江蘇省無(wú)錫交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 尹愛(ài)華
隨著汽車工業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高,我國(guó)已成為世界汽車制造和汽車消費(fèi)大國(guó)。汽車在給人們工作和生活帶來(lái)更多方便的同時(shí),不僅加劇了地球上石油資源的消耗,其排放的排放物對(duì)大氣環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。在節(jié)能與環(huán)保的雙重壓力下,新能源汽車的出現(xiàn)有效地緩解了能源消耗和環(huán)境污染等問(wèn)題。
我國(guó)新能源汽車研發(fā)工作雖然起步較早,但早期并沒(méi)有形成規(guī)模,以2014年為例,當(dāng)年新能源汽車產(chǎn)量8.40萬(wàn)輛,在我國(guó)汽車產(chǎn)量(當(dāng)年產(chǎn)量)中占比僅為0.35%。隨著我國(guó)政府加大對(duì)新能源汽車的政策扶持,新能源汽車開(kāi)始了井噴式發(fā)展,2018年我國(guó)新能源汽車年產(chǎn)127萬(wàn)輛,其中純電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到了98.6萬(wàn)輛。由此可以看出,各大汽車廠家為適應(yīng)汽車未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),將新能源汽車研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到純電動(dòng)汽車上。
與傳統(tǒng)汽車相比,新能源汽車的電子控制單元數(shù)量繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而檢測(cè)傳統(tǒng)汽車的檢測(cè)診斷設(shè)備已很難檢測(cè)新能源汽車故障。目前,市場(chǎng)上的汽車檢測(cè)診斷設(shè)備主要針對(duì)傳統(tǒng)汽車,而針對(duì)新能源汽車的檢測(cè)診斷設(shè)備幾乎就是空白,因此,汽車檢測(cè)設(shè)備廠家應(yīng)跟上新形勢(shì)發(fā)展需要,盡快推出新能源汽車相應(yīng)檢測(cè)設(shè)備,以滿足新能源汽車檢測(cè)和診斷需要。本文以電動(dòng)客車為例,介紹了電動(dòng)客車在檢測(cè)中存在的問(wèn)題,敘述了電動(dòng)客車高壓在線檢測(cè)和斷電檢測(cè)方式及電動(dòng)客車的性能檢測(cè),期待與同行們共同探討和學(xué)習(xí)。
(1)使用單位缺少核心技術(shù)。電動(dòng)客車用戶多為各城市的公交公司,筆者經(jīng)過(guò)調(diào)研得知,由于廠家技術(shù)保密及電動(dòng)客車使用性能不穩(wěn)定等諸多因素影響,目前電動(dòng)客車使用單位對(duì)電動(dòng)客車的各項(xiàng)檢測(cè)及維護(hù)主要依賴于汽車生產(chǎn)廠家的支持,電動(dòng)客車的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)包括通信協(xié)議等,各汽車生產(chǎn)廠家并沒(méi)有對(duì)外公開(kāi),迫于缺少相關(guān)技術(shù)資料,使用單位無(wú)法開(kāi)展常規(guī)檢測(cè)和維護(hù)工作。
(2)檢測(cè)時(shí)存在危險(xiǎn)因素。由于電動(dòng)客車采用了高壓電系統(tǒng),檢測(cè)時(shí)容易造成人身傷害,導(dǎo)致很多電動(dòng)客車使用單位出于安全考慮,將電動(dòng)客車的檢測(cè)和正常維護(hù)委托給銷售商或汽車制造企業(yè),給使用單位造成極大不便并增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
(3)檢測(cè)設(shè)備專業(yè)化程度高。目前,電動(dòng)客車使用單位的檢測(cè)設(shè)備是由汽車生產(chǎn)廠家配套,屬于定制產(chǎn)品,市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有同類產(chǎn)品。由于這些配套的檢測(cè)設(shè)備太專業(yè),電動(dòng)客車使用單位幾乎無(wú)人能操作,檢測(cè)和維護(hù)工作仍然依賴于汽車生產(chǎn)廠家,因而影響到使用單位的車輛運(yùn)輸效率。
(4)使用單位技術(shù)力量不足。由于電動(dòng)客車屬于新型技術(shù),其工作原理比較復(fù)雜,使用單位多為修理傳統(tǒng)汽車的技術(shù)人員,這些技術(shù)人員很難在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)和掌握電動(dòng)客車的維修技術(shù),造成使用單位對(duì)電動(dòng)客車的維修工作不能正常進(jìn)行,直接影響到使用單位的車輛調(diào)度。有的使用單位,直接讓修理傳統(tǒng)汽車的維修人員修理電動(dòng)客車,這樣做無(wú)疑是在生產(chǎn)中埋下了安全隱患,一旦發(fā)生事故,得不償失。
以上剖析的問(wèn)題,不僅是電動(dòng)客車檢測(cè)中存在的問(wèn)題,其他純電動(dòng)汽車的檢測(cè)同樣也存在這樣的問(wèn)題。鑒于目前電動(dòng)客車的普及越來(lái)越廣,電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠家應(yīng)盡快拿出解決方案,向電動(dòng)客車使用單位提供相應(yīng)的車輛技術(shù)、維護(hù)參數(shù)資料,制定出科學(xué)的電動(dòng)客車檢測(cè)方法、維護(hù)流程等,以滿足電動(dòng)客車使用單位的車輛檢測(cè)和維護(hù)需要,從而提高車輛的使用效率和運(yùn)輸效益。
電動(dòng)客車性能檢測(cè),主要采取高壓在線檢測(cè)和斷電檢測(cè)兩種方式。高壓在線檢測(cè),指在不斷開(kāi)動(dòng)力電池供電情況下進(jìn)行作業(yè);斷電檢測(cè),指在斷開(kāi)動(dòng)力電池或用電設(shè)備電源狀態(tài)下的作業(yè)。高壓在線檢測(cè)時(shí),用電設(shè)備可能帶有高壓電,具有一定危險(xiǎn)性,因此,作業(yè)人員必須要了解相關(guān)的電氣知識(shí),需持有安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局頒發(fā)的特種作業(yè)操作證,同時(shí)要了解電動(dòng)汽車的工作原理,才能上崗進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)。未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)人員不得進(jìn)行電動(dòng)客車的檢測(cè),否則,易發(fā)生高壓險(xiǎn)情,甚至造成人員傷亡。斷電檢測(cè)作業(yè)時(shí),則危險(xiǎn)系數(shù)小,有必要的防護(hù)措施即可。
電動(dòng)客車使用單位應(yīng)嚴(yán)格遵守《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法(2014年修訂)》第二十七條規(guī)定,生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位的特種作業(yè)人員必須按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定經(jīng)專門的安全作業(yè)培訓(xùn),取得相應(yīng)資格,方可上崗作業(yè)。因此,從事電動(dòng)汽車的檢測(cè)人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)并持有低壓電工證。
電動(dòng)客車正常檢測(cè)、維護(hù)有規(guī)范的作業(yè)流程,圖1a所示為電動(dòng)客車在線檢測(cè)流程,圖1b所示為電動(dòng)客車斷電檢測(cè)流程。
電動(dòng)客車在使用一段時(shí)間后,由于動(dòng)力電池性能衰減和其他因素的影響,其使用性能會(huì)出現(xiàn)下降,甚至直接影響到車輛的使用效率。因此,電動(dòng)客車在使用過(guò)程中應(yīng)定期進(jìn)行性能檢測(cè),性能檢測(cè)內(nèi)容主要有續(xù)駛里程、能量消耗率、電力傳輸、車輛絕緣等。
電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程,是指電動(dòng)客車動(dòng)力電池在完全充滿電狀態(tài)下,按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)至動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能消耗結(jié)束所行駛的里程。電動(dòng)客車在路上行駛,依賴的就是動(dòng)力電池提供的電能驅(qū)動(dòng),因此,續(xù)駛里程是衡量電動(dòng)客車使用性能的重要指標(biāo)之一。電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程檢測(cè),主要有室內(nèi)檢測(cè)和路試2種檢測(cè)形式。
(1)室內(nèi)檢測(cè)。利用底盤測(cè)功機(jī)在特定條件下進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)時(shí),由底盤測(cè)功機(jī)滾筒模擬路面,通過(guò)加載、模擬道路運(yùn)行狀態(tài),對(duì)電動(dòng)客車各工況進(jìn)行測(cè)試,最終,通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)顯示里程來(lái)評(píng)價(jià)受檢電動(dòng)客車的續(xù)駛里程。該檢測(cè)方法雖簡(jiǎn)單易行,但使用單位需配備底盤測(cè)功機(jī),且底盤測(cè)功機(jī)每年要按規(guī)定進(jìn)行標(biāo)定。
(2)室外檢測(cè)(道路檢測(cè))。室外檢測(cè)的條件比較苛刻,受檢車要連接非接觸道路測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試,其行駛里程通過(guò)非接觸道路測(cè)試儀獲取。該檢測(cè)方法需要配備非接觸道路測(cè)試儀,且檢測(cè)過(guò)程復(fù)雜,要求較高。
因車輛儀表盤上的里程表存在顯示誤差問(wèn)題,因此,為準(zhǔn)確采集車輛行駛里程數(shù),可選用底盤測(cè)功機(jī)或非接觸道路測(cè)試儀上的里程讀數(shù),作為評(píng)價(jià)電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程的依據(jù)。目前,測(cè)量里程數(shù)最為準(zhǔn)確的是非接觸式測(cè)量?jī)x,其里程數(shù)測(cè)量是通過(guò)光電感應(yīng)、雷達(dá)波或GPS信號(hào)等進(jìn)行測(cè)試,能準(zhǔn)確地反映車輛續(xù)駛里程和實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。
圖1 電動(dòng)客車正常檢測(cè)、維護(hù)的規(guī)范作業(yè)流程
電動(dòng)客車能量消耗率,是指電動(dòng)客車的實(shí)際電能消耗量。測(cè)試時(shí),按規(guī)定讓動(dòng)力電池從放完電狀態(tài)至再次充滿電為止,充電樁上顯示的充電讀數(shù)除以本次行駛里程數(shù)所得的值,即為該車的能量消耗率。該參數(shù)是電動(dòng)客車制造廠極為關(guān)注的性能參數(shù),也是反映在用車能量轉(zhuǎn)換效率的重要參考指標(biāo)。電動(dòng)客車在使用一段時(shí)間后,能量消耗率會(huì)出現(xiàn)上升,甚至影響到車輛的正常使用效率。因此,電動(dòng)客車在使用中應(yīng)定期進(jìn)行能量消耗率檢測(cè),其檢測(cè)方法與續(xù)駛里程測(cè)試方法基本相同。
(1)室內(nèi)檢測(cè)。通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)在特定條件下進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)時(shí),由底盤測(cè)功機(jī)滾筒模擬路面,通過(guò)加載、模擬道路運(yùn)行狀態(tài),通過(guò)綜合計(jì)算后形成受檢車能量消耗率參數(shù)值。
(2)室外檢測(cè)(道路檢測(cè))。室外檢測(cè)時(shí),受檢車需連接非接觸道路測(cè)試儀,該檢測(cè)儀可以提供特定條件下受檢車的各種行駛參數(shù),計(jì)算后得出受檢車能量消耗率參數(shù)值。
電動(dòng)客車室內(nèi)檢測(cè)或室外檢測(cè)(道路檢測(cè)),不僅需要配備相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備,還要有經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的操作人員,因此,一般電動(dòng)客車使用單位或電動(dòng)客車維修企業(yè)并不具備這樣的條件,只能依賴機(jī)動(dòng)車檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的檢測(cè)。電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程、能量消耗率檢測(cè)時(shí),受檢車應(yīng)保持良好狀態(tài),不能帶有影響檢測(cè)結(jié)果的任何故障。
電動(dòng)客車的動(dòng)力源主要就是依靠動(dòng)力電池,與傳統(tǒng)汽車相比,電動(dòng)客車上的電氣設(shè)備有增無(wú)減。為滿足車輛驅(qū)動(dòng)需要,電動(dòng)客車采用了幾百伏的高壓電池作為動(dòng)力源,如果高壓系統(tǒng)絕緣不好,對(duì)操作人員會(huì)造成傷害?!峨妱?dòng)客車安全要求第3部分:人員觸電防護(hù)》(GB/T 18384.3—2015)中規(guī)定,電動(dòng)客車需配置有絕緣裝置等保護(hù)措施,因此,電動(dòng)客車的絕緣保護(hù)措施是衡量電動(dòng)客車安全防護(hù)的重要指標(biāo)之一。
通常人體電阻為6 kΩ~10 kΩ,人體能感覺(jué)到的電流稱為感知電流,通過(guò)人體的交流電(AC)為1 mA,直流電(DC)為5 mA。人體觸電后自己能擺脫的最大電流稱為擺脫電流,交流電(AC)為10 mA,直流(DC)為50 mA。在較短時(shí)間內(nèi)就能危及人生命的電流稱為致命電流,如交流電(AC)100 mA的電流通過(guò)人體1 s,便足以使人致命。GB/T 18384.3—2015中規(guī)定,在最大工作電壓下,直流電路絕緣電阻的最小值應(yīng)至少大于100 Ω/V,交流電路絕緣電阻的最小值應(yīng)至少大于500 Ω/V。因此,汽車廠家在設(shè)計(jì)制造電動(dòng)汽車時(shí),首先考慮的是車輛絕緣問(wèn)題,相應(yīng)指標(biāo)必須要在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi),以確保電動(dòng)汽車的使用和維護(hù)安全。
電動(dòng)客車絕緣檢測(cè),主要采用常規(guī)檢測(cè)方法,一般使用耐壓測(cè)試儀和兆歐表進(jìn)行檢測(cè)。
(1)耐壓測(cè)試儀,也稱為電氣絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)儀、介質(zhì)強(qiáng)度測(cè)試儀。耐壓測(cè)試儀的主要作用是用于測(cè)試和檢驗(yàn)電器裝置、電氣產(chǎn)品的絕緣狀態(tài),通過(guò)測(cè)試反映電器裝置、電氣產(chǎn)品使用的絕緣材料及絕緣性能優(yōu)劣,作為評(píng)判受測(cè)電器設(shè)備、電氣產(chǎn)品絕緣性能是否符合國(guó)家相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。耐壓測(cè)試儀分為交流和直流2種。
(2)兆歐表,是電工常用的一種測(cè)量?jī)x表。兆歐表以MΩ為單位,有搖表式(指針式)和數(shù)字式2種類型。兆歐表主要用來(lái)檢查電氣設(shè)備、家用電器或電氣線路對(duì)地及相間的絕緣電阻,以保證電器設(shè)備、線路處于正常工作狀態(tài),避免發(fā)生觸電傷亡及設(shè)備損壞等事故。使用兆歐表,應(yīng)該選用1 000 V及以上的兆歐表。測(cè)量前必須將被測(cè)線路或電氣設(shè)備的電源全部斷開(kāi),不允許帶電測(cè)量電器、線路電阻,同時(shí),還要明確線路或電氣設(shè)備上無(wú)他人作業(yè)后方可進(jìn)行。
電動(dòng)客車絕緣檢測(cè)時(shí),必須斷開(kāi)高壓電和相關(guān)高壓用電設(shè)備,將耐壓檢測(cè)儀或兆歐表2個(gè)檢測(cè)端子分別連接到動(dòng)力電傳輸設(shè)備(或?qū)Ь€)和車身上,檢測(cè)過(guò)程中,應(yīng)注意觀察耐壓檢測(cè)儀或兆歐表讀數(shù),是否符合車輛使用的相關(guān)安全(絕緣)要求或國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求,如車輛存在絕緣問(wèn)題時(shí),必須停駛進(jìn)行維修。
隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的越來(lái)越重視,電動(dòng)客車作為城市公共交通運(yùn)輸工具被越來(lái)越廣泛應(yīng)用,因而,電動(dòng)客車保持良好的技術(shù)狀態(tài),成為保證城市公共客運(yùn)效率和客運(yùn)工作順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)。筆者認(rèn)為,定期對(duì)電動(dòng)客車?yán)m(xù)駛里程、能量消耗率和電力傳輸、車輛絕緣等性能進(jìn)行檢測(cè),不僅保證車輛使用效率,重要的是對(duì)車輛進(jìn)行有效的管理和保證車輛安全使用的一種預(yù)防手段??傊瑢?duì)電動(dòng)客車定期進(jìn)行性能檢測(cè),便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題,在保證電動(dòng)客車使用效率的同時(shí),以優(yōu)良的車況更好地服務(wù)于社會(huì)。