機械自動化技術融入新能源汽車維修中的應用探討

摘要：分析了新能源汽車維修特點；重點探討了機器人、自動化裝配線、智能化倉儲物流等機械自動化技術在新能源汽車維修領域的應用現狀；針對性地提出加強關鍵技術攻關、建立維修標準規范、培養復合型人才、完善服務網絡建設等推動機械自動化技術應用的建議。通過深度融合新能源與自動化，推動維修模式創新與產業變革，提升新能源汽車全生命周期服務水平，為汽車產業高質量發展提供有力支撐。

關鍵詞：機械自動化；新能源汽車；維修；機器人；智能制造

中圖分類號：U472.4 收稿日期：2024-09-27

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.12.037

1 前言

新能源汽車是汽車產業轉型升級、交通運輸綠色低碳發展的必由之路。在雙碳目標、新能源汽車產業政策的持續引導下，我國新能源汽車產銷量實現爆發式增長。新能源汽車保有量持續攀升，也對汽車售后服務市場帶來巨大增量［1］。新能源汽車采用電機、電控等新型動力系統，在結構布局、控制策略上不同于傳統燃油車，對維修工藝、設備、人才提出更高要求，新能源汽車智能化、網聯化趨勢凸顯，軟硬件一體化特征突出，對售后服務的智能化水平和響應速度提出挑戰［2］。如何順應新能源汽車技術變革趨勢，借助自動化、信息化手段賦能汽車維修，推動維修模式和業態創新，已成為新能源汽車產業高質量發展的重要課題。

2 新能源汽車維修特點

新能源汽車依靠電池、電機等實現動力驅動，在車輛結構、原理、性能上有別于傳統燃油車，這就對其維修保養提出了特殊要求。新能源汽車維修特點如圖1所示。

a.系統復雜性高。新能源汽車采用車載互聯、自動駕駛等前沿技術，軟硬件高度集成，涉及動力電池、電機、電控等多個核心部件，對維修人員專業知識和技能的全面性、綜合性提出更高要求。

b.作業精細化要求高。新能源汽車動力電池等核心部件對溫度、濕度等環境因素敏感，需在恒溫、防塵、防靜電的環境中實施檢測維護，對維修工藝、設備、場地等有著更為嚴格的要求。

c.故障診斷的智能化需求突出。新能源汽車依靠上千個傳感器和控制單元的協同運轉，一旦某個部件失效，會引發連鎖反應，需要專業診斷設備解析海量數據，判斷根本故障，難以單純依靠人工經驗排查。

d.維修過程中的安全風險高。動力電池攜帶大量電能，一旦拆卸不當可能引發高壓電擊；電池損壞后易引發起火、爆炸等嚴重后果，需采取可靠的絕緣防護措施，特殊情況下需使用防爆工具。

3 機械自動化技術的應用現狀

機械自動化技術通過機器人、自動化生產線、智能倉儲物流等，可顯著提高設備自動化、數字化水平，減少人工作業強度，提高生產效率和質量一致性，已在汽車整車制造等領域得到廣泛應用。近年來，隨著新能源汽車產業的蓬勃發展，機械自動化技術在新能源汽車維修領域也得到越來越多地應用，極大拓展了新能源汽車售后服務的深度和廣度。

3.1 機器人在新能源汽車維修中的應用

機器人以其高精度、高效率、可重復性等優勢，在新能源汽車生產制造中得到日益普及，近年來在維修領域的應用也初露頭角。

一方面，機器人視覺引導下的精準拆裝技術日臻成熟。新能源汽車內部空間布局緊湊，線束、部件排布復雜，對精細化拆裝提出更高要求。采用機器人自動拆卸技術，通過視覺傳感器、力傳感器引導機器人精準定位螺栓、卡扣，控制拆卸力矩和軌跡，可顯著提高作業效率和精度，降低因不當操作導致的部件損壞風險。比如采埃孚研發的機器人自動拆卸工作站，可實現動力電池包內90%以上部件的自動拆解，動作重復精度可達0.05 mm，可滿足電池包零部件再制造的需求。

另一方面，機器人智能檢測與故障診斷技術不斷突破。利用機器人搭載檢測設備對車輛進行全方位掃描，通過聲振、內窺鏡等無損檢測手段，發現車身、電池隱患。再結合車輛行駛工況大數據，建立故障模型、分析早期故障預兆，從而實現精準、高效的預測性維護。博世公司開發的智能檢測機器人，集成了熱成像、聽診等檢測功能，可自動巡檢車輛熱管理系統、懸掛系統狀態，識別泄漏等隱患源，實現2 min快速體檢，搭載AI驅動的機器學習算法，機器人可基于大量維修案例和專家知識的學習，判斷故障部位、原因和維修方法，并不斷強化和完善診斷模型，智能化水平將持續提升。

3.2 自動化裝配流水線在新能源汽車維修中的應用

原本廣泛應用于整車制造的自動化裝配線，如今也開始服務于新能源汽車維修領域。模塊化、柔性化的裝配生產線設計理念，不僅讓不同車型共線作業成為可能，也讓維修過程的標準化、規范化水平大幅提升［3］。

上海某公司采用模塊化設計的電池包自動化裝配維修線，通過機器視覺、機器人等自動化設備，精準拆解電池包并更換故障模塊，作業效率較人工提升3倍以上，裝配線每一個工位都安裝了智能質控系統，對裝配件的型號、數量、裝配狀態進行自動化檢測，一旦發現問題即自動預警，從源頭上控制質量風險。

另外，基于工件色標管理和RFID技術，可對維修過程進行全流程數字化管控和質量追溯，實現維修任務進度、備件需求等實時優化調度［4］。比亞迪成都新能源汽車生產基地建設了自動化總裝配送線，實現動力總成與底盤的自動精準對位，裝配效率和合格率均顯著提升。

總之，自動化裝配線讓新能源汽車維修實現了標準化作業，減少了人為質量波動，大幅提升了生產組織柔性和智能化水平。而隨著5G、大數據、VR等新興技術在維修領域的應用，自動化生產線將向更高集成度、更強控制力方向發展，推動新能源汽車維修模式的革新。

3.3智能化倉儲物流系統在新能源汽車維修中的應用

新能源汽車多樣化的產品形態和個性化的配置需求，對維修備件的品類、庫存提出了更高要求，備件價值量大，對倉儲條件、周轉效率、現場配送等也有特殊需求［5］。

近年來，AGV小車、智能倉儲等裝備的發展，為新能源汽車維修物流提供了新的解決方案。國內外車企紛紛引入AGV智能物料配送，實現維修備件、工裝、耗材等物資的自動化配送。AGV通過SLAM建圖導航、二維碼定位等，可實現車間內的智能路徑規劃和避障行駛，24 h不間斷配送，顯著提高了配送的及時率和準確率，引入AGV也減少了叉車等燃油設備使用，實現廠區物流“零排放”。

在倉儲管理方面，立體倉庫、穿梭車、AGV到ASRS系統的有機集成，實現了倉儲作業的自動化、透明化管理。智慧倉儲管理系統還可與訂單系統、生產計劃、運輸調度深度集成，基于大數據分析和機器學習，對需求進行智能預測，動態優化庫存策略，提高供應鏈柔性。比如寧德時代與快倉合作，實現電池倉儲全流程自動化作業，揀選效率提升3倍，人力節省60%。

4 應用創新建議

4.1 加強關鍵共性技術攻關，突破核心零部件國產化

機器人、自動化裝配等智能制造裝備的大規模應用，是推動新能源汽車維修高質量發展的必由之路。然而，核心零部件受制于人的技術瓶頸，已成為制約我國汽車維修自動化、智能化發展的軟肋。機器人本體的減速器、伺服電機，智能傳感器的紅外、視覺元件，數控系統的高性能CPU等核心部件，大多依賴進口，關鍵技術長期被發達國家壟斷。這不僅導致自動化設備應用成本居高不下，更可能因國際局勢動蕩遭遇斷供風險，危及行業核心競爭力。

破解這一困局，根本出路在于加大關鍵共性技術攻關力度，發揮新型舉國體制優勢，瞄準產業pjt+2pE3tnGUsDn+L8klXg==急需的卡脖子難題，組織產學研用協同攻關。國家層面應加大對機器人、工業控制系統等領域的研發投入，推進核心零部件國產化替代，聚焦汽車維修場景需求，突破機器人柔性化、模塊化技術瓶頸，實現智能裝備高精度傳感、精準控制、人機協作等關鍵技術的新突破。通過強化技術創新，攻克一批“卡脖子”難題，形成一批擁有自主知識產權的核心零部件，提升智能裝備的可及性、經濟性。

4.2 建立新能源汽車維修標準規范，完善質量追溯體系

我國新能源汽車產業發展如火如荼，而標準規范建設還相對滯后。部分維修企業仍沿襲燃油車時代的粗放式管理，維修質量參差不齊，維修技術數據缺失，較難實現全過程的精細化管控，亟需標準規范的引領和規范。

應圍繞新能源汽車檢測診斷、故障排除、裝配拆解、調試升級等關鍵環節，從人員、設備、工藝、流程等維度入手，研究制定一批急需的技術標準，明確作業指引和基本要求。特別是針對動力電池、驅動電機、電控系統等核心部件，有必要制定更為細化的拆解維修規范，做到維修全過程可追溯、質量可管控。

加快建立全國統一的新能源汽車維修技術信息系統，匯聚整車廠商、零部件供應商、維修企業等的生產制造信息，為維修作業提供權威數據支撐。

建立嚴格的維修質量管理制度，將維修業務納入汽車全生命周期質量管理，構建起覆蓋研發、生產、銷售、使用、維修、報廢等環節的質量追溯閉環，壓實各方責任，維護消費者合法權益。

標準規范的生命力在于實施，加大標準宣貫力度，引導維修企業積極采標，將標準要求細化為可執行的作業指導書和操作規程，融入日常管理全過程。

加強標準實施監督檢查，定期開展維修企業質量體系評估，推行第三方認證，促進行業自律、持續改進，建立標準實施信息反饋機制，及時評估標準執行效果，發現新情況、新問題，以開放包容的態度鼓勵先行先試，為標準修訂完善提供“活水”，積極參與國際標準化活動，加快國內外標準接軌，提升中國標準的“含金量”，推動中國方案、中國標準走向世界。

4.3 培養復合型技術人才，推動產學研用協同創新

新能源汽車融合了新能源、人工智能、大數據等多學科知識，對從業人員綜合技術素質提出了更高要求。一方面，加強專業人才培養，鼓勵院校開設新能源汽車專業，優化課程設置，強化學生實踐動手能力。鼓勵企業與高校共建聯合實驗室、實訓基地，讓學生在真實場景中強化專業技能。另一方面，加強在職人員培訓，定期開展新能源汽車技術、自動化設備操作維護等專題培訓，提升一線員工適應新技術變革的能力，發揮行業組織作用，搭建產學研用協同創新平臺，加強關鍵共性技術聯合攻關，促進科研成果就地轉化、產業化應用，加速形成一批拳頭產品和示范項目，以點帶面推動新能源汽車維修技術進步。

4.4 完善售后服務網絡建設，探索新型商業模式

新能源汽車“三電”系統的維修對場地、設備等有更高要求，而傳統燃油車維修網點受場地、資金、技術等因素限制，短期內難以完成向新能源汽車維修的轉型。應鼓勵主機廠、電池廠等產業鏈上下游企業協同，合力打造區域化的新能源汽車維修中心，實現維修設備、備件、技術的共享共用，節約建設和運營成本，應依托獨立售后服務連鎖、互聯網平臺等，發展社會化的新能源汽車維修網絡。

鼓勵有條件的企業建立中央倉儲，為周邊經銷商、維修站提供共享備件，提升備件使用效率，車企還應創新商業模式，發展預約檢測、上門維修等個性化增值服務，建立服務積分獎勵、會員俱樂部等，提升用戶忠誠度，推動形成線上線下一體、線下閉環管理的新型服務生態，提升新能源汽車用戶全生命周期體驗。

5 結語

機械自動化作為智能制造的關鍵環節，將助力新能源汽車維修模式的變革和創新。通過數字化、智能化手段賦能，推動維修從傳統的經驗判斷向專業化、精細化轉變，從被動響應用戶需求向主動優化服務模式升級，有利于顯著提升新能源汽車維修保障水平，為汽車強國建設貢獻力量。相關部門要高度重視新能源汽車售后服務體系構建，將新技術應用與標準規范制修訂、人才培養、網點建設等有機結合，形成政策合力，營造產業生態，加快構建與新能源汽車技術進步相匹配、與行業高質量發展相適應的現代化維修服務體系，更好滿足人民群眾多樣化、個性化出行需求，共享綠色低碳出行發展成果。

參考文獻：

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[3]劉永東.機械自動化技術在汽車控制中的應用[J].汽車測試報告， 2024（3）：34-36.

[4]薛慧，柴艷榮.機械自動化技術在水利水電工程中的應用[J].水利水電科技進展，2022，42（5）：127-127.

[5]黃理.機械自動化技術在汽車制造中的應用[J].汽車測試報告， 2024（3）：28-30.

作者簡介：

岳宇航，男，1996年生，助教，研究方向為高等職業教育。