Um sistema de ar condicionado automotivo normalmente possui quatro proteções, todas atuam desligando o compressor:
Pressostato de alta pressão
Pressostato de baixa pressão
Sensor de temperatura do evaporador
Sensor de temperatura do motor
Os pressostatos atuam quando a pressão do sistema está fora do padrão, em alguns casos com a pressão próxima do limite pode ocorrer do sistema ficar acionando e desacionando, pois quando o compressor liga a pressão aumenta em uma parte e diminui em outra.
Normalmente é causado por falta de gás refrigerante.
O sensor de temperatura do evaporador atua quando existe risco de congelamento.
Normalmente quando a temperatura interna já está baixa, ou a velocidade da ventilação é alta o suficiente.
O sensor de temperatura do motor atua para proteger o motor, pois com o ar condicionado desligado a carga sobre o motor é menor.
No seu caso pode ser sim um problema no ventilador elétrico.
Na cidade não há rotação de motor e vento frontal suficiente para refrigerar;
A 100 km/h o vento frontal é suficiente;
A 160 km/h o motor gera mais calor devido a alta rotação e mesmo com o vento frontal a refrigeração é deficiente.
Eu começaria pelo ventilador elétrico, depois pelo acoplamento viscoso e então pela pressão do gás e sensores.