新能源汽車(chē)的故障問(wèn)題與維修關(guān)鍵技術(shù)探析

黃鵬飛　王浦舟　鄧方　徐曉宇

摘 要：近年來(lái)，在國(guó)家政策的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅猛，新能源汽車(chē)保有量逐年提高，這就給相關(guān)的維修保養(yǎng)部門(mén)提出了更高的要求。文章從新能源汽車(chē)故障問(wèn)題分析入手，對(duì)新能源汽車(chē)維修的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討與分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē) 機(jī)械故障難題 檢修技術(shù)水平

Analysis of the Failure Problems and Key Maintenance Technologies of New Energy Vehicles

Huang Pengfei，Wang Puzhou，Deng Fang，Xu Xiaoyu

Abstract：In recent years， driven by national policies， the domestic new energy vehicle industry has developed rapidly， and the number of new energy vehicles has increased year by year， which has put forward higher requirements for related maintenance departments. The article starts with the analysis of the failure of new energy vehicles， and discusses and analyzes the key technologies of the maintenance of new energy vehicles.

Key words：new energy vehicles， mechanical failure problems， technical level of maintenance

由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷蓬勃發(fā)展，我國(guó)的人均機(jī)動(dòng)車(chē)持有量也呈現(xiàn)出逐年遞增的態(tài)勢(shì)。然而，以石油礦物為主要能源的汽車(chē)廢氣排放嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，近年來(lái)大眾對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注度不斷提高，新能源汽車(chē)也因此有了更加廣闊的發(fā)展前景。為解決日趨嚴(yán)重的城市大氣污染問(wèn)題與日趨緊張的能源短缺問(wèn)題，國(guó)家近年來(lái)實(shí)施了長(zhǎng)期的新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼與優(yōu)惠政策，特別是懸掛綠牌的新能源汽車(chē)在很多城市都可以不用遵循限號(hào)出行政策，在這些政策鼓勵(lì)下，我國(guó)的新能源汽車(chē)的年產(chǎn)出量與保有量都在近年大幅提升。而隨著新能源汽車(chē)數(shù)量的大幅增加，相應(yīng)的維修保養(yǎng)需求也大幅激增，特別是新能源汽車(chē)在動(dòng)力結(jié)構(gòu)上有別于傳統(tǒng)汽車(chē)，因此就對(duì)新能源汽車(chē)的故障診斷與相應(yīng)的維修關(guān)鍵技術(shù)提出了新的要求。

1 新能源汽車(chē)的分類(lèi)以及故障問(wèn)題

新能源汽車(chē)的定義著眼于使用能源的新，而這種新是建立在區(qū)別傳統(tǒng)石化能源上的，由于現(xiàn)有光伏設(shè)備和以氫氣為主的新燃料電池技術(shù)的發(fā)展不完備，目前比較常見(jiàn)的新能源汽車(chē)是混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)。

1.1 油電混合動(dòng)力汽車(chē)

與一般的燃油型汽車(chē)相比，油電混合新能源車(chē)實(shí)際應(yīng)用性更強(qiáng)。油電混合新能源車(chē)在起速和提速過(guò)程中應(yīng)用電能與電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)助推作用，并且在常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)的操作過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)也會(huì)給予發(fā)動(dòng)機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)力，這類(lèi)汽車(chē)能大大減少耗油量。油電混合汽車(chē)行車(chē)的驅(qū)動(dòng)力也可以達(dá)到一般汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)，滿足人們的基本出行需求。同時(shí)，汽車(chē)的協(xié)助動(dòng)力裝置在這期間無(wú)法實(shí)現(xiàn)工作，僅有蓄電池供電在三分之一以上時(shí)才能實(shí)現(xiàn)工作，這類(lèi)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)換需要由變速箱構(gòu)成。在汽車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)操作過(guò)程中，變速箱的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載持續(xù)增強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致其小齒輪損壞，容易產(chǎn)生變速器故障。

1.2 純電動(dòng)汽車(chē)

嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)汽車(chē)才是當(dāng)下中國(guó)主流的新能源汽車(chē)，這類(lèi)汽車(chē)以電池為儲(chǔ)能設(shè)備，電機(jī)為動(dòng)力裝置。因此此類(lèi)汽車(chē)的故障主要集中在電池與電機(jī)系統(tǒng)上。電池故障主要有兩種情況，一種是外力作用比如碰撞、水淹等導(dǎo)致電池出現(xiàn)受損或短路等問(wèn)題，特別是在碰撞情況下，容易導(dǎo)致電池液泄漏甚至爆炸起火;另一種是內(nèi)在壽命的問(wèn)題，電池在長(zhǎng)期充放電過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致壽命縮短，如果充放電過(guò)程不合理或保養(yǎng)失當(dāng)，會(huì)使壽命縮短的速度加快，儲(chǔ)能能力大幅降低。電機(jī)故障多集中在定子轉(zhuǎn)子故障、電機(jī)本體故障、逆變器、控制器故障等等。

2 對(duì)新能源汽車(chē)維修的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 混動(dòng)動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)故障維修

發(fā)動(dòng)機(jī)故障是維修人員在維修混動(dòng)動(dòng)力汽車(chē)過(guò)程中遇到的一種常見(jiàn)故障類(lèi)型。這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，并受到各種因素的影響。在實(shí)際故障診斷過(guò)程中，油壓不穩(wěn)是引起發(fā)動(dòng)機(jī)故障的主要原因，為了解決這一問(wèn)題，維修人員必須了解發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部油壓的變化情況，以便根據(jù)參數(shù)制定合理的維修計(jì)劃。對(duì)于新能源汽車(chē)，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用工況相對(duì)更優(yōu)，但是控制邏輯卻更復(fù)雜，維修人員應(yīng)該對(duì)混動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用專門(mén)的故障診斷系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，維修人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控傳感器、執(zhí)行器和 ECU 的數(shù)據(jù)。通過(guò)獲取故障代碼，分析故障原因，盡快鎖定故障點(diǎn)，解決故障問(wèn)題。如果維修時(shí)間相對(duì)較短，如交通事故等情況下，維修人員可以啟動(dòng)待機(jī)程序，加快維修速度。如果汽車(chē)的故障是新能源和傳統(tǒng)能源混合動(dòng)力汽車(chē)，維修人員應(yīng)注意取樣檢測(cè)，認(rèn)真分析汽車(chē)起動(dòng)瞬時(shí)電壓、示波器信號(hào)要格外注意，一般情況下，油量和點(diǎn)火機(jī)構(gòu)往往是問(wèn)題的一部分。

2.2 電池故障方面的維修

新能源汽車(chē)的動(dòng)力源是蓄電池，蓄電池是新能源汽車(chē)的核心部件，能夠?yàn)槠?chē)提供動(dòng)力。如果沒(méi)有電池，新能源汽車(chē)是一個(gè)設(shè)備，無(wú)法啟動(dòng)和驅(qū)動(dòng)。因此，動(dòng)力蓄電池的維修尤其關(guān)鍵，維修人員需要根據(jù)不同類(lèi)型蓄電池的特點(diǎn)選擇不同的維修方案。目前，市場(chǎng)上新能源汽車(chē)動(dòng)力電池主要分為鎳氫電池、燃料電池、鋰電池等幾大類(lèi)。以前傳統(tǒng)汽車(chē)常用的電池比起這四種新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池維護(hù)方法簡(jiǎn)單，但這里更詳細(xì)。動(dòng)力電池在發(fā)揮作用的過(guò)程中不僅僅是一個(gè)電芯放電，而是涉及到整個(gè)動(dòng)力電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)除了電池外，還包括通信模塊、存儲(chǔ)模塊和電池控制模塊，統(tǒng)稱為單片機(jī)系統(tǒng)。在電池的使用過(guò)程中，電流、電壓、溫度、濕度等是需要注意的內(nèi)容。例如，如果一輛新能源汽車(chē)在行駛過(guò)程中經(jīng)常無(wú)故停車(chē)，維修人員應(yīng)立即考慮動(dòng)力電池與系統(tǒng)某些部件接觸不良的情況。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，維修人員可以先用故障診斷儀檢測(cè)BMS或者VCU中的故障代碼及數(shù)據(jù)流，然后測(cè)試電池所處環(huán)境的溫度和濕度，并根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果調(diào)整動(dòng)力電池的位置。此外，新能源汽車(chē)駕駛充電車(chē)的車(chē)主應(yīng)有一定的意識(shí)，即動(dòng)力電池的最佳充電溫度為0～45℃，應(yīng)盡量避免高溫和低溫充電環(huán)境，盡量延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命。所謂高溫充電不一定是在夏季陽(yáng)光下充電，如果汽車(chē)剛離開(kāi)電池溫度會(huì)更高，此時(shí)不建議立即充電。

2.3 電子診斷技術(shù)

對(duì)于新開(kāi)發(fā)的新能源汽車(chē)，主要的維修制度是預(yù)防。由于汽車(chē)行業(yè)以前沒(méi)有多少經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，似乎預(yù)防問(wèn)題比實(shí)際問(wèn)題更有用。然而，實(shí)際情況并非如此。由于預(yù)防性維修制度會(huì)造成大量無(wú)效率的工作，許多環(huán)節(jié)會(huì)重復(fù)甚至失去意義。電子診斷技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)時(shí)檢測(cè)新能源汽車(chē)的內(nèi)部工作狀態(tài)，而且可以節(jié)省大量的成本。因此，應(yīng)用電子診斷技術(shù)后，維修系統(tǒng)趨于完善，新能源汽車(chē)維修系統(tǒng)的各項(xiàng)費(fèi)用得到了有效控制。在對(duì)其進(jìn)行維修管理的過(guò)程中，新能源汽車(chē)維修管理的全過(guò)程包括項(xiàng)目管理、零部件采購(gòu)、用戶體驗(yàn)收集等環(huán)節(jié)。每個(gè)維護(hù)環(huán)節(jié)都有不同的任務(wù)，但也對(duì)應(yīng)不同的專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)。在以前的維護(hù)過(guò)程中，各個(gè)環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)人在通信過(guò)程中需要花費(fèi)大量的時(shí)間，這種方式不僅時(shí)效性差，維修成本也十分昂貴。將電子診斷技術(shù)應(yīng)用于新能源汽車(chē)的維修過(guò)程中，將維修過(guò)程中的大量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行開(kāi)放式處理，不僅節(jié)省了各個(gè)環(huán)節(jié)的通信費(fèi)用，而且保證了新能源汽車(chē)的維修質(zhì)量，可以提高新能源汽車(chē)的整體維修水平。

新能源汽車(chē)主要依靠電路系統(tǒng)對(duì)整車(chē)進(jìn)行控制，所以電子控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，如果發(fā)生故障也需要準(zhǔn)確的診斷來(lái)找出問(wèn)題。對(duì)于整個(gè)電子控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，動(dòng)力來(lái)自電池，然后能量被連接到汽車(chē)的各個(gè)部分。如果電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，其他相關(guān)部分也可能出現(xiàn)問(wèn)題。正如手機(jī)存儲(chǔ)容量有限一樣，汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的負(fù)載也是有限的。由于過(guò)載，許多汽車(chē)會(huì)出現(xiàn)電路故障。另一方面，與傳統(tǒng)燃料汽車(chē)相比，新能源汽車(chē)存在很多高負(fù)荷的功率電子，這就使得車(chē)輛上有多的產(chǎn)熱點(diǎn)以及更高的自燃概率。。在判斷電子控制系統(tǒng)是否存在故障時(shí)，維修人員應(yīng)將故障診斷儀插入新能源汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)，以確保診斷儀進(jìn)入電子控制系統(tǒng)的電路。以ABS系統(tǒng)為例，發(fā)動(dòng)汽車(chē)后，如果 ABS 警示燈閃爍或停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，汽車(chē)的電氣控制系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障。如果汽車(chē)啟動(dòng)后 ABS 警示燈熄滅，則汽車(chē)電子控制系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。如果判斷汽車(chē)的電氣控制系統(tǒng)有故障，應(yīng)該弄清故障的具體信息。維修人員應(yīng)將故障診斷儀器與端口連接，根據(jù)診斷儀器的故障代碼判斷故障類(lèi)型，或根據(jù) ABS 警示燈閃爍的次數(shù)和頻率獲取故障信息。此外，維修人員還需要使用專用的汽車(chē)數(shù)字萬(wàn)用表來(lái)測(cè)試汽車(chē)的電控電壓，以幫助確定故障的位置。在故障的具體信息明確后，維修人員可以開(kāi)始準(zhǔn)備清理故障，并通過(guò)路試確定警示燈熄滅的順序，進(jìn)一步排除故障。

2.4 故障維修注意事項(xiàng)分析

由于新能源汽車(chē)改變了傳統(tǒng)的動(dòng)力模式，故障處理和電子診斷技術(shù)沒(méi)有特別的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。因此，新能源汽車(chē)的維修工作應(yīng)以預(yù)防為主，以維修為輔，最大限度地保證新能源汽車(chē)的穩(wěn)定性和安全性。然而，使用過(guò)程的早期預(yù)防和維護(hù)并不能完全避免故障的發(fā)生，因此電子診斷技術(shù)的應(yīng)用也必須掌握和了解。隨著電子診斷技術(shù)在新能源汽車(chē)維修中的成熟應(yīng)用，需要注意以下對(duì)于故障診斷硬件和軟件設(shè)備需要及時(shí)進(jìn)行更新和優(yōu)化，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展很快，新能源汽車(chē)的發(fā)展是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物。為了滿足新能源汽車(chē)的維修需要，必須對(duì)電子診斷設(shè)備進(jìn)行更新，使其符合技術(shù)要求。例如，解碼器、診斷計(jì)算機(jī)和具有高度信息的代碼閱讀器仍然有很大的發(fā)展空間。在開(kāi)發(fā)新能源汽車(chē)的同時(shí)，這些設(shè)備也應(yīng)該能夠跟上發(fā)展的步伐。在當(dāng)今應(yīng)用較多的電子診斷設(shè)備軟件中，一般的故障都可以處理。但是，如果一些專業(yè)的故障檢測(cè)，軟件可能跟不上速度，從而降低了維護(hù)效率。例如，在動(dòng)力電池的故障排除過(guò)程中，有鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、鉛酸電池和其他類(lèi)型的動(dòng)力電池[5]。技術(shù)軟件需要更加專業(yè)，否則故障可能無(wú)法順利解決。

3 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)新能源汽車(chē)具有良好的發(fā)展前景，其效率性、低能耗性和生態(tài)環(huán)保性等特點(diǎn)備受客戶的青睞，新能源汽車(chē)在應(yīng)用環(huán)節(jié)中難以避免地產(chǎn)生常見(jiàn)故障。為此，新能源汽車(chē)維修專業(yè)人員要定期進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，特別應(yīng)該以職業(yè)學(xué)院為專業(yè)維修人員的培養(yǎng)與再培訓(xùn)基地，強(qiáng)化校企合作，提高職業(yè)學(xué)生與在職維修人員的新能源汽車(chē)的故障診斷水平與維修技術(shù)水平，更好的為廣闊的新能源車(chē)主提供幫助與服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁尉銘.新能源汽車(chē)的故障問(wèn)題分析與維修關(guān)鍵技術(shù)探討[J].汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2019，282（3）：29-30.

[2]柯偉忠.新能源汽車(chē)的故障問(wèn)題分析與維修關(guān)鍵技術(shù)探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2017（12）：101-102.

[3]劉繼磊.新能源汽車(chē)的故障問(wèn)題與維修關(guān)鍵技術(shù)探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，280（2）：42.

[4]劉存山，龍清，鞏航軍.新型多點(diǎn)互動(dòng)新能源汽車(chē)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2019，（01）：52-54.

[5]衛(wèi)云貴.電子診斷技術(shù)在新能源汽車(chē)維修中的應(yīng)用研究[J].時(shí)代汽車(chē)，2019，（02）：188-189.