環。

1.3 新能源汽車空調系統的特點

新能源汽車空調系統相比傳統燃油車空調系統有如下特點：a.新能源汽車通常采用電動壓縮機替代傳統燃油車的發動機驅動壓縮機。電動壓縮機有更高的能效比和更寬的調速范圍，能夠根據車廂內的實際需求精確調節制冷量。b.新能源汽車的熱管理系統通常將空調系統、電池冷卻系統、電機冷卻系統等集成在一起，實現熱量的高效利用和回收。這不僅能夠提高車輛的能效，還能夠減少熱管理系統的復雜性和成本。c.新能源汽車空調系統通常配備先進的傳感器和控制算法，能夠根據車內外的環境條件、乘客的舒適度需求以及車輛的能耗目標等因素進行智能化控制，實現更加精準、節能的制冷效果。

2 新能源汽車空調制冷系統故障檢測

2.1 儀表檢查

儀表板上的信息是判斷空調系統狀態的首要依據。對信息的判斷如下：a.觀察空調指示燈的閃爍情況或是否有故障碼顯示。這些指示燈與故障碼能夠直觀地告訴工作人員空調系統是否存在問題，以及問題可能出現在哪個環節。b.檢查車輛的電池電量和電壓也是必要的步驟，因為空調系統的運行依賴于穩定的電力供應。如果電池電量不足或電壓不穩，可能會導致空調壓縮機無法正常工作，進而影響整個空調系統的制冷效果。

2.2 空調控制器及線束檢查

空調控制器是空調系統的核心部件，負責接收來自各個傳感器的信號，并根據這些信號來控制空調系統的運行，因此對空調控制器的檢查十分重要。具體如下：a.需要檢查控制器外殼是否有損壞或腐蝕的跡象，以及控制器內部的電路板是否完好。b.線束的連接情況也不容忽視。線束是連接控制器和各個傳感器、執行器的橋梁，如果線束存在松動、斷裂或腐蝕等問題，可能會導致信號傳輸不暢或中斷，進而影響空調系統的正常運行。因此，需要仔細檢查線束的連接是否牢固，以及線束本身是否存在損壞。

2.3 萬用表檢測

萬用表是一種常用的電子測量工具，能夠幫助工作人員測量電壓、電流與電阻等參數，從而判斷空調系統中各部件的工作狀態。在進行萬用表檢測時要注意以下兩點：a.需要測量空調壓縮機的電壓和電流。如果電壓或電流異常，可能表明壓縮機存在故障，如電機損壞、電容器失效等。b.需要測量蒸發器溫度傳感器和冷凝器溫度傳感器的電阻值。這些傳感器的準確性對于空調系統的正常運行十分重要，因為它們能夠實時監測車廂內外的溫度，并將這些信息傳遞給控制器。如果傳感器的電阻值偏離正常范圍，可能會導致控制器誤判，進而影響空調系統的制冷效果。

2.4 制冷效果及原因分析

工作人員在完成上述檢查后需要對空調系統的制冷效果進行評估。如果制冷效果不佳，可能的原因有多種：a.制冷劑是空調系統中的關鍵物質，其能夠在蒸發器中吸收熱量，從而實現制冷效果。如果制冷劑不足就會導致蒸發器的制冷能力下降，進而影響整個空調系統的制冷效果。此時，工作人員需要補充制冷劑，并檢查是否存在泄漏點。b.冷凝器堵塞也是一個常見的問題。冷凝器是空調系統中的重要部件，它能夠將制冷劑中的熱量傳遞給外界環境。如果冷凝器堵塞就會導致制冷劑中的熱量無法及時散發出去，進而影響制冷效果。此時，工作人員需要清理或更換冷凝器。c.蒸發器結冰也是一個可能的問題。蒸發器結冰通常是因為制冷劑過多或蒸發器溫度傳感器故障導致的。當蒸發器結冰時，會嚴重影響其制冷能力，甚至導致空調系統無法正常工作。此時，工作人員需要調整制冷劑量或更換蒸發器溫度傳感器[1]。

3 新能源汽車空調暖風系統故障檢測

3.1 儀表及控制器檢查

對儀表和控制器的檢查：a.工作人員需要對車輛的儀表板進行仔細檢查，特別是與暖風系統相關的指示燈和顯示屏。如果暖風系統出現故障，儀表板上通常會顯示針對性的警告燈或錯誤代碼，這能夠作為初步判斷故障方向的依據。b.需要檢查暖風系統的控制器。控制器是暖風系統的“大腦”，負責接收來自各個傳感器的信號，并根據這些信號來控制暖風系統的運行。因此，需要檢查控制器的外觀是否有損壞或腐蝕的跡象，以及控制器內部的電路板是否完好；同時還需要檢查控制器與各個傳感器和執行器之間的連接是否牢固，從而保障信號的準確傳輸。

3.2 萬用表檢測

在進行儀表及控制器檢查后，需要使用萬用表對暖風系統的電路進行檢測，具體包括測量暖風系統的電源電壓、電流以及關鍵傳感器的電阻值等。

a.需要測量暖風系統的電源電壓，從而保障其處于正常范圍內。如果電源電壓過低或過高，都可能導致暖風系統無法正常工作。b.需要測量暖風系統的電流，從而判斷是否存在過載或短路等問題。如果電流異常，可能表明暖風系統的某個部件存在故障。c.需要使用萬用表測量關鍵傳感器的電阻值，如溫度傳感器和水溫傳感器等。這些傳感器的準確性對于暖風系統的正常運行十分重要。如果傳感器的電阻值偏離正常范圍，可能會導致控制器誤判，進而影響暖風系統的加熱效果[2]。

3.3 暖風故障原因分析

工作人員在完成儀表、控制器及萬用表檢測后，需要對暖風系統的故障進行原因分析。常見的暖風故障包括加熱不足、無加熱以及加熱不均勻等。

加熱不足或無加熱可能是因為暖風系統的加熱器芯體損壞或堵塞導致的。加熱器芯體是暖風系統的核心部件，它負責將冷卻液中的熱量傳遞給空氣，從而實現加熱效果。如果加熱器芯體損壞或堵塞，就會導致熱量無法有效傳遞，進而影響暖風系統的加熱效果。

除此之外，暖風系統的風扇也可能出現故障，導致空氣流動不暢或無法流動，進而影響加熱效果。風扇的故障可能是因為電機損壞、葉片變形或堵塞等原因導致的。

4 新能源汽車空調常見故障及維修建議

4.1 制冷劑不足及泄漏

制冷劑是空調系統中的關鍵物質，它負責在蒸發器中吸收熱量，從而實現制冷效果。如果制冷劑不足會導致空調系統的制冷能力下降，甚至完全失效。制冷劑泄漏是導致制冷劑不足的主要原因。對此情況，應使用專業的制冷劑檢測儀器檢查系統中的制冷劑壓力，確定是否存在泄漏。如果發現泄漏，應首先定位泄漏點，并對其進行修復。常見的泄漏點包括壓縮機密封、冷凝器接口、蒸發器接口等。在修復泄漏點后，應重新充注適量的制冷劑，并保障系統內的壓力達到規定值。另外，還應定期對系統進行維護檢查，及時發現并處理潛在的泄漏問題[3]。

4.2 冷凝器堵塞

冷凝器是空調系統中的另一個重要部件，它負責將制冷劑中的熱量傳遞給外界環境。如果冷凝器堵塞就會導致制冷劑中的熱量無法及時散發出去，進而影響制冷效果。對此情況，應使用高壓水槍或專用清洗劑對冷凝器進行清洗，去除表面的污垢和雜物。如果清洗后效果仍不明顯，應檢查冷凝器內部是否存在嚴重堵塞或損壞。在必要時，可更換新的冷凝器以保障系統的正常運行。平時要定期對冷凝器進行清洗和維護保持其良好的散熱性能。

4.3 空調濾芯堵塞

空調濾芯是空調系統中的重要部件，它負責過濾進入車廂內的空氣，防止灰塵、花粉等污染物進入。如果空調濾芯堵塞就會導致空氣流通不暢，進而影響空調的制冷和制熱效果。對此情況，工作人員應定期檢查和更換空調濾芯，保障其處于良好的工作狀態。在更換濾芯時，應選擇與原車型相匹配的濾芯型號，以保障過濾效果和空氣流通性。如果濾芯堵塞嚴重，能夠使用壓縮空氣或專用清洗劑進行清洗，但應注意不要損壞濾芯的結構和過濾性能[4]。

4.4 壓縮機故障

壓縮機是空調系統中的核心部件，它負責將制冷劑壓縮成高壓氣體，以便在蒸發器中釋放熱量。如果壓縮機出現故障，就會導致整個空調系統的制冷能力下降或完全失效。對此情況，應使用專業的診斷工具對壓縮機進行檢測，確定其是否存在故障。如果壓縮機出現故障，應首先檢查其內部的機械部件是否損壞或磨損嚴重。在必要時，要更換新的壓縮機以保障系統的正常運行。平時要定期對壓縮機進行維護和保養，延長其使用壽命。

4.5 空調控制系統故障

空調控制系統是新能源汽車空調系統的“大腦”，它負責接收來自各個傳感器的信號，并根據這些信號來控制空調系統的運行。如果控制系統出現故障，就會導致空調系統無法正常工作或工作異常。對此情況，應使用專業的診斷工具對控制系統進行檢測，確定其是否存在故障。如果控制系統出現故障，應首先檢查其內部的電路和元件是否損壞或失效。在必要時，要更換或修復控制系統的相關部件以保障其正常工作。平時要定期對控制系統進行維護和保養，避免因灰塵、潮濕等環境因素導致的故障[5]。

5 結語

新能源汽車的空調故障檢測與維修是保障車輛內部環境舒適與駕駛安全的重要環節。通過科學嚴謹的故障檢測流程能夠準確識別空調系統存在的問題，從制冷劑不足、冷凝器堵塞到壓縮機故障，每一環節都不容忽視。維修過程中，采用高質量的配件與專業的維修技術，不光能迅速恢復空調系統的正常工作，還能有效延長其使用壽命。除此之外，定期的維護與保養對于預防空調故障同樣十分重要，它能幫助工作人員及時發現并處理潛在問題，避免故障的發生。隨著新能源汽車技術的不斷進步，空調系統的故障檢測與維修也將更加智能化、高效化。同時，工作人員應持續關注新技術的發展，不斷提高自身的維修技能與服務水平，為新能源汽車用戶提供更加優質的空調故障檢測與維修服務，共同促進新能源汽車行業的持續健康發展。

參考文獻：

[1]吳秀琴新能源汽車空調系統故障診斷與排除策略研究[J]汽車測試報告，2024（2）：61-63

[2]任濤新能源汽車維修保養技術分析[J]中國設備工程，2023（24）：93-95

[3]梁耀杰新能源汽車自動空調控制原理的研究[J]大眾科技，2023，25（11）：85-88

[4]梁娜新能源汽車維修與故障診斷技術分析[J]內燃機與配件，2023（18）：90-92

[5]范中心，湯曉東汽車空調系統中電機傳感器的滑模故障診斷方法[J]重慶理工大學學報（自然科學），2020，34（8）：43-49

作者簡介：

萬翔，女，1991年生，講師，研究方向為新能源汽車檢測與維修技術。