汽车空调工作总结

工作总结

2022年3月加入公司，公司在河南，从事车载空调等相关项目，我的岗位是嵌入式软件工程师，在工作中也遇到了很多机遇和挑战，也学到了非常多的东西，在这里给大家分享下总结经验。

关于工作、公司

毕业后考研无望，实习公司又很拉，又经过学长引荐到了这个公司工作，由于我没有工作经验，到公司之后看完公司代码架构，感觉到深深的力不从心，学生时代的代码跟产品代码还是有非常大的差别，由于当时公司也缺人，我来之后就直接上手项目了，当时对空调系统还有非常大的欠缺，也非常感谢我的主管，他是一个非常会教人的人，在他的带领下一步步了解整个系统，到后来能独立做项目。
我3月入职公司，在五月初公司就安排我出差了，我现在还记忆犹新（由于公司设备没有那么完善，这之前我都没体会到过真正的装机空调是怎样的），当我真真切切的体会到空调之后，我明白很多东西为什么要那样做，流程为什么那样走，要考虑的点等等，其实做嵌入式、做项目，实地体验和自己动手真的非常重要。第一年出差还是非常多的，遇到了形形色色的人，还是乐此不比的。
我来当时，公司刚好走了一波人，我也没见到，但是那个月的公司加班统计表我看到了他们的名字，一个月加班70+小时，我当时人都傻了（公司五点半下班，但是加班时间是从七点开始算的，很不理解，也大为震撼），这人真顶。确实开始的几个月也是狂加班，不熟悉业务，项目也非常多，深深感觉到了主管的压力。还记得跟同事加班到11点多的情景，根本干不完。但那段时间也是飞速成长的时间，学习到了很多很多东西。第二年就好多了，加班很少了，一是业务比较熟练了，二是公司又招了不少小伙伴，三是项目也没之前那么多那么杂了。其实加班少，基本上不出差还是挺轻松的，偶尔有一两个急的项目，大多数时间还是能自己掌握的。
来公司之后，除了遇到一个好的主管，还有好几个好的朋友，还记得我们自驾去夜爬泰山，大家一起窝在泰山台阶上等日出，一起去参加江哥婚礼，一起去嵩山。。。不过他们都陆陆续续走了，后来联系也没那么多，但是还是挺值的回忆的。
我离职的出发点是累了，这里也确实不是一个能干到老的地方，就想出去走走，趁着节日去旅游旅游。

关于空调

空调系统说白了就是制冷剂的汽化吸热，液化放热，将室内的热量带出去。

汽车单冷空调系统结构图
图1：普通式汽车空调系统结构
图1是一个单冷的汽车空调工作系统图：进入压缩机的是低温低压的气体，经过压缩机1后变成高温高压的气体，然后通过冷凝网2，通过冷凝风机将外部空气吹过冷凝网，变成高温高压的液体（放热），再经过干燥瓶3，和膨胀阀4进入蒸发网5，再经过蒸发网之后变成（气体）吸热，经过蒸发风机吹进室内就是凉风了，最后低温低压的气体再进入压缩机进行循环。

一些器件的作用

压缩机：将低温低压的气体加压成高温高压的气体，也是制冷系统的动力核心。
冷凝器：主要作用为冷媒降温降压。分为冷凝网和冷凝风机。
干燥瓶：主要作用为储存制冷剂、过滤杂质和干燥环境。
膨胀阀：将液体变成雾状气体。
蒸发箱：将制冷剂由液态变成气态，高温高压雾态制冷剂大量吸收周围的热量后变成低温低压的气体。
四通阀：将制冷剂流向进行切换。由于压缩机只能从一个方向吸气，加压后从另一端排除，所以需要四通阀改变制冷剂流向，从而进行热泵制热。
电磁阀：利用两次温度变化改变
电磁阀：开断式控制制冷剂通断的装置。
热力膨胀阀：利用两测温度变化，改变制冷器流量，从而控制冷量。
电子膨胀阀：多段式制冷剂流量控制装置，还起着重要的泄压作用。
板式换热器：具有一定波纹形状的金属片叠装的热交换装置。换热效率极高。
水箱：电池的冷却液存放的水箱。
水泵：提供电池冷却液循环的动力装置。
空气PTC：加热丝加热，通过风扇吹入空气中加热。
水PTC：加热，水循环带走热量。
上述还说了一些这个系统中没有的。其实现在的空调功能已经变得更加齐全，包括加热，给新能源电池降温、升温等大功能。各种期间中有些是纯机械控制的，例如蒸发箱，热力阀。只有那些能通过电控的才需要我们控制，例如压缩机，电子膨胀阀等。

空调不同工况

空调工作电气图
图2：带电池液冷的汽车冷暖空调系统图
空调工作模式包含：制冷、制热、通风、自动模式（其实也是根据自动模式的控制逻辑进行三种模式的区分）。
电池工作模式：制冷、制热、自循环（就是只水泵工作，有时在电池中，冷却液流动不及时，电池某系地方温度高，某些地方温度低，水泵带动冷却液循环后即可解决）。
如图2所示：
单独空调（驾驶室）制冷：空调制冷流程如虚线上方黑线所示，流程跟图1一致，四通阀关闭，制冷剂走黑色线路，膨胀阀（电子膨胀阀）A打开，膨胀阀B关闭，虚线以下都不工作；
单独空调（驾驶室）制热：四通阀打开，制冷剂走红色线路（相当于将制冷时的室外机搬进室内，室内机放到室外），膨胀阀（电子膨胀阀）A打开，膨胀阀B关闭，虚线以下都不工作；
单独电池制冷：空调制冷流程如虚线上方黑线所示，流程跟图1一致，四通阀关闭，制冷剂走黑色线路，膨胀阀（电子膨胀阀）A关闭，膨胀阀B打开，水泵工作；
单独电池制热：绝大多数都不会用热泵制热去给电池加热，一般采用水暖PTC的方式，此种工况下水暖PTC工作，水泵打开，膨胀阀B是关闭的；
还有其他多种组合工况，膨胀阀A和膨胀阀B进行相关冷量分配和调节。

空调故障及特殊工况

空调在正常情况下工作，遇到一些元件或者温度异常等特殊情况需要停止空调工作。
高压(电压)异常、低压(电压)异常要停止所有器件工作；
风机异常、压力异常、重要温度传感器异常要停止制冷或制热；
水泵异常、水位异常要停止水冷工作；
其他异常根据优先级酌情判断；

关于电池板换工作

电池板换无论工作在哪种模式（待机除外）都要求空调系统上高压、水泵工作。板换有个不好区分的点就是出水温度，板换会发目标温度过来，我们指的温度点是机组到板换的温度（机组出水温度），另一侧就是板换到机组的温度（机组进水温度）。

工程车空调

工程车制冷流程大致还是那样，区别就是压缩机。燃油车压缩机是发动机带动的，所以压缩机工作的时候需要有怠速提升信号，电车压缩机是电池高压带动的，就不需要这个信号。在制热方便区别较大，一般工程车不采用热泵加热（我理解的是热泵效率和耗电方面都好于ptc，但是在不同工况下差别较大，例如极端冷或者热，但是ptc就会稳定很多，一般工程车的工况都比较不怎么理想，ptc的制热速度也比较快），工程车一般采用PTC制热或者发动机热水的热带过来（所以在燃油车中，用发动机的热作为热源的话就没什么额外的电耗）。

关于空调高压

目前新能源的流程态势，使得绝大多数都采用整车高压供电驱动压缩机等器件工作，高压作为整个系统的动力来源，所以上下高压流程也就非常重要。
上下高压的底层逻辑就是按照顺序上电，避免所有器件同时上电或者下电瞬间电流过大，造成接触器黏连或者烧毁。 比如空调所有负载都断开的情况下上高压，然后再依次打开蒸发风机->冷凝风机->压缩机等。

压缩机预充电

由于现在电动压缩机两端不能瞬间直接加载目标高压（一般500多V），所以需要一个缓冲及压缩机预充电路。
在这里插入图片描述
图3一种高压预充电路。
感谢知乎大佬的图。大家可以将逆变器想成压缩机高压。原理是一样的。

上高压

AIR继电器是常闭，这里我们不考虑他。上高压时，左侧电源给电高压，首先预充电继电器闭合，预充电阻开始充电，几秒之后闭合AIR+（主继电器），即可完成高压预充上电。有的系统中还会在主继电器那里放一个继电器检测，当请求主继电器吸合之前（继电器是断开状态），去检测继电器是不是断开的。如果继电器是闭合的那就可能是继电器黏连了。还要注意的就是上高压之后，其他器件开始工作的间隔时间，不能间隔太短，也不能让一些功率大的器件瞬间最大功率工作，要软起动，可以避免一些器件损毁，典型的就是蒸发冷凝风机的启动。

下高压

下高压时要先关闭所有负载（包括压缩机转速清零），之后断开主接触器，同理也不可间隔时间太短，同时打开放电继电器，几秒之后断开放电接触器。在放电期间不可闭合预充接触器以及主继电器，否则可能造成高压短路。 有些厂家会要求在几秒内完成下高压动作（为了配合整车断电），可缩短负载关闭时间，及迅速关闭所有负载，但是还是要在关闭负载和断开主接触器之间做一些时差，否则还是会造成接触器黏连。

关于单片机

主要使用的还是GD芯片和芯旺微-KungFu芯片。国产GD芯片已经跟ST芯片很接近了，使用起来也比较方便。
STM32这类程序，还是得在实践中学习、成长，只有不停的试，遇到问题才能成为大佬。每一行代码都要自己亲自去敲，不要怕错，就怕不练。从底层搭建，到应用层逻辑。
从单片机学习单片机来说，芯片功能，寄存器，IDE的设置等都要掌握，至少要了解。
从项目开发的角度来说，从前期的需求，到板子原理图，看单片机手册、芯片手册，写底层，调试板子，看PCB，然后写逻辑，调试功能，虽然我是软件工程师，但是我感觉一些必要的硬件基础还是要掌握的，这样对调试板子，分析问题更加方便快捷。

关于CAN

目前汽车模块之间的主流通讯采用CAN通信。CAN网络的特点、优势什么的百度一大堆就不说了。
由于CAN网络的优点，使得汽车电气化更方便，不同模块通过搭载到不同CAN总线上即可进行通信，模块与模块之间关联
在这里插入图片描述
图4一种汽车网络CAN总线。
感谢知乎大佬的图。不同模块之间通过CAN总线进行通信。汽车上有许多CAN总线，不同设备搭载到相关总线上进行通讯。同一总线上的波特率是相同且唯一的。总线一般只有两个终端电阻，各120欧，总线电阻为60欧，当总线终端电阻过多或者过少会影响通信。

报文、协议

CAN模块之间通信的媒介叫做报文，不同厂家之间都有各自的协议。
在这里插入图片描述

图5完整的CAN报文协议
读协议（一般协议都这样，或许还有其他的表达方式，不过大差不差）：
报文标识符就是报文ID，一般我们采用两种，一种是扩展帧，就是报文ID长八位，另一种是标准帧，报文ID长3位。
参数组编号，就是根据报文ID算出来的PGN值，也可以说报文ID就是根据PGN及其他算出来的。
报文类型包含报文发送类型有周期型Cycle、事件型Event、周期事件型CycleEvent（简称CE）、激活型IfActive周期型Cycle最简单，就是按照固定周期循环发送的报文。事件型Event平时不发送，当事件发生的时候才发送一段时间后停发。周期事件型CE就有点复杂了，他有两个周期，快发周期和慢发周期，平时按照慢发周期（譬如100ms），事件发生的时候按照快发周期（譬如20ms）发一段时间后切换回慢发周期。激活型IfActive平时不发送，状态激活的时候才发送。
报文周期就是两帧报文间隔时间。
报文长度就是数据的长度。
排列格式包含Intel、Motorola MSB、Motorola LSB，Intel是高位在后，Motorola 是高位在前，MSB和LSB的区别是从当前字节往前算（LSB）和往后算（MSB）（注意都是高在前，比如信号起始位：byte1的bit4，信号长度：12bit，LSB就是bit12到bit0，MSB就是bit12到bit23）。
报文数据：物理值=（理论值*分辨率）+偏移量。

CAN程序

配置好波特率，即CAN主频/CAN分频/（1+BS1+BS2）=CAN波特率。
其他就是CAN报文的接收和发送。
CAN接收：
CAN过滤器模式，分列表模式和掩码模式：列表模式就是接收的报文ID，掩码模式就是屏蔽的报文ID（规定某些位必须保持一致，某些位不必在意，过滤符合的ID）。过滤器是数据链路层面的即物理层，报文不符合过滤器连程序中断都不会触发。
CANID类型，标准帧还是扩展帧等。
CAN接收校验，一般校验数据ID、长度、及帧类型。
CAN通讯故障时，要给那些can接收值的变量赋相关的无效值。
CAN接收之后就立即通过中断处理了，因为CAN是带数据的，如果处理中间，再来另外的数据的话，接收数组就会被替换，一般系统中没做数据加密的话要将CAN优先级设定的相同。
CAN发送
CANID类型，标准帧还是扩展帧等。
CAN报文类型，周期型还是事件型。
CAN发送FIFO一瞬间只能发送一帧，将多帧按顺序加入发送邮箱中。
直接通过系统的CAN发送函数发送CAN报文，如果一瞬间往FIFO里塞的数据过多的话可能会造成数据的丢失，所以最后是采用缓冲区，等待FIFO里能再存下报文再继续往里边塞。

关于不起眼的变更记录及代码规范

刚去公司的时候不懂，吃了大亏。工作一段时间后发现越干越累，一点点事儿就忙的。没有变更记录或者变更记录写的不详细，等到下次要改或者去查改了什么就非常麻烦，以至于最后自己都不知道代码的最终版本是哪个了。代码不规范的话，过一段时间，自己都看不懂，要改需求自己都得花大量的时间去屡清楚。后来请教了公司大佬，慢慢梳理清楚了，后来就不会手忙脚乱的扒拉记录了。
在这里插入图片描述
图6变更记录表
我是如图六记录的，不同的项目不同的记录法。找到适合自己的就行，不要弄乱。