新能源汽车空调系统认知与检修教案.docx
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新能源汽车空调系统认知与检修教案.docx
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新能源汽车空调系统认知与检修教案
新能源汽车电气技术》教案
授课班级
班级人数
授课教师
课题序号
5
授课课型
授课课时
课时
授课章节名称
任务一新能源汽车空调系统认知
教学目标
知识目标
1.能描进空调系统功用;
2.能描述新能源汽车空调系统和传统汽车的区别;
3.新能源汽车空调系统的分类。
技能目标
1.能正确掌握新能源汽车空调系统组成部件认知;
2.能正确掌握新能源汽车供暖系统组成部件认知
情感目标
1.培养勤于思考、举一反三的学习习惯;
2.培养良好的团队合作精神。
教学重点
新能源汽车空调系统和传统汽车的区别
教学难点
新能源汽车空调系统的分类
教学方法
讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法
教学资源
教材、网络资源、教学视频、相关PPT,多媒体教室
板书设计
任务一新能源汽车空调系统认知
[知识学习]
1.空调系统功用
2.新能源汽车空调系统和传统汽车的区别
3.新能源汽车空调系统的分类
4.比亚迪E5空调系统
[技能训练]
1.新能源汽车空调系统组成部件认知
2.新能源汽车供暖系统组成部件认知
教学过程
主要教学内容及步骤【一】导入新章节案例导入:
你作为一名新能源汽车售后服务顾问,客户需要你向她详细介绍如何操控新能源汽车暖风与空调系统,以及新能源汽车暖风与空调系统配置的一些新功能该如何正确使用,你能完成这个任务吗?
教师活动
学生活动
教学目标
展示一段实车故障案例的视频
听讲、思考
培养对本节课内容学习兴趣
【二】新授
任务一新能源汽车空调系统认知[学习目标]知识目标
1.能描进空调系统功用;2.能描述新能源汽车空调系统和传统汽车的区别;
3.新能源汽车空调系统的分类。
能力目标
1.能正确掌握新能源汽车空调系统组成部件认知;
2.能正确掌握新能源汽车供暖系统组成部件认知[知识学习]一、空调系统功用汽车空调系统是对车厢内空气进行制冷、加热、除湿、通风换气装置。
可提供舒适的乘车环境,降低驾驶员的疲劳强度,提高行车安全。
空调系统利用空气的热传递效应将空气中的热量向低温处传播;当蒸发器处于低温时,会吸收外部热量,以制冷剂作为传导介质被压缩机抽走,制冷剂经压缩机压缩后温度上升,此时制冷剂温度比外部环境温度高出许多,高温制冷剂流入冷凝器,通过电子风扇向外界排放热量,降低温度,然后经膨胀节流作用生成低温制冷剂流入蒸发器,进行工作循环不断的抽取车厢内的热量,从而达到降温效果。
如图3-1所示
出示并分析听讲、思考
本次课学习目标
对空调系统
功用的讲解
听讲、思考
目标导向
对空调系统
功用有总体认知
图3-1汽车空调系统
二、新能源汽车空调系统和传统汽车的区别
1.
空调压缩机驱动方式不同新能源汽车空调制冷系统的制冷原理与传统汽车相同,区别的是压缩机驱动方式发生了变化。
新能源汽车空调压缩机采用电驱动的方式,而传统汽车绝大多数采用发动机传动带(皮带)驱动。
如图3-2所示
2.暖风实现形式不同新能源汽车在暖风实现的形式上,通常是利用电加热的方式来产生暖风。
电加热的方式有两种:
一种是通过加热冷却液,再经过循环为暖风水箱提供热量,另一种是直接加热经过蒸发箱的空气实现暖风。
如图3-3所示
图3-3蒸发箱
3.送风系统略有区别新能源汽车送风系统与传统汽车基本相似,空气通过蒸发器和热交换器形成冷风或暖风和风速,根据用户的需要输送到指定出风口。
如图3-4所示
图3-4送风系统
三、新能源汽车空调系统的分类
1.传统传动带式空调系统
有些混合动力汽车采用传统的传动带式空调压缩机。
如果在空调系统工作时,车辆的怠速停止(怠速起停)功能使发动机熄火,则空调压缩机也会停止工作,但鼓风机仍会继续向车内输送空气。
这在某种程度上可以让车内人员感到凉爽,但也可能在发动机停机时间过长的情况下(例如长时间等交通信号灯)让人难受。
这类车辆通常有
MAX功能,能够取消怠速起停,并使发动机重新起动,以满足任意长时间的空气调节需求。
如图
3-5所示
图3-5传统传动带式空调系统
2.电动式空调系统电动空调压缩机将电动机整合到了空调压缩机室中。
压缩机并非由离合器控制,可通过改变电动机转速来不断改变压缩机的输出功率。
电动空调压缩机未采用轴端密封设计,避免了传统空调压缩机轴端泄漏的情况。
如图3-6所示
图3-6电动式空调系统
3.混合式空调系统
这里的“混合”与混合动力汽车无关,尽管某些混合动力汽车会使用它。
混合式空调系统是由传动带式空调压缩机和电动空调压缩机共同组成的。
正常工作时,空调控制系统选择最有效的模式:
机械驱动模式或电驱动模式。
它既可由发动机驱动,也可由电动机驱动,还可由两者一起驱动。
发动机不工作时,电动机可驱动其继续工作,保证车内的温度。
如果车外温度特别高,需要高速制冷,单靠电动机驱动已经不行时,则发动机会自动起动,将冷气源源不断地输送到车内。
当车内温度已稳定到最佳水平时,发动机又会自动熄火,从而降低油耗。
4.遥控空调系统遥控空调系统能让车辆操作人员通过智能手机应用程序或汽车密钥卡来激活空调系统。
在传统的混合动力汽车中,使用手机应用程序或汽车密钥卡遥控启动空调后,空调最长可运行3min,这取决于动力蓄电池的荷电量(SOC)。
在插电式混合动力汽车中,遥控空调最多可运行10min,这是
因为车内空间更大,所需空调运行时间更长,同时也与动力蓄电池的荷电量(SOC)有关。
发出激活遥控空调系统的命令后,如果车门尚未锁上,则车辆的控制系统通常会锁住车门,同时闭合动力蓄电池包的高压主继电器,使动力蓄电池包为空调压缩机供电。
然而,尽管高压主继电器处于闭合状态,遥控空调系统仍不会使车辆上电(即由READY变为ON)。
如图3-7所示
图3-7遥控空调系统
5.车内太阳能通风系统有些混合动力汽车和纯电动汽车将太阳能电池板安装在车顶,当车辆断电(即由READY变为OFF),且在炎热天气下停车时,可打开太阳能通风系统使车内通风换气,但是太阳能电池板不会为车辆的动力蓄电池包充电。
通常情况下,太阳能通风系统是通过开关控制的。
当车内温度上升到高于规定温度值时,如果接通了太阳能通风系统且太阳能电池板能输出足够高的电压,则太阳能电池板输出的电流会激活汽车内部鼓风机。
在昏暗或多云的天气,太阳能通风系统可能无法产生足够高的电压。
有些太阳能通风系统还可控制车内通风口。
因此风扇控制器通常是独立安装的,这样就使太阳能电池板的电压与汽车的电气系统分隔开来。
四、比亚迪E5空调系统
1.系统概述该车空调系统为BC14电动压缩机自动调节空调,应用于E5纯电动型轿车。
系统主要由电动压缩机、冷凝器、HVAC总成、制冷管路、PTC,暖风水管、风道、空调控制器等零部件组成,具有制冷、采暖、除霜除雾、通风换气四种功能。
该系统利用PTC水暖采暖,利用蒸汽压缩式制冷循环制冷,制冷剂为R410a,冷冻油型号为POE。
控制方式为按键操纵式。
自动空调箱体的模式风门、冷暖混合风门和内外循环风门都是电机控制。
2.制冷系统原理由空调驱动器驱动的电动压缩机将气态的制冷剂从蒸发器中抽出,并将其压入冷凝器。
高压气态制冷剂经冷凝器时液化而进行热交换(释放热量),热量被车外的空气带走。
高压液态的制冷剂
经膨胀阀的节流作用而降压,低压液态制冷剂在蒸发器中气化而进行热交换(吸收热量),蒸发器附近被冷却了的空气通过鼓风机吹入车厢。
气态的制冷剂又被压缩机抽走,泵入冷凝器,如此使制冷剂进行封闭的循环流动,不断地将车厢内的热量排到车外,使车厢内的气温降至适宜的温度。
3.供暖系统原理供暖系统采用PTC水加热器总成加热冷却液,冷却液先由水泵抽空调暖风副水箱总成内的冷却液泵进PTC水加热器总成,加热后的冷却液流经暖风芯体,再回至空调暖风副空调系统AC–5AC水箱总成,如此循环。
加热后的空气,通过鼓风机鼓风将热量送至乘员舱或风窗玻璃,用以提高车厢内温度和除霜。
如图3-9所示
图3-9供暖系统原理
4.风扇控制逻辑
空调打开后,且ECU检测到中压开关低电平信号
后,控制风扇高速转。
注:
风扇高速工作之前,低速风扇必须先运行2s,然后风扇高速运转。
开启压缩机的同时,空调控制器检测系统压力值,向主控请求电子风扇档位:
(1)打空调系统压力<2.7Mpa时,发送低速档位;
(2)当空调系统压力≥2.7Mpa时,发送高速档位;
5.维修空调系统时的注意事项保养空调系统必须由专业技术人员进行。
维修前应使工作区通风,请勿在封闭的空间或接近明火的地方操作制冷剂。
维修前应戴好眼罩,保持至维修完毕。
避免液体制冷剂接触眼睛和皮肤。
若液体制冷剂接触眼睛和皮肤,应用冷水冲洗,并注意:
不要揉眼睛或擦皮肤。
在皮肤上涂凡士林软膏。
严重的要立刻找医生或医院寻求专业治疗。
制冷系统中如果没有足够的制冷剂,请勿运转压缩机;避免由于系统中无充足的制冷剂并且油润滑不足造成的压缩机可能烧坏的情况。
压缩机运转时不要打开压力表高压阀,只能打开和关闭低压阀。
冷冻油必须使用专用冷冻油。
不可乱用其他品牌的润滑油代替,更不能混用(不同牌号)。
yE5空调系统冷媒加注量为500g,冷冻油总量为135ml,当系统因渗漏导致冷冻油总量低于125ml时,就有可能造成压缩机的过度磨损,因此维修站应视情况补加冷冻油。
空调压力保护方式是通过三态压力开关,压力过高或过低时压力开关会断开。
温度保护方式分为蒸发器温度保护(低温保护0--2℃);压缩机温度过高保护(高温保护不得高于105℃)。
维修时应注意,打开管路的“O”型圈必须更换,并在装配前在密封圈上涂冷冻油后按要求力矩连接。
维修中严格按技术要求操作(充注量、冷冻油型号、力矩要求等),按照要求检修空调,保证空调系统的正常工作和使用寿命。
因冷冻油具有较强的吸水性,在拆下管路时要立即用堵塞或口盖堵住管口,不要使湿气或灰尘进入制冷系统。
在排放系统中过多的制冷剂时,不要排放过快,
以免将系统中的压缩机油也抽出来。
定期清洁空气过滤网,保持良好的空气调节质量。
检查冷凝器散热片表面是否有脏污,不要用蒸汽或高压水枪冲洗,以免损坏冷凝器散热片,应用软毛刷刷洗。
避免制冷剂过量。
若制冷剂过量,会导致制冷不良。
【三】小结与评价
1.汽车空调系统是对车厢内空气进行制冷、加热、除湿、通风换气装置。
可提供舒适的乘车环境,降低驾驶员的疲劳强度,提高行车安全。
2.新能源汽车空调制冷系统的制冷原理与传统汽车相同,区别的是压缩机驱动方式发生了变化。
【四】作业布置
1.简述空调系统功用。
2.简述新能源汽车空调系统和传统汽车的区别。
3.简述汽车空调系统的分类。
教师引导总结小结、评价
学生评价并小结
巩固本节课内容,分享成果,培养表达能力
教后记(教学反思)
新能源汽车电气技术》教案
授课班级
班级人数
授课教师
课题序号
6
授课课型
授课课时
课时
授课章节名称
任务一新能源汽车空调系统检修
教学目标
知识目标
1.能描述空调系统组成;
2.能描述空调制冷原理;
3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理;
4.空调系统维修注意事项。
技能目标
1.能正确对空调系统进行泄压;
2.能正确对空调系统进行测试;
情感目标
1.培养勤于思考、举一反三的学习习惯;
2.培养良好的团队合作精神。
教学重点
空调制冷原理
教学难点
新能源汽车空调制冷系统的控制原理
教学方法
讲授法、自主学习法、探究法、小组讨论法
教学资源
教材、网络资源、教学视频、相关PPT,多媒体教室
板书设计
任务一新能源汽车空调系统检修
[知识学习]
1.空调系统组成
2.空调制冷原理
3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理
4.空调系统维修注意事项
5.常见故障及排除方法
[技能训练]
1.空调空气滤清器拆装
教学过程
主要教学内容及步骤
教师活动
学生活动
教学目标
【一】导入新章节
案例导入:
有一辆比亚迪E5纯电动汽车,客
户反应空调出风口温度偏高。
你的主管把该车的诊断与检修的任务分配给你,你能完成这个任务吗?
展示一段实车故障案例的视频
听讲、思考
培养对本节课内容学习兴趣
【二】新授
任务一新能源汽车空调系统检修
[学习目标]
知识目标
1.能描述空调系统组成;
2.能描述空调制冷原理;
3.新能源汽车空调制冷系统的控制原理;
4.空调系统维修注意事项。
能力目标
1.能正确对空调系统进行泄压;
2.能正确对空调系统进行测试;
[知识学习]一、空调系统组成空调系统主要由空调压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、冷凝风扇、鼓风电机和控制单元组成。
如图3-11所示
出示并分析本次课学习目标
对空调系统
组成的讲解
图3-11空调系统组成
1.空调压缩机制冷系统采用电动压缩机,它在空调系统回路中起驱动制冷剂的作用,将机械能转换为热能。
如图3-12所示
听讲、思考
听讲、思考
目标导向
对空调系统组成有总体认知
图3-12空调压缩机
2.冷凝器冷凝器的作用是对压缩机排出的高温高压制冷剂蒸气进行冷却,使之凝结成高温高压液体。
制冷剂蒸气放出的热量排到大气中。
如图3-13所示
图3-13冷凝器
3.蒸发器蒸发器的作用是汽车空调制冷系统中的另一个热交换器,作用与冷凝器相反,它是将经过节流降压后的液态制冷剂在蒸发器内沸腾汽化,吸收蒸发器表面周围空气的热量而使之降温,风机将冷风吹到车室内达到降温的目的。
如图3-14所示
图3-14蒸发器
4.膨胀阀膨胀阀和变频压缩机协同工作,利用它精确控制流量的功能,整体提升空调系统的工作效率。
可实时调节开阀速度、开度,相较TXV有更灵活
的可控性。
根据控制器的脉冲电压信号,线圈驱动步进转子旋转。
通过精密丝杆传动,转子将旋转运动转化为阀芯的轴向直线移动。
通过上述运动,阀芯在控制器的控制下调节阀体通道大小,以实现制冷剂的设计流量。
如图3-15所示
图3-15膨胀阀
5.储液干燥器储液干燥器作用是接受从冷凝器来的液体并加以贮存,根据蒸发器的需要提供所需的制冷剂量,将系统中经常会出现的杂质和其他脏物,如锈蚀、污垢、金属微粒等过滤掉,这些杂质会损伤压缩机轴承,还会堵塞过滤网和膨胀阀。
吸收系统中的湿气,汽车空调系统中要求湿气越少越好,因为湿气会造成“冰塞”并腐蚀系统管道等,使制冷系统不能正常工作。
如图3-16所示
图3-16储液干燥器
6.压力开关压力开关作用检测制冷系统内部压力,保护制冷系统。
新能源汽车空调系统采用三位开关:
即低压、中压、高压;压力低于0.18Mpa低压开关断开;压力高于3.14Mpa高压开关断开;压缩
机停止工作。
压力高于1.5Mpa中压开关闭合,冷凝风扇高速旋转。
如图3-17所示
7.
空调控制器空调控制器是整个空调系统(包括制冷和采暖)的总控中心,协调控制空调系统的工作。
空调控制器在整车CAN网络上属于舒适网,但它与电动压缩机模块、PTC模块组成一个空调子网。
如图3-18所示
液体制冷剂流入贮液干燥器,它存储和过滤液态制冷剂。
经过过滤后的高温高压的液态制冷剂流经膨胀阀,由膨胀阀将液体制冷剂转变成低温低压气液混合物,流入蒸发器。
在蒸发器内,鼓风机将车内空气抽入蒸发器表面,空气经蒸发器散热片与低温低压的气雾态制冷剂进行热交换。
制冷剂吸收车内的空气热量,将低温低压的气雾态制冷剂蒸发成低温低压的全气态制冷剂,再经管道送到压缩机低压端,进行下一次循环。
经热交换释放出的冷空气由鼓风机送入车厢,降低车厢温度。
如图3-19所示
感器、冷媒压力开关信号,直接控制鼓风机及各风门电机动作,同时通过CAN信号,指令空调驱动器驱动电动压缩机和PTC加热器,指令主控ECU控制风扇动作。
如图3-20所示
图3-20新能源汽车空调制冷系统的控制原理四、空调系统维修注意事项1.在打开制冷系统任何接头或连接处前,系统必须完全排空,即使系统已排空,打开时还是要小心。
如果在松接头时发觉有压力,重新拧紧接头并重新将系统抽真空。
2.连接时使用合适的扳手很重要。
不合适的扳手或不正确使用扳手可能损坏接头。
3.只有使用无水份制冷剂和冷冻机油,空调系统内部件就能保持稳定。
非常多的灰尘、水份或空气可以干扰化学的稳定性。
如果出现很少量的灰尘、水份或空气可能引起运转的故障或者导致严重损坏。
在断开制冷管路或软管前,彻底清洁管接头的外面,以防止污染物进入制冷系统。
4.当打开制冷系统时,要准备好能在最少时间里打开系统修理用的所有物品。
一打开所有制冷管路就要盖上盖子或塞住它们。
这样可以防止进入灰尘和水份。
所有新的管路和零部件应该盖上盖子或密封好,准备使用后才打开。
在连接制冷管路或软管前,彻底清洁管接头的外面,以防污染物进入制冷系统。
五、常见故障及排除方法常见故障及排除方法如表3-1所示。
表3-1常见故障及排除方法
故障现象原因及判断
讲解、
分析
讲解、图片资料例举
听讲、思考
观看案例、思考
掌握空调系统维修注意事项
直观常见故障及排除方法
驱动控制器不工作,压缩机不工作
压缩机无启动声音,电源电流无变化
①12VDC控制电源未驱动控制器;
②控制电源电压不足压;
③接插件端子接触不松脱;
通入
或超
良或
检
②否有断路
③12VDC9VDC,
查驱动控制器控检查控制电源到
测量控制电源电控制电源驱动控不得高于15V
制电源插头端子驱动控制器之间
压是否达到要求制器,控制电源DC)
是否松脱
的导线是
(对
至少大于
驱动控制器工作正常,压缩机不正常工作
压缩机发出异常声音
①电机缺相;
②冷凝器风机未正常系统压差过大,电机负载
工作,过大;
①
相关导线
②
作
检查驱动控制器
,保证其接触良保证冷凝器风机,待系统压力平
与电机连接的三
相插头及
好及导通;
正常工衡后再次启动;
驱动控制器工作正常,压缩机不工作
压缩机无启动声音,电源电流无变化,各端口电压正常
驱动控制器未接收到
系统的
A/C开关信号
空调
①
②
③平:
0-0
空
否断路;地(低电悬
检查A/C开关是检查与A/C开关A/C开关连接方.8V)开启压缩
关闭压缩机;
否有故障;相连的导线是式是否正确(接机,接高电平或
驱动控制器工正常,压缩机不工作
压缩机无启动声音,电源电流无变化,高压端口电压不足或无供电
欠压保护启动。
关
①件端子是
②路,
③
是
闭整车主电源,检查驱动控制器否有松脱;
主电源到驱动控
控制主电源输入否正常动作;
主电源输入接口
制器之间的导线
的继电器
处的接插
是否断
驱动控制器自检正常,压缩机不工作
压缩机启动时有轻微抖动,电源电流有变化随后降为0,
①冷凝器风机未正常系统压差过大,电机负载致的过流保护启动;
②电机缺相导致的过护启动;
工作,过大导
流保
①衡后再次
②相关导线
保
保证冷凝器风机启动;
检查驱动控制器,
证其接触良好及
正常工作,待系
与电机连接的三
导通;
统压力平
相插头及
系统内堵
高压不高低压为负值
系统内清洁度差,导干燥器、膨胀阀或毛细管统内有水分,会导致膨胀
致储液堵,系阀冰堵
用
洗或更换
加注方法
清洗设备清洁系
膨胀阀,更换毛
、加注量加制冷
统,更换储液干细管,抽真空剂
燥器,清
,按规定
蒸发器结
霜
高压压力正常,低压压力偏低
蒸发器表面结满灰尘器表面翅片碰伤,温度驱器失灵,鼓风机风量减小开关、变速电阻器是否损
,蒸发动控制
(风量坏)
清机、风量必须往系
30
洗及整理蒸发器开关、变速电阻统内加注
-50cc冷冻油
表面,检修温控
器。
当更换蒸
器、鼓风
发器时,
异响
开启空调,前后声音变化
当启动空调后,电机机的旋转均会产生声音,动引起整体振动的频率有差异,最后传出的声音有故在车静止时,人感觉电机的声音有差别,个别会“异响”。
与压缩
电机转微小差异。
动压缩认为
首剂加注量中运动件常,可用是电机及
声
先检查安装部位
及过程是否符合
声音检查。
判定
听诊器直接放在
内部零件运转及
音,属工作声音
是否达标,其次标准,最后对压缩机工作声电动压缩机上摩擦正常。
判断制冷空调系统音是否正听取,若
漏
首先排除连接管道接漏,一定要用检漏仪检漏用眼睛看压缩机上是否有判断漏(汽车空调系统允许剂自然微渗漏)
口处
,不可油而
制冷
请缩机泄漏制冷性能检漏仪检障,
不
专业人员判断泄
,必须更换电动
符合制冷标准,
漏不漏,判定为
需更换。
漏部位,如判定
压缩机总成。
压缩机表面有
正常微渗,压
是电动压空调系统油迹,用缩机无故
三】小结与评价
教后记教学反思)
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