一种电动汽车空调压缩机检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其是电动汽车空调压缩机检测装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车行业的迅猛发展，新能源汽车的市场保有量迅速增加，新能源汽车的售后维修市场需求也迅速增加。新能源汽车空调压缩机是新能源汽车里面仅次于主电机的第二大功率部件，而且运行条件严酷，所以电动压缩机是新能源汽车里面损坏率较高的部件。新能源汽车的空调压缩机是内置驱动的电动压缩机，是随着新能源汽车的发展才出现在汽车行业的新事物，在汽车维修行业缺少相应的维修经验积累和维修检测工具，所以目前在新能源汽车维修行业遇到电动压缩机不良问题基本都是更换整个压缩机总成，电动压缩机总成本身的价格较高，更换压缩机会给车主带来较大的经济负担。如果电动压缩机可以方便的检测维修将会为车主、为社会节省很大的费用，避免不必要的资源浪费。现有电动压缩机主要由泵体、电机、控制器和外壳四部分构成，其中泵体是压缩机的运动工作部件，实现对空调冷媒的压缩搬运；电机是用来驱动泵体运动，把电能转化为动能为泵体提供动力；控制器是用来控制电机的转动，把直流电转化为电机需要的交流电，实现对电机运行转速、功率等方面的控制，同时负责与外部系统进行电气、通讯方面的连接。
3.在新能源汽车空调压缩机系统中最容易损坏的是控制器部分，控制器部分由电力电子、微电子等众多零部件组成，是整个电动压缩机系统的核心部分，也是整个电动压缩机相对脆弱的部分，电动压缩机的维修检测主要是对电动压缩机的控制器部分的控制与检测，只有控制器能正常工作才能实现电机、泵体等部件的正常工作。在电动压缩机的维修检测过程中需要解决的核心问题也是对控制器部分的控制，因为新能源汽车压缩机控制器部分的控制需要满足3个条件，分别是高压直流动力电源、低压直流控制电源和上位机通讯。不同的压缩机型号高压直流电源、低压直流电源各不一样，这也是实现电动压缩机维修检测设备通用化的难点所在。


技术实现要素：

4.本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种电动汽车空调压缩机检测装置，可根据待检测压缩机类型，提供对应的高压动力电源和低压控制电源，实现检测装置的通用化。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种电动汽车空调压缩机检测装置，其技术方案是：
6.一种电动汽车空调压缩机检测装置，包括电源模块、主控模块和操作模块，其中，
7.电源模块，与待测压缩机电连接，根据所述待测压缩机的类型输出相应压值的高压动力电源和低压控制电源，还与所述主控模块、操作模块电连接，输出低压电源；
8.操作模块，由所述电源模块供电，与所述主控模块电连接或信号连接，发送检测操作指令；
9.主控模块，由所述电源模块供电，分别与所述操作模块和待测压缩机电连接或信号连接，根据接收到的检测操作指令及所述待测压缩机类型控制所述电源模块的工作状态及输出的高压动力电源及低压控制电源的电压值，并向所述待测压缩机发送检测工作指令，获取所述待测压缩机的实时运行状态、参数，与接收的检测操作指令对比，判断所述待测压缩机是否存在故障。
10.进一步的，所述主控模块包括多种不同类型的通讯模块，分别与不同类型的所述待测压缩机信号连接。
11.进一步的，所述主控模块包括电源子模块和单片机，所述电源子模块将所述低压电源转化成所述单片机适用的电源。
12.进一步的，还包括与所述主控模块信号或电连接的显示所述待测压缩机实时运行状态、参数及判断结果的显示模块。
13.进一步的，所述电源模块包括双路电源开关，单相交流输入电流经所述双路电源开关后，输出直流的所述低压电源和不同压值的所述低压控制电源，不同压值的所述低压控制电源之间通过第三切换开关切换。
14.进一步的，所述电源模块包括将单相交流电转换不同压值的所述高压动力电源的整流电路。
15.进一步的，所述整流电路包括整流桥及与所述整流桥并联的平波电容组，所述平波电容组包括串联的第一电容和第二电容，所述整流桥第一端与单相交流电的正压端连接，第三端与单相交流电的负压端连接，第二端与第一电容的正压端连接，第四端与所述第二电容的负压端连接，第二继电路一端与第三端连接，另一端与第一电容和第二电容之间的电路连接，第二继电器断开时，所述电源模块输出310v直流高压动力电源，第二继电器导通时，所述电源模块输出600v直流高压动力电源。
16.进一步的，所述整流电路的高压直流电路中还设置有均压电路，所述均压电路与所述平波电容组并联。
17.进一步的，所述均压电路包括串联的阻值相同的第一均压电阻和第二均压电阻，第二继电器还与第一均压电阻和第二均压电阻之间的电路连接。
18.进一步的，所述电源模块还包括设置在整流电路和单相交流电电源之间的预充电路，所述预充电路包括关联的第一继电器和预充电阻，电源初上时，第一继电器断开，电流通过预充电阻给整流电路供电，并给平波电容组充电，平波电容组完成充电后闭合第一继电器，完成上电预充过程。
19.综上所述，本实用新型提供的一种电动汽车空调压缩机检测装置，与现有技术相比，具有如下技术优势：
20.1.通过操作模块、主控模块、电源模块、显示模块相互协作，实现对新能源压缩机的启停控制、转速控制、参数检测、故障信息显示等功能，让压缩机维修人员可以方便的控制压缩机的工作状态并能直观方便的发现压缩机故障信息，为压缩机的检测维修工作提供数据信息支持，降低了新能源汽车电动压缩机维修工作的难度；
21.2.通过设置继电器控制切换整流模式的整流电路和双路开关电路，为待测压缩机提供不同压值的直流高压动力电源和不同压值的直流低压控制电源；设置多种通讯模块，分别是与不同类型的待测压缩机进行数据通讯，使检测装置可兼容检测多种新能源汽车电
动车压缩机，适应市场上各种新能源汽车电动压缩机的电气连接和检测；
22.3.结构简单，对现有的检测装置的改造也简单易行，更换检测线路板即可完成检测装置的升级。
附图说明：
23.图1：本实用新型一种电动汽车空调压缩机检测装置结构示意图；
24.图2：本实用新型一种电动汽车空调压缩机电源模块结构示意图；
25.图3：本实用新型一种电动汽车空调压缩机主控模块结构示意图；
26.图4：本实用新型一种电动汽车空调压缩机操作模块结构示意图；
27.图5：本实用新型一种电动汽车空调压缩机显示模块结构示意图；
28.图6：本实用新型一种电动汽车空调压缩机运行逻辑示意图；
29.图中：电源模块1，主控模块2，电源子模块21、单片机子模块22、 485通讯子模块23、can通讯子模块24和lin通讯子模块25，操作模块3，按键子模块31，显示模块4，液晶显示屏41，开关电源5，待测压缩机6，高压动力电源7，低压控制电源8，低压电源9，双路开关电源10，预充电阻r1,第一继电器k1，保险丝f1，整流桥d1，第二继电器k2，第一均压电阻r2，第二均压电阻r3，第一电容c1，第二电容c2，第三继电器k3，第四继电器k4。
具体实施方式
30.下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
31.本实用新型提供了一种电动汽车空调压缩机检测装置，包括电源模块1、主控模块2和操作模块3，其中：
32.电源模块1，与待测压缩机6电连接，根据待测压缩机6的类型输出相应压值的高压动力电源7和低压控制电源8，还与主控模块2、操作模块3电连接，输出低压电源9；
33.操作模块3，由电源模块1供电，与主控模块2电连接或信号连接，发送检测操作指令；
34.主控模块2，由电源模块1供电，分别与操作模块3和待测压缩机6 电连接或信号连接，根据接收到的检测操作指令及待测压缩机6类型控制电源模块1的工作状态及输出的高压动力电源7及低压控制电源8的电压值，并向待测压缩机6发送检测工作指令，获取待测压缩机6的实时运行状态、参数，与接收的检测操作指令对比，判断待测压缩机6是否存在故障。
35.如图1和图6所示，电动汽车空调压缩机检测装置主要由电源模块 1、主控模块2、显示模块4、操作模块3这四大模块组成。其中电源模块1是检测装置的动力电源和控制电源的提供者，为主控模块2、显示模块4和操作模块3提供低压电源，同时为待测压缩机6提供直流高压动力电源7和直流低压控制电源8；主控模块2用于控制电源模块1的工作状态，与显示模块4、操作模块3进行通讯进行操作指令、显示内容的数据交互，同时负责与待测压缩机6进行通讯，获取待测压缩机6 的实时的工作状态、参数信息并根据要求给待测压缩机6发送指令；操作模块3用于检测装置的指令输入、功能操作，以及和主控模块2进行通讯把输入的操作指令和功能要求传送给主控单元2；显示模块4通过和主控模块2通讯获取需要显示的数据信息并显示出来，方便用户直观的了解系统状态、参数信息。
36.如图2所示的电源模块1，电源模块1的输入端与市电连接，输入单相220v交流电，经内置的整流电路滤波整流后，输出高压直流部分，经双路开关电源处理后，输出低压直流部分，高压直流电源为电动压缩机提供直流高压动力电源7，由于常见的新能源车使用的压缩机有乘用车和商用车两个电压平台，乘用车需要的高压动力电源一般是200-400v 的直流电源，商用车需要的高压动力电源一般是400-800v的直流电源，为了能满足这两种电压等级的压缩机测试需要，在本实施例中，如图2 所示的电源模块1的整流电路包括两种整流模式：普通整流模式和倍压整流模式，其中普通整流模式把输入的单相220v交流电通过整流、平波变成310v的直流电，倍压整流方式把单相220v交流电通过整流、平波变成620v的直流电，如图2所示，电源模块2的整流电路中的第二继电器k2用来切换两种整流方式的。
37.如图2所示，整流电路的左端为输入端，与市电连接，向电源模块 1输入单相220v交流电，如图2中整流桥d1的数字1、2、3、4标识，为整流桥d1的四个输入端口，其中第一端(数字1处)与单相220v交流电的l端连接，第三端(数字3处)与单相220v交流电的n端连接，第二端(数字2处)与平波电容组的正极连接，第四端(数字4上)与平波电容组的负极连接，平波电容组包括串联的第一电容c1和第二电容 c2，上述线路连接可实现普通整流模式。进一步的，整流桥d1的第三端通过第二继电器k2与平波电容组连接，如图2所示，第二继电器k2 的一端与整流桥d1的第三端连接，另一端与第一电容c1和第二电容 c2之间的连接电路连接。第二继电器k2导能时，实现倍压整流模式。平波电容组的电力输出端通过第三继电器k3与待测压缩机6连接，第三继电器k3是高压直流电输出控制继电器，用于控制电源模块1是否给待测电动压缩机6供应高压直流电，该继电器由主控模块2控制，由第三继电器k3的导通状态控制待测压缩机6的运转。
38.当待测压缩机6适用于乘用车时，检测过程中需要向待测压缩机6 提供300v左右的直流电源，主控模块2控制第二继电器k2断开，这时输入的单相220v交流电源经过整流桥d1整流并经过平波电容组 (c1/c2)平波后变成310v直流电，即直流高压动力电源7，通过第三继电器k3给待测压缩机6供电。
39.当待测压缩机6适用于商用车时，检测过程中需要向待测压缩机6 提供600v左右的直流电源时，主控模块2控制第二继电器k2闭合导通，这时输入的单相220v交流电源将经过整流桥d1、继电器k2、平波电容组(c1/c2)形成倍压整流电路，整流后将输入620v左右的高压直流电，即直流高压动力电源6，通过第三继电器k3供给待测压缩机6。
40.为避免初始上电时，220v高压交流电对整流桥d1和平波电容组产生较大的电流冲击，在本实施例的整流电路中还设置有预充电路，包括第一继电器k1和预充电阻r1，当电源初上时，第一继电器k1断开，电流通过预充电阻r1给后续电路供电，逐步给后面的平波电容组充电，避免大电流冲击，当时电容充电完成后再闭合第一继电器k1，完成上电预充过程，第一继电器k1的通断由主控模块2控制。
41.进一步的，为避免平波电容组的稳定性，整流电路中还设置有均压电路，如图2所示，均压电路包括串联的第二电阻r2和第三电阻r3 与平波电容组并联，形成高压直流电路中的均压电路和泄放电路，且r3＝r2，所以第二电阻r2两端的电压和第二电阻r3两端的电压相等，也就是第一电容c1两端电压和第二电容c2两端的电压相等，避免两个电容分压不均而引起电容过压损坏，保证整个检测装置的可靠性和稳定性。当系统掉电后，平波电容组(c1/c2)两端的电荷也可以通过均压电路(r2/r3)及时放掉，避免残余电压引起安全事故。
42.如图2所示，电源模块1中通过一个双路开关电源10产生两路低压直流电，分别是dc12v和dc24v，分别给本发明装置的各个模块以及待测压缩机提供低压电源9。在现有新能源汽车空调压缩机中有些压缩机控制电源是dc12v供电，有的压缩机是要求控制电源是dc24v供电，通过双路开关电源10和第四继电器k4解决了这个问题，第四继电器 k4由主控模块2控制，主控模块2将根据具体压缩机对低压直流电源的具体需要来控制第四继电器k4，实现给待测压缩机6供应合适的低压控制电源。同时电源模块还直接给主控模块2供应dc12v控制电源，即低压电源9，给显示模块4和操作模块3供应dc24v的控制电源，以满足各个模块自身工作的需要。
43.如图3和图6所示，主控模块2的架构示意图，主控模块2包括电源子模块21、单片机子模块22、485通讯子模块23、can通讯子模块 24和lin通讯子模块25，其中电源子模块21负责主控模块2的电源管理，把电源模块1提供的低压电源9由dc12v转化成单片机工作需要的 5v直流电；485通讯子模块23用于主控模块2与显示模块4、操作模块 3的通讯和数据交互。
44.如图6所示，can通讯子模块24和lin通讯子模块25实现主控模块2与待测压缩机6的通讯和数据交互，新能源汽车空调压缩机有的使用can通讯方式，有的使用lin通讯方式，主控模块2同时具有can 通讯和lin通讯功能，可以根据具体被测压缩机的通讯方式来选择相应的通讯通道，以便能兼容各种型号/类型的压缩机。
45.如图6所示，485通讯子模块23是主控模块2用来与检测装置的显示模块4、操作模块3进行通讯和数据交互。在本实施例中，检测装置的各模块之间采用485通讯方式进行数据交互，主控模块2是485通讯主机，显示模块4和操作模块3都是从机，各模块之间利用约定的通讯协议进行数据交互，操作模块3把采集到的操作指令发送给主控模块2，主控模块2把需要显示的内容信息发送给显示模块4，实现各模块间协调工作。
46.单片机子模块22是主控模块2的核心，包括单片机以及辅助电路构成，通过485通讯子模块23、can通讯子模块24或lin通讯子模块25 获取操作模块3、待测压缩机6的状态信息及实时运转参数，并把接收到的各种信息进行逻辑处理，将待测压缩机6的状态信息及实时运转参数与操作模块3发送的操作指令中的对应信息做对比，从而判断待测压缩机6是否存在故障，并把需要显示模块显示的数据通过485通讯子模块23发送给显示模块4用于系统显示，包括但不限于待测压缩机6正常或故障状态、待测压缩机6的实时运转数据，把需要发送给待测压缩机 6的数据通过can或lin通讯子模块发送给待测压缩机6用于控制待测压缩机6按要求工作。
47.主控模块2还可通过单片机子模块及其辅助电路控制电源模块1的系列功能，如图2所示，通过控制第一继电器k1实现对电源模块1预充电路的控制，通过控制第二继电器k2实现对电源模块1高压整流模式的控制，通过控制第三继电器k3实现对直流高压动力电源输出的控制，通过控制第四继电器k4实现对待测压缩机6供应低压控制电源8 电压压值的控制。
48.如图4和图6所示，操作模块3的架构示意图，操作模块3同样包括电源子模块21、单片机子模块22、485通讯子模块23和按键子模块 31组成，其中电源子模块21负责主控模块的电源管理，把电源模块提供的低压电源9的dc12v转化成单片机工作需要的5v直流电；按键子模块31采集用户按键指令信息并由单片机子模块22识别接收，从而识别用户的操作目的。485通讯子模块23用于操作模块3与主控模块2的通讯和数据交互，操作模块3通过485子
模块23把从按键子模块31获得的用户指令信息发送给主控模块2，以便主控模块2可以按照操作指令进行逻辑控制。
49.单片机子模块21是操作模块3的核心，它由单片机及其辅助电路构成，单片机通过按键子模块31获取用户的按键指令，并通过逻辑分析转化成数字指令，然后通过485通讯子模块23把数字指令传输给主控模块 2，以便主控模块2能获取用户的指令信息和操作目的。
50.如图5所示的显示模块4包括液晶显示屏41，液晶显示屏41由电源模块1供给24v工作电压，通过485通讯模块23与主控模块2进行通讯，实时把需要显示的信息清晰高效的显示出来，方便用户获取相关信息。
51.在进行检测操作时，如图6所示，电源模块1输入单相220v交流电源，产生直流高压动力电源7和直流低压控制电源8，高压动力电源7 产生310v直流电或620v直流电，低压控制直流电同时具有12v和24v 两种电压，根据待测压缩机6的类型需要给待测压缩机6提供电源直流电，同时还提供低压电源9给主控模块2、显示模块4和操作模块3，以满足这些模块的工作需要。主控模块3、显示模块4和操作模块3之间通过485通讯方式进行通讯，主控模块3接受操作模块3的操作指令信息对电源模块1工作状态进行控制，同时主控模块2根据需要通过can 或lin通讯方式向待测压缩机6发送压缩机工作指令信息。主控模块2 通过can或lin通讯获取待测压缩机的实时运转状态、参数信息。主控模块2通过485通讯向显示模块发送需要显示的信息。四大模块协同工作共同实现本发明装置的各种设计功能。
52.在检测过程中，根据待测压缩机6的类型给压缩机供应正确的高压动力电源和低压控制电源，如果待测压缩机6有静态故障，主控模块2 通过压缩机通讯获取故障信息并显示到显示模块4上；如果待测压缩机 6没有静态故障，可以通过按键子模块31启动待测压缩机6；如果待测压缩机6正常运行，表示该压缩机电控系统良好；如果待测压缩机6运行中出现动态故障，压缩机会停止工作，此时主控模块2会通过压缩机通讯获取故障信息并显示在显示模块4上。在整个测试过程中待测压缩机的状态信息都会实时的显示在显示模块4上，包括母线电压、压缩机电流、运行状态、故障信息等，方便用户获取压缩机的状态、参数、故障信息，以便快速判断压缩机状态并维修。
53.综上所述，本实用新型提供的一种电动汽车空调压缩机检测装置，与现有技术相比，具有如下技术优势：
54.1.通过操作模块、主控模块、电源模块、显示模块相互协作，实现对新能源压缩机的启停控制、转速控制、参数检测、故障信息显示等功能，让压缩机维修人员可以方便的控制压缩机的工作状态并能直观方便的发现压缩机故障信息，为压缩机的检测维修工作提供数据信息支持，降低了新能源汽车电动压缩机维修工作的难度；
55.2.通过设置继电器控制切换整流模式的整流电路和双路开关电路，为待测压缩机提供不同压值的直流高压动力电源和不同压值的直流低压控制电源；设置多种通讯模块，分别是与不同类型的待测压缩机进行数据通讯，使检测装置可兼容检测多种新能源汽车电动车压缩机，适应市场上各种新能源汽车电动压缩机的电气连接和检测；
56.3.结构简单，对现有的检测装置的改造也简单易行，更换检测线路板即可完成检测装置的升级。
57.如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修
改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。