電子輔助維修技術在新能源汽車修理中的應用

馬憶民

（黑龍江省墾區(qū)工商行政管理局哈爾濱分局 150088)

1 新能源汽車行業(yè)發(fā)展背景

雖然新能源汽車具有良好的市場前景，但是由于研發(fā)力量的薄弱和分散，使得我國的新能源汽車缺乏核心技術和關鍵零部件。另外，現(xiàn)階段我國的新能源汽車在使用過程中出現(xiàn)故障，可能需要車企、電池提供商、充電樁安裝公司共同解決。與汽油車相比，無疑增加了維修環(huán)節(jié)和時間成本，也對維修技術提出了新的要求。

盡管與使用內燃機的傳統(tǒng)汽車相比，電動汽車的額定能量轉換效率高，運行性能好，但受制于驅動距離短、充電時間長及動力電池成本高。現(xiàn)階段市面上常見的插入式充電新能源汽車，對于充電技術要求并不高，只要有供應電力的設備即可。但其使用的動力電池儲存量太小，且單價較貴。與任何電氣系統(tǒng)一樣，在插入式充電汽車充電的過程中，傳輸、電源轉換以及電阻器、二極管和開關等連接器和元件都會出現(xiàn)損耗，這些電子元器件件與傳統(tǒng)汽車的零部件存在一定差異，這也對汽車的修理提出了新的要求。

正是因為現(xiàn)有插入式充電存在諸多缺陷，所以電動汽車的無線充電技術一直在研發(fā)之中。這種新型的充電技術將電源和變壓器隱蔽在地下，利用磁感應原理，對動力電池進行無線充電，避免漏電等安全隱患。駕駛員只需要將車停在特定的位置上，整個充電過程完全可以自動完成。而這些基于電動汽車技術延展出來的新技術，也帶來了汽車維修的新變革，計算機程序運行的電子輔助維修技術將逐步取代人為干預。

2 傳統(tǒng)汽車維修技術中的缺陷

汽車維修是建立在準確診斷故障的基礎上，而在傳統(tǒng)汽車維修中，診斷主要是依靠檢修人員結合自己的專業(yè)經(jīng)驗來進行，具有很強的主觀性。對于發(fā)動機、底盤和傳動器方面的故障，維修人員需要讓汽車以不同工況來工作，以此來診斷汽車故障。對于電控系統(tǒng)和零部件磨損情況的診斷，就要靠維修人員細致的觀察來實現(xiàn)。而新能源汽車各驅動控制單元，是通過電子元器件來實現(xiàn)的。在傳統(tǒng)汽車維修中，維修人員使用萬用表來進行檢測，但由于萬用表電壓不穩(wěn)定很難對這些精密的電子元器件進行檢測和維修。隨著新能源汽車整車一體化技術的發(fā)展，汽車的控制單元將集成在一起，借助傳統(tǒng)的維修工具和經(jīng)驗是很難應對的了。

此外，新能源汽車為了實現(xiàn)精密控制和快速響應，在動力驅動部分單獨采用了高速的CAN網(wǎng)絡。作為汽車傳輸協(xié)議CAN網(wǎng)絡，在現(xiàn)代汽車中被用作各控制單元間的通信，而許多控制精密程度低、系統(tǒng)響應時間長的汽車采用的則是低速CAN網(wǎng)絡。在維修時，維修人員需要通過解碼器，讀取電控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流和故障碼。但新能源汽車目前的發(fā)展還未進入成熟階段，不同的新能源汽車廠商在故障碼和數(shù)據(jù)流的設置上也有所不同，傳統(tǒng)的故障解碼器根本無法讀取數(shù)據(jù)，這也對汽車故障的診斷和維修提出了新的要求。

3 電子輔助維修技術的應用

新能源汽車是以燃料電池為主要功能裝置的電動汽車，其基本原理是通過燃料電池產(chǎn)生電能提供給電動機，再由電動機驅動車輛行駛。目前，新能源汽車三大核心技術主要有整車控制器（VCU）、電機控制制器（MCU）以及電池包和動力電池管理系統(tǒng)（BMS）[1]。與一般的傳統(tǒng)燃油車不同，VCU是實現(xiàn)整車控制決策的核心電子控制單元，具有整車系統(tǒng)故障診斷保護與存儲功能。而MCU則是新能源汽車特有的核心功率電子單元，通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電動機輸出指定的扭矩和轉速，從而驅動車輛行駛。以此來實現(xiàn)把動力電池的直流電能轉換為所需的高壓交流電，并驅動電機本體輸出機械能。而電池包則是新能源汽車核心能量源，為整車提供驅動電能，動力電池管理系統(tǒng)是電池包最關鍵的零部件，這些都對汽車維修提出了系統(tǒng)性的要求。新能源汽車內部各控制器間的數(shù)據(jù)交換是通過CAN總線進行。因此，在車輛控制器上會有兩個CAN總線端口，連接CAN-A與CAN-B。在CAN-B子網(wǎng)中，可通過這其中的端口，連接電子輔助維修設備，從車上接收整車的故障信息[2]。

新能源汽車可以將傳動、控制和動力系統(tǒng)進行集成，底盤系統(tǒng)將逐步采用電動化執(zhí)行部件，向智能化和模塊化的方向發(fā)展。故障維修中，需要采用專業(yè)的電子輔助維修設備對故障特征信號進行采集，對局域與時域進行有針對性的處理，借助開放性的電子輔助維修系統(tǒng)在線檢測、信息檢索、數(shù)據(jù)分析和遠程診斷等功能。用戶可以通過手持的故障診斷儀采集相關故障信息，然后上傳到數(shù)據(jù)庫中，獲得診斷結果，并指導維修。

除了在新能源汽車故障維修中應用外，先進的汽車維修養(yǎng)護技術也與數(shù)據(jù)處理和信息交互技術息息先關，汽車維修任務已經(jīng)由對復雜的機械系統(tǒng)修復發(fā)展到對汽車故障預防，這就意味著汽車維修的范圍已經(jīng)拓展到養(yǎng)護層面。傳統(tǒng)的汽車維修是在低成本、易更換的系統(tǒng)中進行的，在故障發(fā)生后，需要通過對于汽車零部件進行拆解。而兼具養(yǎng)護性質的新型維修技術，可通過計算機系統(tǒng)預先測定檢修時間和組件生命周期，這樣的預先主動維護可以保證足夠的提前時間，預先安排修理。而目前最常見的機械系統(tǒng)監(jiān)測技術有視覺監(jiān)測、性能監(jiān)測、噪聲和振動監(jiān)測、磨屑監(jiān)測及熱量監(jiān)測。在這些監(jiān)測中，計算機都起著至關重要的作用，電腦系統(tǒng)可以迅速收集并整合汽車運行中的數(shù)據(jù)，通過推理和計算對汽車狀態(tài)進行診斷，擺脫了傳統(tǒng)汽車維修中對維修人員經(jīng)驗判斷的依賴。

4 結束語

隨著新型汽車控制設備正在朝著全自動化的數(shù)字式方向發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車維修診斷技術已經(jīng)很難滿足行業(yè)發(fā)展的需要。基于電子元器件控制，具有較強系統(tǒng)性的新能源汽車，無論是從整車修理、局部底盤故障判斷還是日常汽車養(yǎng)護，都需要電子輔助維修技術的應用。因此加強對新能源汽車中電子輔助維修技術的應用研究，具有非常重要的現(xiàn)實意義。