电器功能故障与整车水管理

崔学平，董金颖，朱新武，于奥洋，崔一健

（1.北汽福田汽车股份有限公司，山东 潍坊 261061；2.山东建筑大学，山东 济南 250101）

1 引言

作为交通工具的车辆已经脱离简单的运输功能，人们对车辆细节方面越来越关注。这包含人机工程、电子安全配置、NVH及温度舒适性等。客户即一个个的市场主体，顾客的呼声和诉求必须第一时间得到解决。

某车型已经处于SOP阶段，AUDIT正常路试过程中发生仪表板出风口风量衰减，直到无风吹出故障，市场4S店也有类似反馈。同一车型市场反馈出现空调操控温度旋钮与模式调节失效，引起用户抱怨；南方梅雨季节部分服务站同时反馈驾驶员脚部会出现凝水滴落到脚上的情况。

本次针对上述发生的两个问题，通过车辆评估、故障零件拆解分析，并加以实车验证的方式，阐述电器功能与整车水管理［1］的相关及重要性。本文提及水管理是狭义角度与空调部分内部/外部凝水相关的水管理，而非广义涉水、车身密封性等导致的水分侵入。电器功能主要结合整车电气原理图，从与失效模式相关的零部件与原理图相关进行分析，针对问题解决问题，提供一种问题分析和处理的方向。

2 问题分析与处理

与电器及空调相关问题，除采用鱼骨图和经验加以入手，通常采用电器原理图分析的方式查找原因，顺藤摸瓜找到根本点加以解决。

2.1 风量衰减问题

2.1.1 原因分析及测试

车型路试时出现风量衰减，更换箱体总成，3天后再次出现衰减现象；同时共有8台市场车辆用户反馈空调问题，经排查是由蒸发器结霜导致［2］。从以下几方面着手对故障现象进行排查，查找故障原因。

1）原因分析排查。

2）实车故障再现。

3）HVAC总成故障件实物品质/台架检测。

其中第1）项按照鱼骨图进行原因分析并对每项进行验证：①温度传感器插入位置是否符合图纸要求；②温度传感器插入位置选点是否合理；③温度传感器实物损坏或R-T阻值特性是否符合设计要求；④控制器录入的传感器R-T特性值是否符合设计要求；⑤插件实物是否符合设计要求；第2）项经过实车跑车路试验证；第3）项搭建台架进行抗结霜试验验证。情况如表1所示。

表1 分析验证情况

2.1.2 根本原因

实车与路试发现风量衰减时压缩机仍然处于工作状态。结合整车原理图，并对实车蒸发器温度传感器［3］插件位置进行查看，发现如下问题：当空调开启时，蒸发器壳体外会有冷凝水滴落，传感器插件安装位置贴近空调壳体且接件无防水功能（图1），压板的冷凝水会沿着线束或滴入插件形成短路，A5/B3部分短路造成温度传感器阻值信号输出错误，B4端子持续发出工作指令压缩机一直工作（图2）。模拟凝水产生情况在传感器插件处喷水，问题得到复现。

图1 传感器整车位置示意图

图2 空调部分电气原理图

2.1.3 永久措施

温度传感器接插件位置由左图红圈位置调至右图红圈处（图3），避开配管压板并在压板处包裹PU海绵隔热防止凝水产生。市场跟踪未发现风量衰减问题再次发生，对已经投放市场车辆采取传感器移动远离压板，同时保温处理加以解决。

图3 改善前后对比示意

2.2 模式调节失效问题

2.2.1 原因分析及测试

市场三包信息返回空调模式调节失效，部分服务站对整个空调箱体进替换维修，客户抱怨IPTV指标超标。

结合故障零件对故障信息进行统计，分析发现：①故障零件南方居多；②行驶里程增加，故障率增大；③故障件批次号分布离散。

查看该部分电气原理图，对返回模式电机零件搭建台架进行测试。采用控制器驱动模式/温度风门电机，电机无动作或者咯噔异响。单独对电机A13/B13施加12V电压，电机可以正常工作，初步判定反馈部分出现问题，见图4。

图4 模式电机部分电气原理图

2.2.2 根本原因

模式电机进水、电路板腐蚀，拆解故障零件可以发现线路板反馈部分腐蚀导致模式电机失效（图5）；分析后锁定电机失效为外部水分滴落到电机插接件，导致线路板腐蚀短路失效。结合空调模式电机位置及风道结构及走向，确认电机调节失效为风道凝水滴落导致（图6）。

图5 模式电机腐蚀情况

2.2.3 永久措施及验证

图6 凝水走向示意图

仪表板及管梁附近位于驾驶室内部，该处电器件通常不具有防水功能或防水等级要求较低。常见措施为对凝水产生零件进行保温处理，防止凝水产生滴落到电器件同时，还能有效防止夏季凝水滴落到乘员脚部的抱怨。

为更能验证措施有效性，实车左侧风道保温，右侧风道不保温，参照GMW3052［4］进行高湿度室外及3h环境仓凝水试验。结果显示两次测试趋势一致：不保温风道出现大量凝水。环境仓工况更为恶劣，凝水滴落严重（图7）。保温风道在试验结束破除保温层，风道表面无明显凝水，保温措施有效（图8）。该问题也同时进行用电器端防水性能等级提升作为储备，以应对可能出现的各种情况。

图7 风道未保温凝水情况

图8 风道保温效果示意图

3 结论

根据设计规范及经验教训，车辆开发初期应进行必要验证，以保证车辆在销售区域内各种使用工况下，规定时限内，不致出现引起用户抱怨的凝水，尤其凝水不要滴落。通过市场调查，在湿度较大、车辆密封性较差的地区，车辆容易出现低温部件凝水情况，对于这种物理现象，通常从材料选取、隔热保温（针对风道）与结构优化（空调箱体优化内部排水）方面加以预防和消除。

在整车开发初期，建议从物理架构与电器架构及零件布置等方面统筹考虑。针对水管理部分除去考虑外部水分侵入；同时兼顾整车各种油液、物理现象导致的内部外部凝水的排除、防止及优化，并进行相应验证。在整车风道及空调箱体附近不应该存在电器或遇水导致失效的零部件，如无法避免应采取一定防水措施，保证各部件性能。