虹科案例 | 雷诺 Zoe暖通空调系统故障

故障现象

故障诊断

总结

当谈到电动汽车时，我们总会不可避免地提及车上各式各样的系统。如：大型动力电池，三相电机，充电系统等。我们不能忽视，我们燃油车使用的系统也存在于BEV（纯电动汽车）上。

其中现在更重要的是暖通空调系统。它不再以使我们保持舒适的温度或使挡风玻璃除雾作为加热或冷却机舱的唯一目的。高压电池的热管理对于确保其在所有温度下实现最大效率至关重要。而将电池保持在合适的温度也意味着我们能以更快的速度充电，因此确保它以最佳状态工作非常重要。

这个特殊的Zoe出现了一种现象，在由于车辆无法充电而维修后，空调压缩机在运行时将运行到最大速度，然后弹出泵上的安全泄压阀，将气体排放到大气中。这对于环境和您的钱包都没有什么好处，特别是 R1234yf 制冷剂的价格方面！当然，这两者之间怎么可能相关，答案是它们不可能，但我们都曾听过客户说——"自从你......"这种言论。最初的问题实际上是空调泵的绝缘故障，该故障已经得到纠正。一旦更换了泵，系统重新通电，并对车辆进行检查以确认维修，故障就出现了！

与往常一样，充分了解系统的工作原理是正确诊断的关键，而 Zoe 系统并不是很容易理解的，因为它也可以用作热泵。

故障现象

故障诊断

总结

雷诺Zoe面市已经有一段时间了，由于其受欢迎的程度也涌现出了很多信息。但当谈到电动汽车，你可不能错过HEVRA提供的信息。通过订阅，他们提供了越来越多的BEV的概况介绍，包括各种不同系统的详细信息--包括Zoe的HVAC系统。HEVRA提供了该系统在加热和冷却模式下使用的图像，供本案例研究使用。

在这里，你可以看到系统处于冷却模式时的概况。

如你所见，有一些额外的装置可能不存在于传统内燃机汽车中。首先是内部冷凝器，它被安装在车辆内部靠近加热器箱底部的地方。接着，会有一个固定的孔管，然后才是传统上在车辆前端的冷凝器。你还会注意到FOT旁边的2311。这是一个旁通电磁阀，在冷却模式下被设置为打开，从而使热的、高压气体轻松地流向前冷凝器，在那里被冷却成为高压、高温的液体。然后我们看到一个三通分流阀，在冷却模式下将制冷剂引向内部蒸发器，也引向电池中的蒸发器，在那里通过另一个固定的孔管，压力下降将制冷剂变回低压、低温液体，然后再变回气体。你会看到两个蒸发器的旁通阀，这将使车辆能够选择需要更多冷却的阀门。例如，在充电过程，如果需要冷却电池温度，HVAC可以只冷却电池而不冷却机舱。然后，这一切都通过接收干燥器返回，以确保在压缩机再次启动该过程之前，它绝对是一种气体。

在加热模式下，主要区别在于旁通阀2311现在被关闭，迫使高温高压气体通过固定孔管，现在使用前冷凝器作为蒸发器。这意味着从气体到液体的变化发生在内部冷凝器上，因为较冷的空气被引导到它上面，所以使机舱变暖。由于制冷剂以低温低压的液体形式离开前冷凝器，因此没有理由让它通过电池或内部冷凝器。这意味着三通阀将制冷剂引向接收干燥器，重新开始这一过程。

为了防止制冷剂无意中流失到大气中，系统中的气体会被移除。最原始的检查方法不可避免地涉及到一种扫描工具，这是一种侵入性最小的诊断方法。在检查故障代码时，发现了一些历史性的故障，但没有发现永久性的故障，其中之一高压故障。在检查实时数据时，我们发现了一些不正常的现象。制冷剂进口和出口温度传感器的读数分别为482℃和472℃。还需要注意的是，压缩机的转速参考报告为65,535rpm。考虑到空调已经被关闭，这显然是错误的。

我们首先检查的是确定温度传感器是否有问题。如果它们报告的是这种类型的温度，那么HVAC系统的故障安全就会使压缩机全速运转以达到最大冷却效果。从逻辑上讲，这似乎说不通，因此，保险杠被卸下来了。

但当我们回到扫描工具，发现读数现在已经变成了更为预期的值。我们检查一下接线问题？查看接线图，两个温度传感器共享电源。将Pico示波器连接到共享电源上，我们可以利用PS7中的掩码和动作功能来确定可能的开路。包括交流泵上的LIN通信，我们可以监测信号中任何可能的变化，同时操纵线束以检查任何可能的接线问题。

在花了很长时间检查线束后，我们也无法让故障发生。与任何事情一样，当发现您认为错误的东西时，首先检查您的测量结果。连接扫描工具后，我们在访问HVAC系统的实时数据时注意到了一些奇怪的现象。事实证明，你无需打开点火装置就可以与某些ECU通信。然而，如果不点火，所有的传感器都不会通电。我们认为目前发生的情况是，与其他车辆一样，许多ECU仅仅通过解锁车门就能唤醒。当连接扫描工具时，我们可以访问HVAC ECU，因此我们可能没有打开点火装置，而且在检查实时数据之前没有怀疑其他情况。当我们开始拆卸保险杠以准备进行测试时，车辆最终自行关闭，失去了与扫描工具的通信。由于所有的车门都已经解锁并打开了，我们本能地重新打开了点火装置，以恢复与扫描工具的通信，结果发现此时的数值是正确的。在诊断时，要不然总能学到一些东西，要不然就把你给绊倒!

由于无法使车辆出现故障，也无法确定这个问题，接下来唯一的事情就是在系统中重新注入一些气体。首先进行真空测试，在确保没有泄漏后，就将一半的制冷剂放入系统中。这的确意味着压力水平比正常情况下略低，但应该足以让泵运行起来，以便我们确定发生了什么故障。

在机器仍然连接的情况下，我们运行了HVAC系统，开始时它处于加热模式，内部冷凝器被用来加热机舱。考虑到加热回路的运行方式，使用仪表是没有用的，因为高压端口位于FOT之后，这意味着它在测量压力的错误一侧。这意味着使用扫描工具从压力传感器可以获得实时数据。当泵继续工作时，一切都似乎正常，然后突然安全阀打开，压力传感器显示为11bar。这应该是在压缩机的工作极限范围之内，不应该导致安全阀打开。

切换到冷却模式，高压表的读数与压力传感器的读数相同，正如预期那样，因为旁通阀2311的任何堵塞都意味着这些读数会有所不同。整体压力低于正常水平，但鉴于气体数量较少，这也是在预期之内的，我们没有想到的是安全阀在5bar的时候打开了！造成这种情况的唯一可能原因是压缩机和压力传感器之间出现了堵塞。我们怎样才能证明事实就是如此呢？

通过新的4425A，我们已经能够用一个温度探头TA395，因为4425A可以为探头供电。如果有堵塞，最可能的地方是在内部冷凝器中。鉴于我们有来自压缩机的高压、高温液体，如果它遇到限制，压力就会下降，这意味着堵塞物的一侧会很热，而另一侧会比较冷。如果液体或气体可以不受限制地自由移动，那么冷凝器上的温度应最小。由于热量会从冷凝器的表面散去，所以会有一些温度变化，但不会有太大差异。

不幸的是，我只有一个温度传感器，这意味着必须进行两次测量。但是，将所有捕获的数据保存在Pico中意味着我们可以在捕获后进行分析。第一次测量是在最靠近隔板的管道上进行的，使用一个电池夹将温度传感器主体固定在管道上。

你可能已经注意到，在这段痕迹上有一个压力测量。稍后会详细介绍，但重要的是要注意压力，以确保我们没有达到安全阀打开的程度。虽然这个读数并不是泵的实际压力，但根据电路中的位置，我们之前已经看到安全阀在5bar时打开。确保压力不超过5bar意味着不会排出和损失任何气体。

在冷却模式下运行HVAC系统，这个管道的最高温度为50℃。有了这里的压力峰值，我们就可以把它作为一个参考点，拿出时间标尺来测量这一点之前的1分钟，并在标尺之间进行测量。为了帮助对捕获物进行比较，我们可以在这些标尺之间增加一个额外的温度上升率的测量。在这里，我们看到软件显示的上升率为321.8℃/ks!

将温度传感器移动到离隔板最远的管道上。

在这里，我们看到，当压力增加到4.5bar时，两个管道的温度相差很大，看一下这里的上升率，有69℃/ks。相比之下，另一根管道的温度上升率为321.8℃/ks。

为了证实这些怀疑，我们在一辆已知性能良好的车辆上进行了同样的测试。

从上述测量结果中，我们可以看到，两者之间的差异要小得多，最高温度相差4℃左右，上升速率远没有达到328℃/ks的水平。有趣的是，离隔板最远的管道实际上更热，而故障车辆则相反。

这足以提示客户需要拆下内部冷凝器进行检查。这是最可能的原因，但考虑到它的检查难度，得先把它拉出来，以防它是一个堵塞的管道。

原理知识

验证测试

故障排除

如前所述，我们确实有一个制冷剂压力的读数。这是用一根定制的空调加注软管和一个福斯特接头采集的。新型BNC+压力传感器由于其不锈钢结构，已被确认适用于R134A。鉴于R1234yf和R134A是相似的，我想我能看到读数！此外，我要补充的是，这纯粹是实验性质的，Pico并不允许使用其他不适配的配件。这只是为了更方便，因为压力传感器本来是一个更安全的选择，但由于它被埋在电池托盘下和内轮拱后面，这似乎是一个尝试其他方法的好借口。从上面的结果可以看出，它还不算太糟糕，唯一的问题是最大压力，对于这个传感器来说，最大压力是200psi（13.7Bar）。鉴于空调系统的高压可能会超过这个数值，因此不建议使用。这就是说，很可能有一种应用程序能够绘制通过充注口的实际制冷剂压力。

希望这篇文章对你有帮助！