新能源汽車中電子診斷維修技術研究

賀仕偉，袁國倫

(雅安職業技術學院，四川 雅安 625100)

0 引言

隨著世界環境污染日益嚴重及燃油資源短缺，而汽車作為燃油消耗第二大經濟產業，汽車尾氣也加速了世界碳排放量。世界各國逐漸開始將戰略目標轉移到新能源汽車。目前新能源汽車主要包括利用蓄電池進行驅動的純電動汽車、油電混合動力汽車及氫發動機汽車等，按照不同工作用途主要分為電動客車、電動轎車等。根據中國汽車工業協會2021年上半年數據可知，自2021年上半年全國汽車產銷量分別為1 256.9萬量和1 289.1萬輛，同比分別增長了24.2%和25.6%。新能源汽車產銷量分別完成121.5萬輛和120.6萬輛，同比增長200.6%和201.5%。截至2021年上半年，新能源汽車總銷量已達到2019年全年水平。且近年來關于新能源汽車的政策扶持伴隨的產業拓展，新能源汽車產業得到了廣大消費者的認同并且進入了產業加速發展的新階段[1,2]。新能源汽車動力系統與傳統汽車結構組成及維修方式都有所不同，因此，提高新能源汽車的故障診斷與維修技術可以提高新能源汽車的維修效率，提升新能源汽車的安全行駛，給用戶帶來更好的駕駛體驗。

隨著電子信息技術的逐漸發展，在各個行業逐漸彰顯技術優勢，可以滿足不同行業的實際需求與自動化水平。在汽車故障診斷與維修過程中，電子診斷技術可以及時隔離系統故障組件，通過采集故障信息進行相關故障測試，可以在線測試和智能診斷，協助系統完成復雜的自我維護。尤其是汽車內部結構，如發動機故障診斷等可以進行準確、科學地判斷，及時發現汽車存在的問題，可以在不進行整車拆解的情況下對整車動力系統進行相應故障排除，分析后進行單一部件的修理與維護，所以電子診斷技術越來越被相應新能源廠商重視與認同[3,4]。

1 電子診斷技術

1.1 電子診斷技術含義及工作原理

電子診斷技術是一種采用各種電子儀器設備(主要包括各類傳感器，如曲軸位置傳感器、凸輪位置傳感器、水溫傳感器、節氣門位置傳感器、氧傳感器、流量傳感器等)對整車進行全方位的故障檢測、電路分析和信息數據分析操作，對故障進行逐一排除，然后通過電子診斷系統明確故障類型，并通過故障指示燈進行信息表達(圖1)。其相較于傳統汽修流程，電子診斷技術有著不需要拆卸汽車結構就可以對汽車故障部件進行排查的優勢，通過快速無拆車的故障排除配合完整的信息管理系統庫，能以較快的速度告知車主，從而制定相應的維修方案[5，6]。

圖1 電子診斷技術工作原理

新能源汽車相較于傳統汽車，最大的改變是其動力組成從燃油變成了電能供應，故其電子系統會更加復雜，且能量來源均來自蓄電池。隨著電子診斷技術的不斷推進完善，許多汽車公司和維修單位都引入了電子診斷技術，建立了完整的基于電子診斷技術的信息維修管理系統。隨著維修信息管理系統數據庫的建立，在維修過程中生成的用戶維修數據也能為今后的維修過程提供相應數據支持。由此也可以看出，電子診斷技術不僅是未來汽車維修保養發展的重要內容，也是汽車維修保養行業服務升級發展的先決條件[7,8]。

1.2 電子診斷技術的應用優勢與價值

在新能源汽車穩步發展的過程中，其故障診斷與維修技術的不斷提升是穩定新能源汽車安全駕駛的重要技術條件[9]。通過上述分析，目前電子診斷技術借助信息化設備可以完成對新能源汽車的故障診斷與及時排查，大大地提升了故障診斷效率，準確地分析新能源汽車動力系統及發動機存在的故障，了解故障所在位置，為新能源汽車的安全駕駛提供可靠保障。

2 新能源汽車常見故障分析

2.1 繼電器常見故障分析

在整車運行過程中繼電器是其中最主要的運行部件之一，在新能源汽車運行中，需要繼電器故障診斷控制系統的支持，但是部分新能源汽車很難實現繼電器運行參數的完全監控，在駕駛員關閉K4后，總電壓在超過2 s后不能增加到正常電壓的70%以上[10]。此時，在預充技術的運行中可能會出現許多繼電器故障問題，這使得很難獲得繼電器故障的完整性分析。并且，運行過程中的電機裝置需長時間保持較高且穩定的電壓輸入，所以維修過程中，在關閉電機裝置控制后，無法對其故障內容進行準確判斷。更重要的是，機械式斷路器裝置不能跟上合閘控制的要求，不利于電源裝置電壓的精確控制。

2.2 電機溫度控制故障分析

電機溫度是決定新能源汽車的行駛安全與穩定維護的關鍵，在運行過程中如若不能進行良好的溫度控制，電機本身會存在壽命衰減與損傷，電機系統將進入異常工作狀態，影響新能源汽車的行駛質量。如果電機裝置不能得到良好的溫度控制，其自身的工作將難以完成，甚至會出現停滯現象。所以對電機裝置的溫度進行控制，并且在溫度達到閾值時進行預警，對于保護系統安全運行具有重要意義。

3 電子診斷技術在新能源汽車故障診斷中的應用范圍

3.1 在底盤輸出功率檢測中的應用

由于動力源的不同，新能源汽車的整車底盤結構相較于傳統燃油汽車存在很大的差異。由于新能源汽車沒有汽缸和活塞，需要通過底盤輸出功率檢測來實現對汽車的性能判斷和診斷。所以，在底盤輸出功率檢測與維修中，需要對其各種性能進行測試和維修。新能源汽車底盤的輸出功率是汽車的重要參數內容，其中隱藏著大量與汽車相關的信息。因此，維修人員需要借助電子診斷技術收集數據，并通過對數據的綜合分析為后續工作提供依據。

3.2 新能源汽車電路維修中的應用

在新能源汽車電路維修方面，由于其電路分布較傳統汽車更為復雜，且對電路系統的依賴性高，所以檢修過程中，工作人員很難較快且準確的進行電路維修的故障內容確認。從新能源汽車運行的角度來看，電子元件在運行過程中會因操作不當而受到影響，損失極其嚴重。在電子診斷技術的幫助下，維修人員可以通過數據收集和分析準確確定損壞部件的位置，而無需拆卸車輛內部設備，避免因部件拆卸而導致電路損壞。此外，工作人員還可以利用電子診斷技術了解新能源汽車內部動力系統的負載情況。例如，可以通過ABS警示燈狀態來澄清故障代碼的內容，通過有針對性的維修操作積累一些工作經驗，以此來提高新能源汽車的維修效率。一般來說，傳統的車載設備蓄電池是12 V。新能源電池組的容量超過30 kW·h，普通電池的容量只有0.5～0.7 kW·h[11]。

3.3 在汽車發動機維修中的應用

無論是純電力或油電混合新能源汽車，電機都是新能源汽車的核心部件，直接關系到動力系統的正常運行。因此，維修人員需要利用電子診斷技術，合理監測新能源汽車的電壓變化，了解導致系統電壓變化的具體因素，為后續的故障定位判斷創造有利條件。更重要的是，維修人員還應根據新能源汽車電路系統的具體情況和特點，借助電子診斷，及時進行監控操作，以發現其他故障。一旦發現電路故障或信號不良，實際的電子診斷系統警報將發生變化[12,13]。

4 電子診斷技術未來發展趨勢

目前，新能源汽車的主要動力源仍是電力，少部分是油電混合型新能源汽車。其在生產過程中需要在車內安裝許多電子元件和電路，而實際的電壓和電流設備也更加復雜。整車維修過程中，若采用傳統汽修中先進行拆卸再進行故障排查的流程，在拆卸過程中很容易損壞精密部件。因此，與傳統的手動操作相比，可以看出新能源汽車更適合應用電子診斷技術進行維修，其速度和精度也超出了傳統操作方法。需要注意的是，在電子診斷技術中，雖然可以檢查絕大部分內部原件，但仍無法檢查其全部內部部件。因此，在使用電子診斷技術檢查新能源汽車故障時，并非所有故障都能排除。為了避免這種情況，新能源制造商可以在生產汽車時將特定的汽車附件數據和信息傳輸到電子診斷系統，結合GPS高精度定位技術及互聯網技術，從而拓寬汽車數據，根據監控中心與數據庫服務器遠程對客戶端故障進行信息采集與故障分析(圖2)，同時，保證了電子診斷技術具有全面的檢測數據，盡可能改善新能源汽車檢測中的不足。在電子診斷技術的后續發展中，隨著技術研究體系的完善，新能源汽車的所有內部故障維修都可以通過該技術實現。

圖2 電子診斷技術在新能源汽車的應用

5 結論

綜上所述，隨著汽車維修成本的增加、汽車生命周期的縮短及高新技術的逐漸發展，對電子診斷技術的需求越來越高，電子診斷技術與新能源汽車汽修方面契合度較高，在汽車維修過程中可以極大的提高維修質量與維修效率，且隨著人們環保意識的提高與政府政策扶持，新能源汽車的市場占有率會越來越高，在這種情況下，新能源汽車電子診斷技術與維修尤為重要，產業需著重提高相關從業人員的維修專業服務質量與配套電子診斷維修設備的研發，從而配套完成整體產業鏈。