電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修中的應(yīng)用

溫樑

摘要：目前新能源汽車在全球范圍得到廣泛應(yīng)用，電動(dòng)汽車將取代汽車市場(chǎng)霸主地位。新能源汽車行業(yè)崛起帶來后市場(chǎng)服務(wù)行業(yè)發(fā)展，新能源汽車由于動(dòng)力系統(tǒng)改變，傳統(tǒng)汽修方法不再適用新能源汽車維修的要求，新能源汽車故障維修中引入電子診斷技術(shù)，有效提高汽車故障維修效率。研究新能源汽車維修電子診斷技術(shù)非常必要。概述新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)新能源汽車常見故障，論述電子診斷技術(shù)優(yōu)勢(shì)，探討新能源汽車維修中電子診斷技術(shù)的應(yīng)用。

Abstract： At present， new energy vehicles are widely used all over the world， and electric vehicles will dominate the automobile market. The rise of the new energy vehicle industry has brought about the development of the post market service industry. Due to the change of the power system of the new energy vehicle， the traditional automobile maintenance methods are no longer applicable. The electronic diagnosis technology is introduced into the fault maintenance of the new energy vehicle to effectively improve the efficiency of vehicle fault maintenance. It is very necessary to study the electronic diagnosis technology of new energy vehicle maintenance. This paper summarizes the development status of new energy vehicles， summarizes the common faults of new energy vehicles， discusses the advantages of electronic diagnosis technology， and discusses the application of electronic diagnosis technology in the maintenance of new energy vehicles.

關(guān)鍵詞：電子診斷技術(shù);新能源;汽車維修

Key words： electronic diagnosis technology;new energy;automobile maintenance

中圖分類號(hào)：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）05-0154-03

0 ?引言

汽車的誕生促進(jìn)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車工業(yè)占據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要地位。隨著《中國(guó)制造2025》等利好政策接連出臺(tái)，汽車產(chǎn)業(yè)成為我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。新能源汽車滿足低能耗的用車需求，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)燃油為汽車提供動(dòng)力方式，使汽車行駛中減少尾氣排放。國(guó)務(wù)院發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，表明未來我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量將不斷提高，新能源汽車技術(shù)發(fā)展成為汽車工業(yè)前進(jìn)戰(zhàn)略性方向，國(guó)家大力支持新能源汽車的發(fā)展，規(guī)劃將突破智能聯(lián)網(wǎng)汽車領(lǐng)域重點(diǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)融合，加快我國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。我國(guó)發(fā)展成為新車最大銷售市場(chǎng)，汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展帶動(dòng)后市場(chǎng)的崛起。新能源汽車維修對(duì)電子維修運(yùn)用需求增強(qiáng)，加快電子維修技術(shù)發(fā)展，更好地促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 ?新能源汽車維修技術(shù)基礎(chǔ)理論概述

隨著能源短缺等世界性問題日益嚴(yán)重，各汽車大國(guó)將戰(zhàn)略目標(biāo)定位于新能源汽車。2017年后各汽車大國(guó)提出禁售傳統(tǒng)燃油汽車時(shí)間表[1]。新能源汽車技術(shù)不斷發(fā)展，2018年國(guó)家發(fā)改委定義電動(dòng)汽車包括增程式汽車與燃料電池汽車，我國(guó)新能源汽車發(fā)展目標(biāo)是走純電動(dòng)汽車方向。近年來我國(guó)運(yùn)用政策法規(guī)激勵(lì)約束機(jī)制規(guī)劃部署，我國(guó)發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略定位是實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)彎道超車。近年來新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到空前發(fā)展，對(duì)汽車維修技術(shù)提出新的要求。

1.1 新能源汽車動(dòng)力形式

新能源汽車是使用非燃油動(dòng)力能源汽車，分為油電混合動(dòng)力等類型。純電動(dòng)汽車是利用蓄電池經(jīng)逆變器向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸工作，按用途不同分類包括公共汽車等電動(dòng)客車，工地用電動(dòng)貨車與家用汽車等電動(dòng)轎車[2]?；旌蟿?dòng)力汽車是多個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成車輛，包括并串聯(lián)等多種形式，串聯(lián)混合動(dòng)力汽車是發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效降低廢氣排放量等優(yōu)點(diǎn)，串聯(lián)混合動(dòng)力汽車技術(shù)主要用于客車。并聯(lián)式混合動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)等驅(qū)動(dòng)組成，具有結(jié)布局緊湊等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在發(fā)動(dòng)機(jī)效率不能充分發(fā)揮等缺點(diǎn)?；炻?lián)式混合動(dòng)力是動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)車輛，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)對(duì)蓄電池充電[3]。燃料電池汽車以燃料電池在催化劑作用下為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)。氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車使用氫氣體燃料，具有儲(chǔ)量豐富無污染等特點(diǎn)。（圖1）

1.2 新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)

新能源汽車是區(qū)別于傳統(tǒng)汽油為動(dòng)力的汽車，混合動(dòng)力汽車是我國(guó)新能源汽車應(yīng)用最廣泛的汽車。廣義上的新能源汽車包括應(yīng)用天然氣等清潔能源為動(dòng)力燃料汽車，新能源汽車是汽車領(lǐng)域高新技術(shù)引領(lǐng)者。新能源汽車發(fā)展對(duì)高新技術(shù)依賴度高，需要使用非常規(guī)能源為動(dòng)力燃料，需要在駕駛體驗(yàn)設(shè)計(jì)上有更好的突破，新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)是汽車維修保養(yǎng)需要了解的基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括電池技術(shù)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)。電動(dòng)電池發(fā)展經(jīng)歷三次技術(shù)變革，電池續(xù)航能力，穩(wěn)定性能及維護(hù)成本成為影響電動(dòng)汽車發(fā)展的主要攻關(guān)要點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)是混合動(dòng)力汽車關(guān)鍵技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷直流到交流感應(yīng)電機(jī)及永磁同步電機(jī)發(fā)展，永磁電機(jī)運(yùn)行效率優(yōu)勢(shì)得到廣泛認(rèn)可[4]。

1.3 新能源汽車與傳統(tǒng)汽車技術(shù)差異

新能源汽車是在傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上衍生的產(chǎn)品，動(dòng)力單元不同于傳統(tǒng)汽車，主要增加了電池電極等組件。動(dòng)力電池是新型汽車動(dòng)力源，是關(guān)系到續(xù)駛里程的重要部分。動(dòng)力電池包括蓄電池與燃料電池。國(guó)際上蓄電池應(yīng)用最多的主要包括鎳氫電池、鋰離子電池等。國(guó)內(nèi)外主要將鉛酸電池用于換位等車速較低的車輛，鎳氫電池比能量較高，目前批量用于非插電式混合動(dòng)力轎車及純電動(dòng)客車中[5]。鋰離子電池大量運(yùn)用于電腦等電子產(chǎn)品，特斯拉全車型等新能源電動(dòng)車采用鋰離子電池。鋰離子電池對(duì)環(huán)境無污染，是新能源電動(dòng)車首選蓄電池。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)在電動(dòng)汽車中將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通常由電池控制器與電動(dòng)機(jī)等組成。電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的核心部位，新能源電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為直流與異步電動(dòng)機(jī)等。直流電動(dòng)機(jī)由于價(jià)格高等限制，目前較少用于新能源電動(dòng)汽車。無刷直流電動(dòng)機(jī)具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小等特點(diǎn)。三相異步電機(jī)是電動(dòng)汽車主流產(chǎn)品，美國(guó)福特的Ranger EV等電動(dòng)汽車使用三相異步電機(jī)。三相異步電極面臨被永磁電機(jī)等系統(tǒng)取代的趨勢(shì)，混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)由于過渡性特征，對(duì)電極需求是體積小效率高等。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是新型電機(jī)，具有制造成本低，控制器主電路不出現(xiàn)直通現(xiàn)象等特點(diǎn)[6]。未來電極控制系統(tǒng)目標(biāo)是高性能低成本。電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)是整車的ECU電子控制單元，電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)與電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)是復(fù)雜電氣測(cè)控系統(tǒng)，通過電池在使用中工作電壓，電池溫度等估測(cè)動(dòng)力電池組SOC，實(shí)現(xiàn)電池過流過放等警報(bào)保護(hù)[7]。

2 ?新能源汽車故障維修技術(shù)

新能源汽車常見故障分析是關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用主要方面，新能源汽車故障包括動(dòng)力汽車部位及關(guān)鍵系統(tǒng)應(yīng)用故障，主要有動(dòng)力電池與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)故障。動(dòng)力電池是新能源汽車主要?jiǎng)恿碓?，由于?dòng)力電池長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)等原因使得管理系統(tǒng)故障非常普遍，主要包括電池?fù)p耗故障，管理系統(tǒng)與點(diǎn)火線圈高溫故障等。管理系統(tǒng)故障易造成電池超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)虧電等問題，點(diǎn)火裝置高溫作業(yè)環(huán)境由于老化等造成高壓漏電問題。

電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是新能源汽車的心臟中樞，驅(qū)動(dòng)控制裝置出現(xiàn)故障會(huì)影響行車體驗(yàn)，當(dāng)前新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障原因主要包括電路等系統(tǒng)未協(xié)調(diào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)故障診斷具有專業(yè)難度，主要包括機(jī)械與電氣系統(tǒng)方面，機(jī)械故障可參考傳統(tǒng)汽修故障維修技術(shù)。其他故障可以參考燃油車關(guān)鍵器件部位故障，主要有斷裂變形磨蝕，電磁干擾等造成老化短路等故障，新能源汽車故障處理要應(yīng)用新技術(shù)總結(jié)故障規(guī)律。電動(dòng)汽車電池故障維修要遵照具體品牌型號(hào)使用說明，長(zhǎng)期不用的電池進(jìn)行電能檢測(cè)，為確保汽車駕駛穩(wěn)定性，定期進(jìn)行電池保養(yǎng)。針對(duì)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)保證檢測(cè)環(huán)境安全下進(jìn)行故障診斷，不得隨意拆卸檢修控制器。針對(duì)油電混合動(dòng)力車啟動(dòng)故障問題，要排查油路系統(tǒng)，利用電子診斷技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)故障定位，如電池組件故障排查確定電池接頭連接。

汽車故障診斷是在不解體下判斷確定故障狀況，隨著新能源汽車高新技術(shù)應(yīng)用，針對(duì)機(jī)電液一體化發(fā)展趨勢(shì)，故障診斷要利用電子診斷技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要包括人工經(jīng)驗(yàn)診斷與儀器輔助，人工經(jīng)驗(yàn)診斷是汽修人員憑借專業(yè)知識(shí)通過觀察等方式確定故障原因，儀器輔助診斷成為汽車診斷主要方式，包括計(jì)算機(jī)檢測(cè)設(shè)備等，電子診斷法使用需要新技術(shù)設(shè)備學(xué)習(xí)。新能源汽車使用清潔能源，傳統(tǒng)汽車維修故障理念不能適應(yīng)新能源汽車發(fā)展需求，為推進(jìn)汽車維修行業(yè)的升級(jí)，汽修人員要加強(qiáng)對(duì)維修技術(shù)的學(xué)習(xí)，引入科學(xué)的維修技術(shù)與信息輔助系統(tǒng)。

3 ?新能源汽車維修電子診斷技術(shù)應(yīng)用

新時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展，國(guó)家加強(qiáng)道路交通建設(shè)，人們對(duì)汽車提出更高的要求。新能源汽車更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，有利于實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的環(huán)保發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)汽車行業(yè)處于向新能源汽車過渡初期，2020年純電動(dòng)汽車銷量超過500萬輛，新能源汽車發(fā)展對(duì)故障維修服務(wù)后市場(chǎng)提出新的需求，有關(guān)新能源汽車維修問題逐漸引起關(guān)注。新能源汽車結(jié)構(gòu)不同于普通燃油汽車，傳統(tǒng)維修技術(shù)不能適應(yīng)新能源汽車維修要求。需要研究新能源汽車電子診斷技術(shù)，提升新能源汽車故障維修效率。

3.1 電子診斷技術(shù)優(yōu)勢(shì)

新能源汽車使用混合動(dòng)力方式，可以使發(fā)送機(jī)變小，可以更好地解決傳統(tǒng)汽車遇到的問題。電子診斷技術(shù)是利用電子設(shè)備對(duì)汽車故障檢查，新能源汽車維護(hù)包括排除故障等多個(gè)環(huán)節(jié)，需要維護(hù)人員具有專業(yè)知識(shí)，開發(fā)電子診斷維護(hù)技術(shù)非常重要。傳統(tǒng)能源汽車故障檢測(cè)需要打開汽車結(jié)構(gòu)，故障診斷故障耗時(shí)費(fèi)力。新能源汽車可以保持整體結(jié)構(gòu)設(shè)備完整下排查故障，在新能源汽車故障檢測(cè)中起到很大作用。

新能源汽車維修電子診斷技術(shù)具有維護(hù)管理全面，維護(hù)設(shè)備多樣化等特點(diǎn)。傳統(tǒng)維修技術(shù)根據(jù)維修人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)判斷車輛故障，對(duì)維修人員專業(yè)技能要求高，電子診斷技術(shù)可以提高維修效率。新能源汽車維修工作包含采購零件，計(jì)劃管理等。各環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人溝通效率較低會(huì)影響新能源汽車維修準(zhǔn)確性。使用電子診斷技術(shù)后可以保證數(shù)據(jù)公開化，提高故障維修水平。新能源汽車實(shí)施預(yù)防性維護(hù)可以保障零部件使用壽命增長(zhǎng)，但會(huì)出現(xiàn)無效故障影響效率。使用電子診斷技術(shù)可以及時(shí)監(jiān)測(cè)新能源汽車系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)降低成本。人力檢查要面對(duì)復(fù)雜汽車內(nèi)部情況，易出現(xiàn)遺漏使故障排查不準(zhǔn)確，電子診斷技術(shù)可以保證故障排除準(zhǔn)確性。

3.2 電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修中的應(yīng)用

當(dāng)前新能源汽車主要以電力驅(qū)動(dòng)，往往含有大量電子線路，電路電流設(shè)備情況復(fù)雜，新能源汽車適用于電子診斷技術(shù)排查故障。電子診斷技術(shù)無法有效檢查汽車各角落，需要企業(yè)將新能源汽車結(jié)構(gòu)等信息上傳至電子診斷系統(tǒng)，隨著科技的發(fā)展，電子診斷技術(shù)將日益成熟。新能源汽車維修中要建立維保方案，通過對(duì)電子報(bào)備出故障碼快速鎖定故障點(diǎn)，提出相應(yīng)的維修方案，根據(jù)維修保養(yǎng)后情況進(jìn)行電子檢測(cè)排查故障。

新能源汽車維修電子診斷技術(shù)應(yīng)用包括內(nèi)燃機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)與電路故等障診斷。發(fā)動(dòng)機(jī)是新能源汽車電氣系統(tǒng)的重要部分，不同類型新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)不同，純電動(dòng)汽車電壓較低，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，利用電子診斷技術(shù)可以快速定位故障位置。汽油混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障是由于油壓不穩(wěn)定造成，使用電子診斷技術(shù)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車油壓狀況，為制定維修計(jì)劃提供有效的依據(jù)。如診斷時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安裝故障診斷系統(tǒng)，對(duì)汽車執(zhí)行器情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，按摩系統(tǒng)可迅速獲取故障代碼確定故障位置。維護(hù)人員可使用備份程序鎖定故障位置，提高故障維修效率。汽車內(nèi)燃機(jī)在車輛行駛中具有重要作業(yè)，內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常噪聲非常普遍，對(duì)內(nèi)燃機(jī)異常噪聲檢測(cè)可以提高維修水平。僅靠測(cè)試人員主觀判斷準(zhǔn)確度較低，使用電子診斷技術(shù)可以有效恢復(fù)受損零件。

電子系統(tǒng)基礎(chǔ)上可以對(duì)新能源汽車進(jìn)行智能控制，電路是新能源汽車的血管部分，電路出現(xiàn)故障會(huì)造成部件嚴(yán)重?fù)p壞。新能源汽車電子部件數(shù)量較多，易出現(xiàn)負(fù)載過大情況。一些車主添加其他電子設(shè)備改善汽車功能增加電路系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，影響行車安全。利用電子被診斷技術(shù)診斷電路系統(tǒng)故障非常必要。需要將故障檢測(cè)儀插入電路系統(tǒng)中，汽車啟東時(shí)ABS警告燈閃爍表明系統(tǒng)存在故障，數(shù)字萬用表通過警告燈閃爍獲取故障代碼有效處理。動(dòng)力電池檢測(cè)技術(shù)水平較低，需要相關(guān)部門了解電池結(jié)構(gòu)，使用電子診斷技術(shù)可以準(zhǔn)確確定故障位置原因，使用電子診斷技術(shù)非常必要。

3.3 新能源汽車維修電子診斷技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

電動(dòng)車總控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作原理與普通汽車類似，行駛路線是CAN總線。某控制單元收發(fā)數(shù)據(jù)傳感器信息后經(jīng)處理采取措施，信息在總線系統(tǒng)上傳遞，信息有用則存儲(chǔ)。CAN總線需要通過接插件連接，CAN總線會(huì)形成分段。CAN總線出現(xiàn)故障出現(xiàn)整車大量報(bào)文丟失，無法上高壓故障。CAN-H短路到電源整車故障表現(xiàn)為電量顯示為零。檢測(cè)方法為用萬用表調(diào)到電壓量程，車輛電源開關(guān)打到ON檔，將萬用表正極表筆接到診斷接口引腳CAN-H端子，測(cè)量CAN-總線的電壓，如12V表示CAN與電源正極短路。

CAN-H短路到電源整車故障處理斷開某模塊CAN-H電壓恢復(fù)正常表明模塊出現(xiàn)故障。模塊斷開后有故障查看總線連接頭插頭端子情況。CAN-H短路到地故障表現(xiàn)為電量顯示為零，檢測(cè)方法為用萬用表調(diào)到電壓量程，測(cè)量CAN-H總線的電壓，如為0V表示CAN-H與電源地短路。故障處理時(shí)模塊斷開存在故障查看總線連接頭接點(diǎn)插頭端子，斷開CAN線連接控制模塊，斷開模塊電壓恢復(fù)表明模塊故障。CAN-H短路故障表現(xiàn)為電量顯示為零，整車多處保溫丟失。檢測(cè)方法為萬用表筆接到CAN-H端子，電阻為0表示短路。車輛電源負(fù)極斷開，用萬用表調(diào)到測(cè)量電阻。故障處理需要斷開CAN線上連接控制模塊，CAN-H電阻恢復(fù)表明模塊故障。

4 ?結(jié)語

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新能源汽車行業(yè)得到迅速發(fā)展。新能源汽車工業(yè)技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)維修服務(wù)市場(chǎng)的繁榮，新能源汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)燃油汽車，普通汽車維修技術(shù)不能適應(yīng)新能源汽車維修的要求。電子技術(shù)不斷發(fā)展促進(jìn)電子診斷技術(shù)的改進(jìn)，可以提升汽車維修行業(yè)水平。隨著科技的發(fā)展，電子診斷技術(shù)代表汽修行業(yè)的發(fā)展方向，電子診斷技術(shù)相比傳統(tǒng)人工診斷方式具有高效準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，深入研究新能源汽車維修應(yīng)用電子診斷技術(shù)具有重要意義，新能源汽車維修是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，可通過電子網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)各項(xiàng)工序，及時(shí)查找新能源汽車存在的問題，提高新能源汽車故障維修效率。

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