新能源汽車構(gòu)造 課件 項(xiàng)目6 空調(diào)系統(tǒng)認(rèn)知

項(xiàng)目6空調(diào)系統(tǒng)認(rèn)知項(xiàng)目目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：1.培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神，弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀。2.培養(yǎng)學(xué)生的敬業(yè)精神，爭(zhēng)做精益求精的“大國工匠”。3.培養(yǎng)學(xué)生的誠信品質(zhì)，講規(guī)矩、講原則，遵守國家法律法規(guī)。4.培養(yǎng)學(xué)生的友善品質(zhì)，分工協(xié)作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、相互幫助、共同進(jìn)步。5.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成服從管理、規(guī)范作業(yè)、安全工作的良好工作習(xí)慣。知識(shí)目標(biāo)：1.能夠描述新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成、類型及作用。2.能夠描述新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的組成及工作原理。3.能夠描述新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的作用。4.能夠描述新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的加熱方式。5.能夠描述新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、工作原理與檢修方法。能力目標(biāo)：1.能夠進(jìn)行新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)拆裝。2.能夠進(jìn)行新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)基本檢查。3.能夠檢測(cè)空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的主要部件。4.能夠?qū)TC加熱器進(jìn)行更換。任務(wù)6-1空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)造認(rèn)知與拆裝任務(wù)導(dǎo)入一輛比亞迪秦EV電動(dòng)汽車，故障是空調(diào)無暖風(fēng)，你的主管把該車的診斷與檢修的任務(wù)分配給你，你能完成這個(gè)任務(wù)嗎？知識(shí)準(zhǔn)備一、新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)作用汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)是將冷空氣送入熱交換器，吸收某種溫度的熱量，提高空氣的溫度，并將熱空氣送入車內(nèi)。汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的作用如下：1）與蒸發(fā)器一起共同將空氣調(diào)節(jié)到使人感到舒適的溫度。2）在寒冷的冬季向車內(nèi)供暖，提高車內(nèi)空氣的溫度。3）當(dāng)車窗結(jié)霜，影響駕駛?cè)撕统丝偷囊暰€，不利于行車安全時(shí)，可通過采暖裝置吹出熱風(fēng)來除霜。

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻、電子開關(guān)模塊、風(fēng)機(jī)、輪式換風(fēng)器、PTC加熱器、溫度傳感器，出風(fēng)風(fēng)道、出風(fēng)口等元件構(gòu)成，電子開關(guān)模塊包括場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、光電耦合器等部件。PTC加熱器作為加熱元件，通過動(dòng)力蓄電池為其供電，由電子開關(guān)模塊控制其通電發(fā)熱，風(fēng)機(jī)和輪式換風(fēng)器實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)的輸送及風(fēng)向的改變。暖風(fēng)溫度采用PTC電阻加熱器，安全可靠，能自行調(diào)整駕駛室內(nèi)溫度。如圖6-1-1所示。圖6-1-1

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)二、新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的加熱方式新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車主要區(qū)別在于加熱方式不同，以下介紹新能源汽車暖風(fēng)的加熱方式。1.PTC加熱器的加熱方式純電動(dòng)汽車沒有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有了溫度，因此需要靠PTC加熱器的熱能來采暖。PTC是正溫度系數(shù)（Positive

Temperature

Coefficient）”的英文縮寫。

1950年荷蘭人Haayman偶然首次發(fā)現(xiàn)了BaTiO3陶瓷的PTC鐵電效應(yīng)，之后探索這種機(jī)理的研究一直引人矚目。PTC自理論問世至工業(yè)化生產(chǎn)走過了20余年的歷史,而PTC產(chǎn)品的大量使用是在近40年的事情。目前，PTC技術(shù)已成為現(xiàn)代化工業(yè)的重要組成部分。作為一種新型熱敏電阻材料，其主要用途可分為開關(guān)和發(fā)熱兩大類別。利用PTC材料的熱敏特性，制成熱敏開關(guān)類產(chǎn)品。利用發(fā)熱類PTC性能穩(wěn)定、升溫迅速、受電源電壓波動(dòng)影響小等特性，制成的各種加熱器產(chǎn)品，已成為金屬電阻絲類發(fā)熱材料最理想的替代產(chǎn)品。目前，已大量應(yīng)用于電動(dòng)汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)，電動(dòng)汽車除霜機(jī)等。PTC加熱器（圖6-1-2）采用PTCR熱敏陶瓷元件，由若干單片組合后與波紋散熱鋁條經(jīng)高溫膠黏結(jié)成，具有熱阻小、換熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。它的最大特點(diǎn)在于其安全性，即遇風(fēng)機(jī)故障堵轉(zhuǎn)時(shí)，PTC加熱器因得不到充分散熱，功率會(huì)自動(dòng)急劇下降，此時(shí)加熱器的表面溫度維持限定溫度（一般為240℃左右），從而不致產(chǎn)生電熱管類加熱器表面的“發(fā)紅”現(xiàn)象，排除了發(fā)生事故的隱患。圖6-1-2

PTC加熱器PTC加熱器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，如圖6-1-3所示。1）加熱器：由2組電熱阻絲并聯(lián)組成，單獨(dú)控制。2）溫度傳感器：檢測(cè)加熱器本體的溫度，控制加熱器導(dǎo)通和切斷。

3）熔斷器：防止加熱器失控發(fā)生火災(zāi)。圖6-1-3PTC加熱器結(jié)構(gòu)示意圖2.加熱絲加熱冷卻液的方式來取暖

新能源汽車?yán)鋮s液的作用一方面是給汽車上的容易發(fā)熱的元件（如電機(jī)等）散熱，另一方面在溫度較低的情況下需要提供熱能來供駕駛室采暖。純電動(dòng)汽車沒有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，沒有了足夠的溫度，這樣一來在溫度較低的情況下僅靠電動(dòng)汽車上的電器元件工作的熱量來加熱冷卻液是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，無法給駕駛室提供足夠的溫度。

為保證在溫度較低的情況下，給車內(nèi)提供足夠的溫度，在冷卻液循環(huán)系統(tǒng)上安裝了一個(gè)加熱裝置，如圖6-1-4所示，串聯(lián)在冷卻液循環(huán)系統(tǒng)中，來加熱冷卻液，使冷卻液達(dá)到合適的溫度給車內(nèi)提供足夠的溫度，加熱器一般包括控溫器和限溫器。控溫器一般都設(shè)置在插入水中的金屬管內(nèi)，其最高控制溫度一般都設(shè)定在合適的溫度區(qū)域，這樣就可保證加熱器有較大的蓄熱量，為了避免控溫器失靈時(shí)加熱冷卻液溫度過高，影響車輛的工作性能，還在熱水器上安裝了限溫器，其限溫值設(shè)定在略高于控溫器的最高控制溫度，一旦加熱溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，限溫器便立即切斷電源，避免了因加熱失控而影響整車性能。圖6-1-4

冷卻液加熱裝置加熱裝置的工作狀態(tài)如下：1）冷卻液溫度較低時(shí)的工作狀態(tài)，如圖6-1-5所示，加熱絲導(dǎo)通。

圖6-1-5

冷卻液加熱裝置工作狀態(tài)加熱裝置的工作狀態(tài)如下：2）冷卻液溫度較高時(shí)工作狀態(tài)，如圖6-1-6所示，加熱絲斷開。

圖6-1-6冷卻液加熱裝置工作狀態(tài)3.空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的熱泵實(shí)現(xiàn)方式暖風(fēng)加熱系統(tǒng)的另一種實(shí)現(xiàn)方式是熱泵。由傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)的直流無刷電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車熱泵如圖6-1-7所示，空調(diào)系統(tǒng)的制冷/制熱模式由四通換向閥轉(zhuǎn)換，實(shí)線箭頭表示制冷工況，虛線箭頭表示制熱工況。從原理上講，該系統(tǒng)與普通的熱泵空調(diào)并無區(qū)別，但是用于電動(dòng)汽車上，專門開發(fā)了雙工作腔滑片壓縮機(jī)、直流無刷電動(dòng)機(jī)和逆變器控制系統(tǒng)。在熱泵工況下，系統(tǒng)從融霜模式轉(zhuǎn)為制熱模式時(shí)，風(fēng)道內(nèi)換熱器上的冷凝水將迅速蒸發(fā)，在風(fēng)窗玻璃上結(jié)霜，會(huì)影響駕駛的安全性。圖6-1-7熱泵式空調(diào)示意圖三、新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)檢修1.新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

新能源汽車車型的空調(diào)系統(tǒng)采用機(jī)電一體化壓縮機(jī)制冷及PTC制熱模塊采暖。與傳統(tǒng)車型的空調(diào)系統(tǒng)相比，主要設(shè)計(jì)的區(qū)別是電動(dòng)壓縮機(jī)及PTC制熱。制熱方面，傳統(tǒng)的車型通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫的熱量來制熱，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、暖機(jī)等水溫較低的階段制熱效果不好。而比亞迪秦EV通過約3000W的PTC制熱模塊制熱，制熱效果好，同時(shí)可以調(diào)節(jié)制熱量。2.新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)原理新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)采用空調(diào)控制器驅(qū)動(dòng)PTC加熱器制熱，通過鼓風(fēng)機(jī)吹出的空氣將PTC散發(fā)出的熱量送到車廂內(nèi)或風(fēng)窗玻璃上，用以提高車廂內(nèi)溫度和除霜，如圖6-1-8所示。圖6-1-8

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)原理圖PTC加熱器實(shí)物如圖6-1-9所示。圖6-1-9

PTC加熱器實(shí)物圖3.新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)檢修（1）新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)故障檢修流程分析

閱讀并分析新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)故障檢修的流程，流程圖如圖6-1-10所示。圖6-1-10暖風(fēng)故障檢修流程圖（2）PTC溫度傳感器的檢查

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)的PTC溫度傳感器的電路圖如圖6-1-11所示。圖6-1-11PTC溫度傳感器電路圖利用萬用表檢測(cè)PTC溫度傳感器端子的線束，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表6-1-1所示。

表6-1-1PTC溫度傳感器接線端子檢測(cè)數(shù)據(jù)圖6-1-11PTC溫度傳感器電路圖（3）PTC制熱模塊的檢查

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)PTC制熱模塊的電路圖如圖6-1-12所示。利用萬用表檢測(cè)PTC制熱模塊的電源、搭鐵以及與各控制器之間的電路是否導(dǎo)通。

圖6-1-12PTC制熱模塊電路圖（3）PTC制熱模塊的檢查

新能源汽車空調(diào)暖風(fēng)系統(tǒng)PTC制熱模塊的電路圖如圖6-1-12所示。利用萬用表檢測(cè)PTC制熱模塊的電源、搭鐵以及與各控制器之間的電路是否導(dǎo)通。

圖6-1-12PTC制熱模塊電路圖任務(wù)6-2空調(diào)制冷系統(tǒng)構(gòu)造認(rèn)知與拆裝任務(wù)導(dǎo)入

有一輛比亞迪秦EV電動(dòng)汽車，客戶反映空調(diào)出風(fēng)口溫度偏高。你的主管把該車的診斷與檢修的任務(wù)分配給你，你能完成這個(gè)任務(wù)嗎？知識(shí)準(zhǔn)備一、新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的作用、組成1.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的作用新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的作用是根據(jù)室外環(huán)境隨時(shí)調(diào)節(jié)汽車內(nèi)部的溫度、濕度和通風(fēng)狀況，改善車內(nèi)空氣質(zhì)量，保持最舒適的駕車環(huán)境。2.新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)的組成新能源汽車制冷系統(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、傳感器等組成，如圖6-2-1所示。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)，如圖6-2-2所示，電動(dòng)壓縮機(jī)由動(dòng)力蓄電池提供高壓電驅(qū)動(dòng)。圖6-2-1

新能源汽車制冷系統(tǒng)圖6-2-2電動(dòng)壓縮機(jī)(1)壓縮機(jī)

作用：主要把低壓低溫氣體壓縮為高壓高溫氣體。新能源汽車采用的電動(dòng)渦流式壓縮機(jī)屬于第3代壓縮機(jī)。電動(dòng)壓縮機(jī)采用螺旋式的壓縮盤，結(jié)構(gòu)如圖6-2-3所示。渦流式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)主要分為動(dòng)靜式和雙公轉(zhuǎn)式兩種。目前動(dòng)靜式應(yīng)用最為普遍，它的工作部件主要包括動(dòng)渦輪（旋轉(zhuǎn)渦管）與靜渦輪（固定渦管）。動(dòng)、靜渦輪的結(jié)構(gòu)十分相似，都是由端板和由端板上伸出的漸開線形渦旋齒組成，如圖6-2-4所示。兩者偏心配置且相互錯(cuò)開，靜渦輪靜止不動(dòng)，而動(dòng)渦輪在專門防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的約束下，由曲柄軸帶動(dòng)做偏心回轉(zhuǎn)平動(dòng)，即無自轉(zhuǎn)，只有公轉(zhuǎn)。圖6-2-3

電動(dòng)壓縮機(jī)的壓縮盤圖6-2-4渦流式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)壓縮機(jī)工作過程如圖6-2-5所示。圖6-2-5電動(dòng)壓縮機(jī)工作過程對(duì)汽車空調(diào)壓縮機(jī)的要求①要有良好的低速性能，即在低速行駛或怠速時(shí)也有較大的制冷能力和較高的效率。②高速運(yùn)行時(shí)功耗小，以節(jié)省油耗，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。③體積小，重量輕，滿足汽車對(duì)零部件小型化的要求。④可靠性高，耐高溫和抗振性好，能經(jīng)受惡劣的運(yùn)行條件。⑤運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低，振動(dòng)小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，減少壓縮機(jī)對(duì)汽車的不利影響。(2)冷凝器

冷凝器（圖6-2-6）的作用是把壓縮機(jī)排出的高溫、高壓制冷劑氣體，通過冷凝器將熱量散發(fā)到車外空氣中，從而使高溫、高壓的制冷劑氣體冷凝成較高溫度的高壓液體。冷凝器中制冷劑的液化，需要釋放大量的熱量，所以車載空調(diào)冷凝器大多布置在車頭散熱水箱前面，由冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇或冷凝器風(fēng)扇或兩者共同進(jìn)行冷卻。汽車空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器是一種由管子與鋁散熱片組合起來的熱交換設(shè)備。冷凝器的材料可以是銅、鋼、鋁，現(xiàn)在以鋁制居多。冷凝器中的管子做成各種盤管狀，散熱片是為了增大冷凝器的散熱面積，而且可支承盤管。圖6-2-6冷凝器（3）蒸發(fā)器

蒸發(fā)器（圖6-2-7）的作用是將經(jīng)過節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)沸騰汽化，吸收蒸發(fā)器表面周圍空氣的熱量而降溫，風(fēng)機(jī)再將冷風(fēng)吹到車室內(nèi)，達(dá)到降溫的目的。其工作原理與冷凝器剛好相反，從膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑由于體積突然膨脹而變成低溫低壓霧狀微粒，這種狀態(tài)的制冷劑極易汽化，汽化時(shí)將吸收周圍（車內(nèi)）大量的熱量。圖6-2-7蒸發(fā)器(4)膨脹閥

膨脹閥（圖6-2-8）的作用是降低進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑的壓力，控制進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑的流量。壓力降低，溫度同時(shí)降低，制冷劑霧化成液態(tài)微粒，制冷劑易于吸熱而蒸發(fā)膨脹?？刂七M(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑的流量可以防止因制冷劑流量過大使蒸發(fā)器溫度過低而結(jié)冰，也可以防止因制冷劑流量過小使蒸發(fā)器過熱而使空調(diào)系統(tǒng)制冷度不足。圖6-2-8膨脹閥(5)儲(chǔ)液干燥器

儲(chǔ)液干燥器（圖6-2-9）實(shí)際上是一個(gè)儲(chǔ)存制冷劑及吸收制冷劑水分、雜質(zhì)的裝置。一方面，它相當(dāng)于汽車的油箱，為由于泄漏制冷劑而多出的空間補(bǔ)充制冷劑。另一方面，它又像空氣濾清器那樣，過濾掉制冷劑中摻雜的雜質(zhì)。儲(chǔ)液干燥器中還裝有一定的硅膠物質(zhì)，起到吸收水分的作用。圖6-2-9儲(chǔ)液干燥器三、新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理（圖6-2-10）圖6-2-10

新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理新能源汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將氣態(tài)的制冷劑從蒸發(fā)器中抽出，并將其壓入冷凝器。高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)冷凝器時(shí)液化而進(jìn)行熱交換（放熱），熱量被車外的空氣帶走。高壓液態(tài)的制冷劑經(jīng)膨脹閥的節(jié)流作用而降壓，低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中汽化而進(jìn)行熱交換（吸熱），氣態(tài)的制冷劑又被壓縮機(jī)抽走，泵入冷凝器，如此使得制冷劑進(jìn)行封閉的循環(huán)流動(dòng)，不斷將車廂內(nèi)的熱量排到車外，使車廂內(nèi)的氣溫降至適宜的溫度。新