新能源汽車的故障問題與維修關(guān)鍵技術(shù)探析

黃鵬飛　王浦舟　鄧方　徐曉宇

摘 要：近年來，在國家政策的驅(qū)動下，國內(nèi)新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，新能源汽車保有量逐年提高，這就給相關(guān)的維修保養(yǎng)部門提出了更高的要求。文章從新能源汽車故障問題分析入手，對新能源汽車維修的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討與分析。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 機械故障難題 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

由于社會經(jīng)濟的不斷蓬勃發(fā)展，我國的人均機動車持有量也呈現(xiàn)出逐年遞增的態(tài)勢。然而，以石油礦物為主要能源的汽車廢氣排放嚴重，對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，近年來大眾對環(huán)境問題的關(guān)注度不斷提高，新能源汽車也因此有了更加廣闊的發(fā)展前景。為解決日趨嚴重的城市大氣污染問題與日趨緊張的能源短缺問題，國家近年來實施了長期的新能源汽車的補貼與優(yōu)惠政策，特別是懸掛綠牌的新能源汽車在很多城市都可以不用遵循限號出行政策，在這些政策鼓勵下，我國的新能源汽車的年產(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，特別是新能源汽車在動力結(jié)構(gòu)上有別于傳統(tǒng)汽車，因此就對新能源汽車的故障診斷與相應(yīng)的維修關(guān)鍵技術(shù)提出了新的要求。

1 新能源汽車的分類以及故障問題

新能源汽車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，目前比較常見的新能源汽車是混合動力電動汽車與純電動汽車。

1.1 油電混合動力汽車

與一般的燃油型汽車相比，油電混合新能源車實際應(yīng)用性更強。油電混合新能源車在起速和提速過程中應(yīng)用電能與電動機實現(xiàn)一個助推作用，并且在常規(guī)運轉(zhuǎn)的操作過程中，電動機也會給予發(fā)動機輔助驅(qū)動力，這類汽車能大大減少耗油量。油電混合汽車行車的驅(qū)動力也可以達到一般汽車的標準，滿足人們的基本出行需求。同時，汽車的協(xié)助動力裝置在這期間無法實現(xiàn)工作，僅有蓄電池供電在三分之一以上時才能實現(xiàn)工作，這類驅(qū)動力轉(zhuǎn)換需要由變速箱構(gòu)成。在汽車運轉(zhuǎn)操作過程中，變速箱的運轉(zhuǎn)負載持續(xù)增強，會導(dǎo)致其小齒輪損壞，容易產(chǎn)生變速器故障。

1.2 純電動汽車

嚴格意義上來說，純電動汽車才是當下中國主流的新能源汽車，這類汽車以電池為儲能設(shè)備，電機為動力裝置。因此此類汽車的故障主要集中在電池與電機系統(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)在壽命的問題，電池在長期充放電過程中會導(dǎo)致壽命縮短，如果充放電過程不合理或保養(yǎng)失當，會使壽命縮短的速度加快，儲能能力大幅降低。電機故障多集中在定子轉(zhuǎn)子故障、電機本體故障、逆變器、控制器故障等等。

2 對新能源汽車維修的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 混動動力電動汽車發(fā)動機故障維修

發(fā)動機故障是維修人員在維修混動動力汽車過程中遇到的一種常見故障類型。這是因為發(fā)動機是電動汽車系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，并受到各種因素的影響。在實際故障診斷過程中，油壓不穩(wěn)是引起發(fā)動機故障的主要原因，為了解決這一問題，維修人員必須了解發(fā)動機內(nèi)部油壓的變化情況，以便根據(jù)參數(shù)制定合理的維修計劃。對于新能源汽車，發(fā)動機的使用工況相對更優(yōu)，但是控制邏輯卻更復(fù)雜，維修人員應(yīng)該對混動汽車發(fā)動機采用專門的故障診斷系統(tǒng)。發(fā)動機啟動后，維修人員可以實時監(jiān)控傳感器、執(zhí)行器和 ECU 的數(shù)據(jù)。通過獲取故障代碼，分析故障原因，盡快鎖定故障點，解決故障問題。如果維修時間相對較短，如交通事故等情況下，維修人員可以啟動待機程序，加快維修速度。如果汽車的故障是新能源和傳統(tǒng)能源混合動力汽車，維修人員應(yīng)注意取樣檢測，認真分析汽車起動瞬時電壓、示波器信號要格外注意，一般情況下，油量和點火機構(gòu)往往是問題的一部分。

2.2 電池故障方面的維修

新能源汽車的動力源是蓄電池，蓄電池是新能源汽車的核心部件，能夠為汽車提供動力。如果沒有電池，新能源汽車是一個設(shè)備，無法啟動和驅(qū)動。因此，動力蓄電池的維修尤其關(guān)鍵，維修人員需要根據(jù)不同類型蓄電池的特點選擇不同的維修方案。目前，市場上新能源汽車動力電池主要分為鎳氫電池、燃料電池、鋰電池等幾大類。以前傳統(tǒng)汽車常用的電池比起這四種新能源汽車的動力電池維護方法簡單，但這里更詳細。動力電池在發(fā)揮作用的過程中不僅僅是一個電芯放電，而是涉及到整個動力電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)除了電池外，還包括通信模塊、存儲模塊和電池控制模塊，統(tǒng)稱為單片機系統(tǒng)。在電池的使用過程中，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在行駛過程中經(jīng)常無故停車，維修人員應(yīng)立即考慮動力電池與系統(tǒng)某些部件接觸不良的情況。在實際測試過程中，維修人員可以先用故障診斷儀檢測BMS或者VCU中的故障代碼及數(shù)據(jù)流，然后測試電池所處環(huán)境的溫度和濕度，并根據(jù)上述測試結(jié)果調(diào)整動力電池的位置。此外，新能源汽車駕駛充電車的車主應(yīng)有一定的意識，即動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，盡量延長動力電池的使用壽命。所謂高溫充電不一定是在夏季陽光下充電，如果汽車剛離開電池溫度會更高，此時不建議立即充電。

2.3 電子診斷技術(shù)

對于新開發(fā)的新能源汽車，主要的維修制度是預(yù)防。由于汽車行業(yè)以前沒有多少經(jīng)驗可以借鑒，似乎預(yù)防問題比實際問題更有用。然而，實際情況并非如此。由于預(yù)防性維修制度會造成大量無效率的工作，許多環(huán)節(jié)會重復(fù)甚至失去意義。電子診斷技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實時檢測新能源汽車的內(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，新能源汽車維修系統(tǒng)的各項費用得到了有效控制。在對其進行維修管理的過程中，新能源汽車維修管理的全過程包括項目管理、零部件采購、用戶體驗收集等環(huán)節(jié)。每個維護環(huán)節(jié)都有不同的任務(wù)，但也對應(yīng)不同的專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)。在以前的維護過程中，各個環(huán)節(jié)的負責人在通信過程中需要花費大量的時間，這種方式不僅時效性差，維修成本也十分昂貴。將電子診斷技術(shù)應(yīng)用于新能源汽車的維修過程中，將維修過程中的大量數(shù)據(jù)輸入計算機系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行開放式處理，不僅節(jié)省了各個環(huán)節(jié)的通信費用，而且保證了新能源汽車的維修質(zhì)量，可以提高新能源汽車的整體維修水平。

新能源汽車主要依靠電路系統(tǒng)對整車進行控制，所以電子控制系統(tǒng)非常復(fù)雜，如果發(fā)生故障也需要準確的診斷來找出問題。對于整個電子控制系統(tǒng)來說，動力來自電池，然后能量被連接到汽車的各個部分。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)問題。正如手機存儲容量有限一樣，汽車電子控制系統(tǒng)的負載也是有限的。由于過載，許多汽車會出現(xiàn)電路故障。另一方面，與傳統(tǒng)燃料汽車相比，新能源汽車存在很多高負荷的功率電子，這就使得車輛上有多的產(chǎn)熱點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，維修人員應(yīng)將故障診斷儀插入新能源汽車的電子控制系統(tǒng)，以確保診斷儀進入電子控制系統(tǒng)的電路。以ABS系統(tǒng)為例，發(fā)動汽車后，如果 ABS 警示燈閃爍或停留時間過長，汽車的電氣控制系統(tǒng)就會出現(xiàn)故障。如果汽車啟動后 ABS 警示燈熄滅，則汽車電子控制系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。如果判斷汽車的電氣控制系統(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數(shù)字萬用表來測試汽車的電控電壓，以幫助確定故障的位置。在故障的具體信息明確后，維修人員可以開始準備清理故障，并通過路試確定警示燈熄滅的順序，進一步排除故障。

2.4 故障維修注意事項分析

由于新能源汽車改變了傳統(tǒng)的動力模式，故障處理和電子診斷技術(shù)沒有特別的經(jīng)驗可以借鑒。因此，新能源汽車的維修工作應(yīng)以預(yù)防為主，以維修為輔，最大限度地保證新能源汽車的穩(wěn)定性和安全性。然而，使用過程的早期預(yù)防和維護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)在新能源汽車維修中的成熟應(yīng)用，需要注意以下對于故障診斷硬件和軟件設(shè)備需要及時進行更新和優(yōu)化，社會經(jīng)濟發(fā)展很快，新能源汽車的發(fā)展是時代發(fā)展的產(chǎn)物。為了滿足新能源汽車的維修需要，必須對電子診斷設(shè)備進行更新，使其符合技術(shù)要求。例如，解碼器、診斷計算機和具有高度信息的代碼閱讀器仍然有很大的發(fā)展空間。在開發(fā)新能源汽車的同時，這些設(shè)備也應(yīng)該能夠跟上發(fā)展的步伐。在當今應(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，軟件可能跟不上速度，從而降低了維護效率。例如，在動力電池的故障排除過程中，有鎳氫電池、燃料電池、鋰電池、鉛酸電池和其他類型的動力電池[5]。技術(shù)軟件需要更加專業(yè)，否則故障可能無法順利解決。

3 結(jié)語

未來新能源汽車具有良好的發(fā)展前景，其效率性、低能耗性和生態(tài)環(huán)保性等特點備受客戶的青睞，新能源汽車在應(yīng)用環(huán)節(jié)中難以避免地產(chǎn)生常見故障。為此，新能源汽車維修專業(yè)人員要定期進行技術(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主提供幫助與服務(wù)。

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