淺談中職國賽新能源汽車故障診斷與排除項(xiàng)目與指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)

東莞市電子商貿(mào)學(xué)校 姜奉榮

2019年6月，首屆全國職業(yè)院校技能大賽新能源汽車檢測與維修賽項(xiàng)（中職組）在安徽省馬鞍山市皖江職業(yè)教育中心學(xué)校順利舉行。該比賽由教育部發(fā)起，來自全國各地的66個(gè)代表隊(duì)共132名選手同臺競技。該賽項(xiàng)包括4個(gè)競賽模塊，分別為新能源汽車故障診斷與排除、新能源汽車維護(hù)與高壓組件更換、新能源汽車充電設(shè)備裝配與調(diào)試、新能源汽車動(dòng)力總成拆裝與檢測。本文針對新能源汽車故障診斷與排除項(xiàng)目進(jìn)行講解。

1 新能源汽車故障診斷與排除項(xiàng)目介紹

該項(xiàng)目用時(shí)100 min，車型為帝豪EV450（教育版），該比賽項(xiàng)目的配分如下：作業(yè)過程記錄占70%，職業(yè)素養(yǎng)和操作規(guī)范占30%，分值占整個(gè)比賽的40%。比賽圍繞新能源汽車電動(dòng)化系統(tǒng)、車身電器系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)設(shè)置了4種故障現(xiàn)象，分別為低壓供電不正常、車輛無法充電、高壓供電不正常、車輛無法正常行駛，故障點(diǎn)為6個(gè)。比賽要求兩名選手互相配合，穿戴勞動(dòng)保護(hù)用品及絕緣鞋，按照維修手冊的規(guī)范操作，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)后，首先在工單上填寫，然后在電路圖中指出并告知裁判故障點(diǎn)，故障點(diǎn)必須為最小范圍。作業(yè)過程中要熟練查閱維修手冊及電路圖，正確使用工具防止損傷、損毀車輛或競賽設(shè)備，必須文明安全操作。

為了選手的操作安全，方便數(shù)據(jù)測量，該項(xiàng)目采用了北京百科通信機(jī)械設(shè)備有限公司研發(fā)整車故障設(shè)置平臺和故障檢測盒，該故障盒用于VCU、OBC、PEU、BMS等電腦模塊的故障設(shè)置與檢測，可以設(shè)置短路、斷路、虛接等故障。選手可使用的工具有萬用表、跨接線束、解碼器、示波器等。

2 新能源汽車故障診斷與排除考核要點(diǎn)

該項(xiàng)目的故障現(xiàn)象基本決定了故障的排除順序，首先排除低壓供電不正常的問題，該故障為過關(guān)故障，難度較大，為了讓學(xué)生能夠多得分，讓比賽順利進(jìn)行下去，比賽要求第一個(gè)故障點(diǎn)在比賽進(jìn)行到30 min后可以申請放棄，待裁判恢復(fù)故障后，選手可以繼續(xù)排故。該故障的考核要點(diǎn)在于點(diǎn)火開關(guān)在ON或READY后，故障現(xiàn)象有儀表黑屏、雙閃跳、解碼器與車輛無法通訊等，參賽選手必須熟悉該車型的控制策略，依靠平時(shí)訓(xùn)練積累的經(jīng)驗(yàn)迅速找到故障點(diǎn)。首先心中要有圖，有知識框架，掌握各個(gè)模塊之間的邏輯關(guān)系，熟記各重點(diǎn)熔絲、繼電器、連接器的位置和作用，遇到問題能夠獨(dú)立思考，從故障現(xiàn)象出發(fā)，逐步縮小故障范圍。教練應(yīng)根據(jù)參賽選手的特質(zhì)進(jìn)行分工，如一個(gè)選手負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的記錄與收集，另一個(gè)選手負(fù)責(zé)診斷的思路與測量，這樣的好處在于兩個(gè)人在診斷思路上不會發(fā)生分歧，浪費(fèi)時(shí)間。第一個(gè)故障現(xiàn)象一般會由兩個(gè)故障點(diǎn)疊加組成，故障點(diǎn)可能存在于車身電腦（BCM）、整車控制器（VCU）、電池管理器（BMS）、無鑰匙進(jìn)入和無鑰匙啟動(dòng)系統(tǒng)（PEPS）、組合儀表（IPC）等幾個(gè)模塊的通訊、供電、搭鐵、模塊本身、連接器線束等方面。第一個(gè)故障點(diǎn)往往能夠拉開選手之間的距離，對選手的心理素質(zhì)也是一個(gè)考驗(yàn)。第一個(gè)故障點(diǎn)排除后，儀表可以點(diǎn)亮，顯示動(dòng)力系統(tǒng)故障報(bào)警燈等故障燈，READY燈不點(diǎn)亮。

接下來考核的要點(diǎn)是高壓上電問題，這時(shí)可以利用解碼器讀取相關(guān)模塊里的數(shù)據(jù)流，當(dāng)然以故障碼優(yōu)先原則。參賽選手可以根據(jù)解碼器的提示，在故障診斷盒上測量數(shù)據(jù)，如電壓和電阻等。測量電阻時(shí)，選手一定要關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，斷開蓄電池負(fù)極，斷開解碼器的連接器，以免對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾。帝豪EV450車的啟動(dòng)流程如圖1所示。

圖1 帝豪EV450車的啟動(dòng)流程

上電后，READY燈點(diǎn)亮，舉升車輛（距離地面15 cm），松開電子駐車制動(dòng)器，將擋位置于D擋，踩下加速踏板，車輛無法正常行駛或加速，儀表可能會點(diǎn)亮功率限制指示燈。該故障的考核要點(diǎn)是理解驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)的含義，掌握驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的信號檢測方法，并能對測試結(jié)果進(jìn)行正確的分析。

帝豪EV450車行駛的控制策略是電子換擋桿進(jìn)入D擋，電子換擋桿將掛擋前進(jìn)請求發(fā)送給VCU，VCU結(jié)合當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速及輪速情況判斷是否符合要求，當(dāng)符合要求時(shí)，VCU發(fā)送指令到TCU，TCU接收相關(guān)的換擋條件和換擋請求，直接控制駐車電機(jī)驅(qū)動(dòng)棘爪松開棘輪，解除駐車功能。車輛行駛時(shí)電機(jī)控制器要采集電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器信號，又稱“旋變”，可以來精確檢測電機(jī)的角位移和角速度。旋轉(zhuǎn)變壓器有3個(gè)繞組分別是正旋繞組（13.5 Ω±1.5 Ω），余旋繞組（14.5 Ω±1.5 Ω），勵(lì)磁繞組（9.5 Ω±1.5 Ω），正旋與勵(lì)磁信號出現(xiàn)故障導(dǎo)致車無法上高壓電，余旋信號出現(xiàn)故障車可以上高壓電但掛擋后無法正常行駛。

最后排除交流充電故障，插上充電槍后，交流充電指示燈可能變成紅色，儀表沒有點(diǎn)亮充電線連接指示燈、動(dòng)力電池充電指示燈等故障現(xiàn)象。因?yàn)榭梢哉Ｉ想?，不能充電的故障因素大大減小，考核要點(diǎn)集中在車載充電機(jī)、交流充電座、電機(jī)控制器、隨車充電槍等元件及相關(guān)線路上。選手要理解充電系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)的含義，掌握利用汽車專用解碼器獲取各個(gè)參數(shù)的方法，掌握充電系統(tǒng)的信號檢測方法，并能對測試結(jié)果進(jìn)行正確的分析。

帝豪EV450車交流充電的流程如圖2所示。插上充電槍后，OBC通過PCAN系統(tǒng)喚醒正?？刂破鱒CU，VCU再喚醒PEU。正常充電時(shí)，交流充電指示燈綠色閃爍（2 min），而且會聽見電子鎖鎖住充電槍的聲音，交流充電指示燈綠色閃爍，電子鎖鎖住充電槍，儀表點(diǎn)亮充電線連接指示燈和動(dòng)力電池充電指示燈并顯示充電電流及充電剩余時(shí)間。

圖2 帝豪EV450車的交流充電流程

3 我校參加中職新能源國賽項(xiàng)目帶來的正面效應(yīng)

2019年的6月，我校歐志旺、廖國平兩位同學(xué)代表廣東省參加國賽，在比賽中榮獲三等獎(jiǎng)第二名，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。廣東省新能源省賽用車為比亞迪e5車，國賽用車為帝豪EV450車，由于車型的不同及時(shí)間的緊迫，我們備賽只有15天的時(shí)間，根據(jù)組委會公布的技術(shù)資料，我們反復(fù)研究，在沒有設(shè)備的情況下，我們“紙上談兵”，假設(shè)故障，提高分析能力，不斷學(xué)習(xí)，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，這段時(shí)間的付出為以后的教學(xué)或新能源專業(yè)的開設(shè)創(chuàng)造了條件，為促進(jìn)中職學(xué)校新能源汽車技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展開了個(gè)好頭，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)就業(yè)空間。教師通過參加企業(yè)培訓(xùn)、省級培訓(xùn)、國家級培訓(xùn)等不斷提高專業(yè)技能水平，促進(jìn)了專業(yè)成長，促進(jìn)“雙師型”教師隊(duì)伍質(zhì)量提升，為組建優(yōu)秀教師團(tuán)隊(duì)打下良好基礎(chǔ)。近年來各大高職院校陸續(xù)開展面向中職考生的自主招生，在技能大賽中獲獎(jiǎng)的同學(xué)免試入學(xué)，我校歐志旺、廖國平兩位同學(xué)因成績優(yōu)秀，順利進(jìn)入高職院校，繼續(xù)深造。

近年來由于我校新能源汽車專業(yè)建設(shè)走在全省前列，得到教育局的認(rèn)可，決定加大對我校新能源汽車專業(yè)的建設(shè)，拿出專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，幫助專業(yè)發(fā)展，提高了學(xué)校知名度。

4 指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)分享

（1）重視培養(yǎng)學(xué)生的心理素質(zhì)。在訓(xùn)練之余教練應(yīng)多與學(xué)生溝通，消除學(xué)生的緊張感和疲憊感，對學(xué)生的各種心理問題及時(shí)進(jìn)行疏導(dǎo)，避免學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理，多表揚(yáng)，少批評，在愉悅的氣氛中完成教學(xué)任務(wù)。多讓學(xué)生談?wù)劯惺埽员慵皶r(shí)調(diào)整策略，轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（2）科學(xué)訓(xùn)練，合理安排訓(xùn)練時(shí)間。該比賽項(xiàng)目用時(shí)最長，對學(xué)生的理論知識水平要求較高，在對比賽內(nèi)容講解的同時(shí)也要給學(xué)生補(bǔ)課，如電壓測量、電阻測量、電流測量、電壓降測量、示波器的使用等，每次模擬訓(xùn)練，合理設(shè)置故障點(diǎn)，如果設(shè)置不成功，選手很難發(fā)現(xiàn)問題，教練臨時(shí)暫停，重設(shè)故障點(diǎn)，這樣就打亂了學(xué)生的思路，浪費(fèi)了時(shí)間，學(xué)生的心理受到干擾，不能一鼓作氣。每次模擬考核結(jié)束后大家坐在一起總結(jié)得失，適當(dāng)調(diào)整節(jié)奏與方法。

新能源汽車故障診斷與排除項(xiàng)目為新能源國賽難度系數(shù)最高，分值最高，設(shè)計(jì)范圍最廣，參賽選手必須具備獨(dú)立思考能力、邏輯分析能力和良好的汽車電工電子知識。學(xué)生在日常訓(xùn)練中，應(yīng)做好筆記，對不同的故障現(xiàn)象做好總結(jié)與分析，熟練查閱維修資料，提高自主學(xué)習(xí)能力。通過大賽認(rèn)識了兄弟學(xué)校的一些同行，大家都為職業(yè)教育的發(fā)展做出努力，在大賽的平臺上展示自我，相互鼓勵(lì)，取長補(bǔ)短，在收獲知識的同時(shí)也收獲了友誼。