PAGEPAGE7《新能源汽車電氣技術》教案授課班級班級人數授課教師課題序號6授課課型授課課時課時授課章節名稱任務一新能源汽車空調系統檢修教學目標知識目標1.能描述空調系統組成；2.能描述空調制冷原理；3.新能源汽車空調制冷系統的控制原理；4.空調系統維修注意事項。技能目標1.能正確對空調系統進行泄壓；2.能正確對空調系統進行測試；情感目標1.培養勤于思考、舉一反三的學習習慣；2.培養良好的團隊合作精神。教學重點空調制冷原理教學難點新能源汽車空調制冷系統的控制原理教學方法講授法、自主學習法、探究法、小組討論法教學資源教材、網絡資源、教學視頻、相關PPT，多媒體教室板書設計任務一新能源汽車空調系統檢修[知識學習]1.空調系統組成2.空調制冷原理3.新能源汽車空調制冷系統的控制原理4.空調系統維修注意事項5.常見故障及排除方法[技能訓練]1.空調空氣濾清器拆裝教學過程主要教學內容及步驟教師活動學生活動教學目標【一】導入新章節案例導入：有一輛比亞迪E5純電動汽車，客戶反應空調出風口溫度偏高。你的主管把該車的診斷與檢修的任務分配給你，你能完成這個任務嗎？【二】新授任務一新能源汽車空調系統檢修[學習目標]知識目標1.能描述空調系統組成；2.能描述空調制冷原理；3.新能源汽車空調制冷系統的控制原理；4.空調系統維修注意事項。能力目標1.能正確對空調系統進行泄壓；2.能正確對空調系統進行測試；[知識學習]一、空調系統組成空調系統主要由空調壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥、貯液干燥器、冷凝風扇、鼓風電機和控制單元組成。如圖3-11所示圖3-11空調系統組成1.空調壓縮機制冷系統采用電動壓縮機，它在空調系統回路中起驅動制冷劑的作用，將機械能轉換為熱能。如圖3-12所示圖3-12空調壓縮機2.冷凝器冷凝器的作用是對壓縮機排出的高溫高壓制冷劑蒸氣進行冷卻，使之凝結成高溫高壓液體。制冷劑蒸氣放出的熱量排到大氣中。如圖3-13所示圖3-13冷凝器3.蒸發器蒸發器的作用是汽車空調制冷系統中的另一個熱交換器，作用與冷凝器相反，它是將經過節流降壓后的液態制冷劑在蒸發器內沸騰汽化，吸收蒸發器表面周圍空氣的熱量而使之降溫，風機將冷風吹到車室內達到降溫的目的。如圖3-14所示圖3-14蒸發器4.膨脹閥膨脹閥和變頻壓縮機協同工作，利用它精確控制流量的功能，整體提升空調系統的工作效率。可實時調節開閥速度、開度，相較TXV有更靈活的可控性。根據控制器的脈沖電壓信號，線圈驅動步進轉子旋轉。通過精密絲桿傳動，轉子將旋轉運動轉化為閥芯的軸向直線移動。通過上述運動，閥芯在控制器的控制下調節閥體通道大小，以實現制冷劑的設計流量。如圖3-15所示圖3-15膨脹閥5.儲液干燥器儲液干燥器作用是接受從冷凝器來的液體并加以貯存，根據蒸發器的需要提供所需的制冷劑量，將系統中經常會出現的雜質和其他臟物，如銹蝕、污垢、金屬微粒等過濾掉，這些雜質會損傷壓縮機軸承，還會堵塞過濾網和膨脹閥。吸收系統中的濕氣，汽車空調系統中要求濕氣越少越好，因為濕氣會造成“冰塞”并腐蝕系統管道等，使制冷系統不能正常工作。如圖3-16所示圖3-16儲液干燥器6.壓力開關壓力開關作用檢測制冷系統內部壓力，保護制冷系統。新能源汽車空調系統采用三位開關：即低壓、中壓、高壓；壓力低于0.18Mpa低壓開關斷開；壓力高于3.14Mpa高壓開關斷開；壓縮機停止工作。壓力高于1.5Mpa中壓開關閉合，冷凝風扇高速旋轉。如圖3-17所示圖3-17壓力開關7.空調控制器空調控制器是整個空調系統（包括制冷和采暖）的總控中心，協調控制空調系統的工作。空調控制器在整車CAN網絡上屬于舒適網，但它與電動壓縮機模塊、PTC模塊組成一個空調子網。如圖3-18所示圖3-18空調控制器二、空調制冷原理空調系統制冷時，壓縮機吸入從蒸發器出來的低溫低壓氣態制冷劑，經壓縮后，制冷劑溫度和壓力升高，被送入冷凝器。在冷凝器內，高溫高壓的氣態制冷劑經冷凝器散熱，隨后液化變成高溫高壓的液態制冷劑。冷凝器裝在冷卻系統散熱器的前方，也是用冷卻系統的電子風扇進行控制，空調控制器的將蒸發箱的壓力值作為標準通知VCU來控制風扇的轉束。液體制冷劑流入貯液干燥器，它存儲和過濾液態制冷劑。經過過濾后的高溫高壓的液態制冷劑流經膨脹閥，由膨脹閥將液體制冷劑轉變成低溫低壓氣/液混合物，流入蒸發器。在蒸發器內，鼓風機將車內空氣抽入蒸發器表面，空氣經蒸發器散熱片與低溫低壓的氣霧態制冷劑進行熱交換。制冷劑吸收車內的空氣熱量，將低溫低壓的氣霧態制冷劑蒸發成低溫低壓的全氣態制冷劑，再經管道送到壓縮機低壓端，進行下一次循環。經熱交換釋放出的冷空氣由鼓風機送入車廂，降低車廂溫度。如圖3-19所示圖3-19空調制冷原理三、新能源汽車空調制冷系統的控制原理空調控制面板根據用戶的操作需求，發送AC信號、冷暖選擇信號、鼓風機信號到整車控制器，整車控制器同時接收空調壓力開關、溫度信號，通過CAN傳輸系統指令壓縮機控制器驅動壓縮機工作，同時整車控制器也控制冷凝風扇運轉。空調控制器接收空調面板開關、各種相關傳感器、冷媒壓力開關信號，直接控制鼓風機及各風門電機動作，同時通過CAN信號，指令空調驅動器驅動電動壓縮機和PTC加熱器，指令主控ECU控制風扇動作。如圖3-20所示圖3-20新能源汽車空調制冷系統的控制原理四、空調系統維修注意事項1.在打開制冷系統任何接頭或連接處前，系統必須完全排空，即使系統已排空，打開時還是要小心。如果在松接頭時發覺有壓力，重新擰緊接頭并重新將系統抽真空。2.連接時使用合適的扳手很重要。不合適的扳手或不正確使用扳手可能損壞接頭。3.只有使用無水份制冷劑和冷凍機油，空調系統內部件就能保持穩定。非常多的灰塵、水份或空氣可以干擾化學的穩定性。如果出現很少量的灰塵、水份或空氣可能引起運轉的故障或者導致嚴重損壞。在斷開制冷管路或軟管前，徹底清潔管接頭的外面，以防止污染物進入制冷系統。4.當打開制冷系統時，要準備好能在最少時間里打開系統修理用的所有物品。一打開所有制冷管路就要蓋上蓋子或塞住它們。這樣可以防止進入灰塵和水份。所有新的管路和零部件應該蓋上蓋子或密封好，準備使用后才打開。在連接制冷管路或軟管前，徹底清潔管接頭的外面，以防污染物進入制冷系統。五、常見故障及排除方法常見故障及排除方法如表3-1所示。表3-1常見故障及排除方法故障現象原因及判斷檢測及排除措施驅動控制器不工作，壓縮機不工作壓縮機無啟動聲音，電源電流無變化①12VDC控制電源未通入驅動控制器；②控制電源電壓不足或超壓；③接插件端子接觸不良或松脫；檢查驅動控制器控制電源插頭端子是否松脫②檢查控制電源到驅動控制器之間的導線是否有斷路③測量控制電源電壓是否達到要求（對12VDC控制電源驅動控制器，控制電源至少大于9VDC，不得高于15VDC）驅動控制器工作正常，壓縮機不正常工作壓縮機發出異常聲音①電機缺相；②冷凝器風機未正常工作，系統壓差過大，電機負載過大；①檢查驅動控制器與電機連接的三相插頭及相關導線，保證其接觸良好及導通；②保證冷凝器風機正常工作，待系統壓力平衡后再次啟動；驅動控制器工作正常，壓縮機不工作壓縮機無啟動聲音，電源電流無變化，各端口電壓正常驅動控制器未接收到空調系統的A/C開關信號①檢查A/C開關是否有故障；②檢查與A/C開關相連的導線是否斷路；③A/C開關連接方式是否正確（接地（低電平：0-0.8V）開啟壓縮機，接高電平或懸空關閉壓縮機；驅動控制器工正常，壓縮機不工作壓縮機無啟動聲音，電源電流無變化，高壓端口電壓不足或無供電欠壓保護啟動。關閉整車主電源，①檢查驅動控制器主電源輸入接口處的接插件端子是否有松脫；②主電源到驅動控制器之間的導線是否斷路，③控制主電源輸入的繼電器是否正常動作；驅動控制器自檢正常，壓縮機不工作壓縮機啟動時有輕微抖動，電源電流有變化隨后降為0，①冷凝器風機未正常工作，系統壓差過大，電機負載過大導致的過流保護啟動；②電機缺相導致的過流保護啟動；①保證冷凝器風機正常工作，待系統壓力平衡后再次啟動；②檢查驅動控制器與電機連接的三相插頭及相關導線，保證其接觸良好及導通；系統內堵高壓不高低壓為負值系統內清潔度差，導致儲液干燥器、膨脹閥或毛細管堵，系統內有水分，會導致膨脹閥冰堵用清洗設備清潔系統，更換儲液干燥器，清洗或更換膨脹閥，更換毛細管，抽真空，按規定加注方法、加注量加制冷劑蒸發器結霜高壓壓力正常，低壓壓力偏低蒸發器表面結滿灰塵，蒸發器表面翅片碰傷，溫度驅動控制器失靈，鼓風機風量減小（風量開關、變速電阻器是否損壞）清洗及整理蒸發器表面，檢修溫控器、鼓風機、風量開關、變速電阻器。當更換蒸發器時，必須往系統內加注30-50cc冷凍油異響開啟空調，前后聲音變化當啟動空調后，電機與壓縮機的旋轉均會產生聲音，電機轉動引起整體振動的頻率有微小差異，最后傳出的聲音有差異。故在車靜止時，人感覺電動壓縮機的聲音有差別，個別會認為“異響”。首先檢查安裝部位是否達標，其次判斷制冷劑加注量及過程是否符合標準，最后對空調系統中運動件聲音檢查。判定壓縮機工作聲音是否正常，可用聽診器直接放在電動壓縮機上聽取，若是電機及內部零件運轉及摩擦聲音，屬工作聲音正常。漏首先排除連接管道接口處漏，一定要用檢漏儀檢漏，不可用眼睛看壓縮機上是否有油而判斷漏（汽車空調系統允許制冷劑自然微滲漏）請專業人員判斷泄漏部位，如判定是電動壓縮機泄漏，必須更換電動壓縮機總成。空調系統制冷性能符合制冷標準，壓縮機表面有油跡，用檢漏儀檢漏不漏，判定為正常微滲，壓縮機無故障，不需更換。【三】小結與評價1.空調系統主要由空調壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥、貯液干燥器、冷凝風扇、鼓風電機和控制單元組成2.空調系統制冷時，壓縮機吸入從蒸發器出來的低溫低壓氣態制冷劑，經壓縮后，制冷劑溫度和壓力升高，被送入冷凝器。【四】作業布置1.簡述空調系統組成。2.簡述空調制冷原理。3.簡述新能源汽車空調制冷系統的控制原理。展示一段實