新能源汽車維修中電子診斷技術的應用

于海生

重慶市農業機械化學校 重慶市 402160

1 引言

新能源汽車行業的快速發展使得各大知名汽車生產商都紛紛宣布一段時間之后不會再繼續研發內燃機汽車，這說明新能源汽車在全球的全面普及已經是無需再過多爭議的事實。目前市面上所說的新能源汽車基本上都是以電為驅動力的電動車，相比于內燃機汽車來說其內部電子結構更加復雜。新能源汽車同樣需要定期保養和維修，合理的運用電子診斷技術能夠在新能源汽車維修的過程中更大限度的攬安全質量和工作效率，減少新能源汽車的零件更換成本，進一步打消消費者在面對新能源汽車時所考慮的養護成本顧慮。自進入電子信息時代以來，電子診斷技術似乎已經影響到了每一個行業，我國新能源汽車生產制造雖然不是國際不領先水平，但也在不斷的追趕當中，國家大力提倡新能源汽車一方面是為了環境的可持續發展考慮，另一方面則是為了解決日漸嚴重的能源危機，降低社會對傳統化石能源的依賴。

新能源汽車市場維修人員想要提升維修水平，就不可避免的要借助于電子診斷技術，特別是對于電路結構更加復雜的新能源汽車來說，電子診斷技術在汽修行業中已經不可或缺。通過現代化的電子診斷技術，不僅能夠準確的判斷出汽車故障的原因，還能夠結合數據分析為故障排除提供維修意見，讓維修人員在汽修時做到有的放矢，加快工作效率。

2 電子診斷技術介紹和在汽修中的應用優勢

2.1 電子診斷技術

顧名思義，電子診斷技術就是運用先進的電子設備對故障原因進行分析，找出并定位故障點的技術。在新能源汽修行業中，汽車的故障往往是由于個別零部件的損壞而引起的，傳統汽修通常是根據車主對故障的描述或者通常試車來估計是哪一部分零件出現問題，然后再通過拆裝等方式來驗證判斷是否準確。在傳統維修方法中，汽車的故障往往不能一次性完全解決，甚至要經過多次拆機之后才能定位故障點，不僅維修效率低下還會帶來更多的操作風險。使用電子診斷技術，能夠幫助維修人員在不進行全面拆卸的前提下實現對汽車故障的有效檢查和診斷，規避因反復拆卸而帶來的操作風險。

隨著電子技術的發展，汽車的各項參數都可以被傳感器所監測，汽車廠商為了方便后續的維修也會預留出多個數據傳輸接口，維修人員只需要使用專業的電子診斷儀器對汽車的狀態數據進行收集即可分析出故障原因，另一方面，在保養時也可以通過分析汽車狀態參數查找可能會出現問題的地方，及時告知車主以避免汽車在行駛的過程中發生故障危及車主的生命財產安全。最重要的一點，電子診斷技術能夠生成新能源汽車的診斷分析日志并將其保存的系統中，這樣一來不僅能夠幫助汽車維修廠商為車主提供個性化的維修保養服務，還能根據以往故障更加快速的分析當時故障可能發生的原因。

2.2 電子診斷在汽修中的應用優勢

電子診斷是新能源汽車維修走向智能自動化的重要工具，在電子診斷的幫助下，汽修行業不僅能夠讓故障診斷有更多的數據分析依據，同時還能改善新能源汽車的維修整體工作效果。目前電子診斷技術在新能源汽車維修中的應用已經十分普遍，其優勢也十分明顯：首先，新能源汽車比傳統汽車更加依賴于電子設備，傳統汽車在生產時為了保證整體的可靠性，一些關鍵部位的機械結構要遠大于對電子系統的依賴，這是因為在汽車行業的認知中，機械結構會更加可靠，發生故障的概率也更低。但是對于新能源汽車來說，其動力來自于車內的鋰動力電池組，對于電池組的狀態監測會更加全面，汽車內部需要采用大量的電子結構，如果還是沿用傳統的工人排查診斷故障方式，那么對于維修人員的專業度要求會十分高，維修人員不僅需要掌握傳統汽車結構知識，還要掌握電子及電路電氣化知識，除非維修人員有著非常豐富的經驗，否則很難在短時間內準確的找出故障原因。

其次，科學技術的進步帶來了維修行業的極大變革，特別是在新能源汽車加入市場之后，對于汽車的維修就已經不簡簡單單是維修機械故障，還包括車載電子設備以及其他電子零部件的維修，這也導致了維修管理向著科學化、全面化的方向發展。一些大型的汽車維修公司除了核心維修業務之外，還會涉及到新能源汽車的采購與回收、程序管理以及市場促銷等領域。在成本控制的前提下，汽修廠商想要最大化的實現經濟效益，就需要采用更加高效的汽車維修方案，而電子診斷技術在此處的優勢就被完全體現出來，經過電子診斷技術的改進，汽車維修行業的入門門檻會降低，生產效率也會極大的提高，一體化的維修保養數據記錄存儲系統會讓顧客體會到更加優質的服務。以途虎養車為例，他們會給每一個光臨過門店的用戶建立汽車維修保養檔案，用戶只需要在APP 中即可查看系統給出的保養計劃，這讓一些對汽車相關知識不了解的用戶也能更好的對待自己的愛車，極大的優化了用戶的修車保養體驗，增加客戶忠誠度。

3 電子診斷技術在新能源汽車維修中的應用要點

3.1 保持技術和設備的不斷更新

新能源汽車發展迅速，新技術和新架構層出不窮，電子診斷技術想要保持在新能源汽車維修中的應用優勢就要不斷更新換代，以最新的技術解決維修中遇到的各種問題。首先，修理廠要結合自身的實際需求有目的的選擇合適的電子診斷設備，并不是電子診斷設備越先進越好，還要充分考慮自己的經濟實力以及大部分客戶的核心需求。其次，針對常見的故障引起更加精細的儀器以保持工作的準確度和效率，比如市面上最新型的新能源汽車可能會使用最新研發的技術，想要滿足電子診斷技術對新技術的匹配需求，就要不斷的對診斷技術加以改進，像最新型解碼器、讀碼卡以及電子診斷電腦等，只有對應的技術和硬件跟著上新能源汽車的發展，才能發揮出電子診斷高效且精準的優勢，贏得更大的市場空間和客戶的認可。

3.2 保持專用電子儀器的對口匹配

不同廠家出產的新能源汽車在技術使用上存在很大不同，并且對于新能源汽車來說，其電源系統和動力系統都需要有專門的電子診斷儀器來配套使用。想要保持電子診斷的準確性和可靠性，就要針新能源汽車的核心部件研發專用的電子儀器，比如電池組專業檢測儀、汽車電路專業檢測儀等等，只這樣才能讓電子診斷手段維持在可靠的水平。

4 新能源汽車維修中常用的電子診斷方法

電子診斷技術的核心是故障檢查與實位，即使用先進的電子儀器獲取當前新能源汽車的運用參數，通過主控芯片對參數的分析得到想要的故障診斷結果。隨著人工智能技術的引入，新型的電子診斷技術更加智能化，其主要方法包括以下幾種：

4.1 基于神經網絡的故障診斷方法

類神經網絡是人工智能算法的代表技術，像聚類算法、協同過濾算法等都可以大量的數據中找出類型一致的數據，通過類神經網絡技術，新能源汽車產生的復雜類型數據能夠經過分析之后變得更加有理化，有理化的數據成為了支撐故障判斷的關鍵信息。在這種診斷方法下，維修人員需要為其數據分析提供大量的可用樣本，系統會在機器學習機制下不斷的完善在故障分析算法，明確不同類型的故障特征，通過對現有故障的對比給出最有可能的故障原因。在網絡接入的背景下，基于神經網絡的故障診斷方法還能不斷供取各個網站的數據，比如一些友車交流論壇、問答論壇等，這些論壇中有大量與汽車故障分析有關的話題，通過對這些內容的分析也能更加快速建立起故障分析數據庫，保證故障分析的全面性和時效性。

4.2 基于故障樹的診斷方法

故障樹分析法（Fault Tree Analysis，FTA）是在對系統的可靠性進行分析時最常用的方法之一。FTA 方法是指在系統設計或改進過程中，通過對可能造成系統故障的各種因素（包括硬件、軟件、環境、人為因素等）進行分析，畫出邏輯框圖（即故障樹），從而確定系統故障原因的各種可能組合方式及其發生概率，并以此計算系統的故障概率，采取相應的措施，以提高系統可靠性的一種設計分析方法和評估方法。

在故障樹分析模型中，通常會將故障分層處理，比如在汽車燈具不亮故障這一問題下，可以將故障原因分為保險層故障、中間電路層故障、供電層故障以及外設備故障四種，保險層故障包括保險絲是否損壞、保險絲是否存在等，中間電路故障則是指的中間電路是否存在短路或者斷路情況，供電層故障為電器供電電池是否可能正常的為大燈供電，外設備故障包括大燈開關故障和燈具故障等等，這本質上是一個窮舉故障原因的方法，但是這一窮舉的過程是由電子設備來完成，電子設備會列舉出所有可能存在的故障并一一對故障進行參數收集和判斷，最終在可靠的數據收集結果下給出最有可能存在的故障，替代了人工。該種診斷方法被廣泛應用在新能源汽車電子故障診斷系統中，能夠幫助維修人員全面準確分析電路發生故障形狀，并且深入掌握了解汽車故障元器件的具體過程。由于故障樹模型有著非常強的邏輯性，所以其故障命中率非常高，還可以與其他方法配合使用。

4.3 基于多源信息融合的智能故障診斷方法

多源信息融合技術指的是對多源信息進行自動分析的加工，經過自動類比之后獲得更加可靠的信息源。在這種整合信息源的支持下，其分析出來的結果會更加可靠，信息融合按照融合時信息的抽象層次可分為數據層融合、特征層融合和決策層融合。在新能汽車維修上，多源融合技術主要是基于決策層融合和特征層融合，即通過不對不同傳感器數據得到的故障診斷結果或者相同數據經過不同方法得到的故障診斷結果利用決策層融合算法進行融合，從而獲得一致的更加準確的結論。基于DS 證據理論(Dempster-Shafer evidence theory) 融合的方法是決策層融合故障診斷中研究最多的一類。特征層融合診斷方法主要是利用神經網絡或支持向量機將多個故障特征進行融合, 得到融合后的故障特征用于診斷或者直接輸出故障診斷結果。新能源汽車的故障特征既可以是從多個車載傳感器數據中得到的，也可以是從外接數據抽取單元中得到的，不管是哪種數據獲取方式，都支持了從相同數據中抽象出不同特征的方法。

5 電子診斷技術在新能源汽車維修中的實際應用

5.1 對電動機故障的診斷

新能源汽車的發動機結構相對于燃油車來說看似更加簡單，其實維修起來難度依然不小，新能源汽車的發動機類型為電驅動機，目前交流感應電機和永磁同步電機使用最為廣泛，由于永磁同步電機轉速區間和效率都相對較高，所以從性能和乘車體驗上來講更適合作為新能源汽車的動力輸出裝置，但是其缺點也比較明顯：需要成本高昂的永磁材料釹鐵硼。很多國家的稀土資源缺乏，為了成本考慮會采用交流感覺電機，但是大部分中高端車型仍然是以永磁同步電機為主。正是由于技術使用上的不同，新能源汽車維修中對于電機的維修會面臨極高的難度，維修人員不僅需要對電機的各項性能以及結構有專業化的認知，還要根據不同的電機類型采用不同的維修手段。另外，市面上還有很大一部分車型采用的是混合動力，所以采用電子診斷技術加上數據挖掘和特征分析是最為合理的方式，實際中會使用電子診斷技術實現對汽車的傳感器、執行器以及ECU 等核心部件的檢測分析，快速的定位不同類型發動機的故障原因。

5.2 動力電池組的診斷維修

動力電源是新能源汽車最為核心的部件，針對動力電池的故障診斷技術也在不斷的進步當中。目前除了廠家自行維修之外，普通汽修廠想要維修動力電池會面臨非常大的困難。一方面，各個廠家的電池技術都需要高機密，汽修廠想要徹底的將動力電池故障排除往往需要更換電池組總成，但電池組總成經常會占到整車成本的一半，在此成本之下客戶如果想要更換就必然會去選擇返廠維修。從另一方面講，動力電池是影響整體安全性的關鍵性因素，廠商對于電池組技術的重視度要遠遠高于其他，新能源汽車維修廠在維修完電池相關組件之后必須要保證沒有任何的安全隱患，使其性能與原車持平，否則就會被認為是失敗的維修事件。所以，極度依賴專業儀器的電池組維修最得力的手段是電子診斷技術，并且是最先進、最先型的技術，汽車維修廠商單位要及時更新完善專用電子診斷設備，在條件允許下要科學有效引進利用對大型鋰電池、鎳氫電池以及燃料電池等市面上常見動力電池的電子診斷設備。只有這樣，才能促使維修人員能夠運用專用電子診斷設備完成對汽車動力電池的科學全面監測，及時發現動力電池安全隱患問題，從而采取有效安全防范控制措施，提高新能源汽車動力電池的安全使用壽命。

6 結語

想要促進新能源汽車的穩定發展，不僅要研發更加先進的新能源汽車生產工藝，還要完善與之配套的服務內容。汽車維修作為汽車領域不可或缺的服務內容，其技術升級對于新能源汽車的發展和普及也起到了決定性的作用。為了給車主提供更為優質的維修保養項目，汽車維修人員不僅要提升自身的專業水平，還要借助于電子診斷技術不斷促進維修手段的進步，做到保質保量。