新能源汽车空调系统工作原理与检修注意事项

刘明瑞

（广州市交通运输职业学校，广东 广州 510440）

随着能源使用问题和节能环保意识的增强，新能源汽车的发展成为各国汽车发展的主要方向，中国《电动汽车科技发展“十二五”专项规划 （摘要）》指出，发展电气化程度比较高的纯电动汽车，是中国新能源汽车技术发展的重中之重。目前，新能源汽车销量已经有了很大提升，其与传统燃油汽车有较大不同，其中空调系统的工作就是其中之一。要想解决未来新能源汽车空调系统的维护检修，需要对新能源汽车空调系统具有新的学习和认识。

1 新能源汽车空调系统组成及工作原理

新能源汽车空调系统由空调压缩机、空调驱动电机、空调风管总成、空调管路总成、冷凝器、空调控制面板及相关传感器等组成。

新能源汽车空调采取电力驱动空调压缩机，空调压缩机由高压电动机驱动，不再由发动机皮带带动压缩机工作。在暖风形式上，新能源汽车没有由内燃机产生70℃以上的冷却液的热量来源，而要采用电加热方式产生暖风。电加热有两种方式：一种是通过高压加热类似传统空调与暖风系统中的冷却液，再经过循环为暖风水箱提供热量，如图1所示。另一种是直接通过高压电驱动PTC加热器来加热经过蒸发箱的空气实现暖风。PTC加热器是正温度系数热敏电阻，是制造热源的主要来源，PTC最大的优势就是发热速度快，温度高且可控，使用方便，安装在暖风蒸发箱总成内部。

空调压缩机是三相永磁同步直流电动机，由变频器将电池提供的直流电转换成交流电，向三相永磁同步电机供电，驱动汽车空调压缩机工作，如图2所示。

图1 高压加热冷却再制暖方式

图2 电驱动空调压缩机

图3 新能源汽车空调控制原理

新能源汽车空调通过空调控制器接收到各传感器的信号，如温度传感器、面板控制开关信号等，通过主控ECU计算，控制空调驱动电机，从而控制空调压缩机、PTC加热器是否工作从而控制出风模式，新能源汽车空调控制原理如图3所示。新能源汽车空调制热系统与传统汽车制热方式不一样，新能源汽车空调制热系统包括空调ECU、阳光传感器、车内外温度传感器、速度传感器、控制开关信号、空调电源，DCDC转换器、驱动电动机、PTC加热元件等，其空调控制系统结构如图4所示。

PTC加热器受空调ECU的控制，直接由高压电源供电，ECU根据阳光传感器、车内外温度传感器、速度传感器、控制开关信号等计算，根据不同要求，实现对PTC加热器控制，从而控制空调暖风系统。

图4 空调控制系统结构图

2 新能源汽车空调故障现象与检修注意事项

2.1 新能源汽车空调故障现象

新能源汽车空调故障与传统汽车空调故障是一样的，都是不能制冷或制冷不足、暖风失效。其故障现象有：压缩机高压驱动电机故障、压缩机内部故障、冷凝器散热不良、冷凝风扇不工作、制冷剂不足、制冷剂水分含量超标、冷冻机油过多、管路有空气、蒸发器鼓风机工作不良、蒸发器脏堵、膨胀阀堵塞、膨胀阀开度过大或过小、控制面板故障、空调出风口堵塞等。

2.2 新能源汽车空调检修注意事项

空调系统故障现象表现与传统空调故障现象表现一致。但在维修过程中，由于新能源汽车空调采用了高压电驱动压缩机，因此，不能与传统汽车空调故障排除一样，它涉及高压动力电池、高压配电箱、驱动电机、DC-DC转换器、电动压缩机总成、PTC加热器等，为确保维修人员的安全，按规范要求操作检修，需要注意以下维修注意事项。

1）车辆维修过程中涉及高压部件需要标明高压勿动警示牌。

2）维修操作人员不得携带手表、项链等金属物品，穿戴个人安全防护设备。

3）没有取得高压安全操作许可证的，不允许对高压部件进行维修操作。

4）需要设置维修安全区域，并设置高压操作警示牌，他人不得随意移除。

5）对高压部件维修前，检查所有绝缘工具绝缘性，检查绝缘手套的绝缘性和密封性能。

6）断开点火开关，拔出钥匙并放到安全区域。

7）移除车辆上的所有外部电源，含12 V蓄电池，拆下12 V蓄电池负极电缆，远离负极区域。

8）戴上绝缘手套，单手将动力电池维修把手拆下，并放在口袋里，防止他人误安装维修把手。

9）拆下维修把手，静置10 min后，保证高压能量释放完毕，方可操作高压部件。

10）在维修车辆期间，要有两位取得高压安全操作许可证的人同时进行工作，一人作为工作监护人，负责监督维修过程，如发生触电事故时，监护人应立即采取有效措施执行急救。

3 结束语

新能源汽车采用高压动力电池作为动力源，其系统工作跟传统燃油机汽车有很大区别 ，如驱动方式、能量回收、空调系统工作，都是高压电作为能量。在维修过程中，如果不能严格执行安全规范操作，很容易引起触电危险。因此，作为维修人员，要认真学习高压电安全操作规范，同时要懂得新能源汽车各系统工作原理和控制方式，为新能源汽车发生故障时，更好、更有效地为顾客排除故障。