陳峰

（閩江師范高等?？茖W(xué)校機(jī)電工程系，福建 福州 350018）

為減輕環(huán)境污染，近年來，各國大力研發(fā)新能源汽車。新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。以其動力供應(yīng)方式方面的差異，可劃分為：純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機(jī)汽車等。我國更是出臺許多政策來進(jìn)行扶持。產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大，現(xiàn)階段我國的新能源汽車已經(jīng)達(dá)到 200 萬輛以上。但是，因新能源汽車技術(shù)相比于傳統(tǒng)的燃油汽車有著很大差異，這使其對電氣設(shè)備及線路的可靠性非常依賴，一旦在使用過程發(fā)生電氣設(shè)備或線路故障，勢必會給新能源汽車的運(yùn)行安全帶來極大威脅，進(jìn)而危害到車內(nèi)人員的生命安全。因此，對新能源汽車的電氣系統(tǒng)及線路等進(jìn)行定期的檢查與維護(hù)，以此排除潛在故障非常必要。

1 新能源汽車電氣系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)分析

新能源汽車電氣系統(tǒng)的組成主要有電源控制系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)和信號系統(tǒng)等。

1.1 汽車電源控制系統(tǒng)

電源控制系統(tǒng)是汽車結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，該系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來看，主要包括3 個主要部件，分別是調(diào)節(jié)器、發(fā)電機(jī)以及蓄電池。對于電源控制系統(tǒng)來說，新能源汽車中所有的用電設(shè)備都是利用發(fā)電機(jī)來進(jìn)行供電的，而且電源控制系統(tǒng)還能夠?yàn)樾铍姵剡M(jìn)行蓄電，在汽車啟動過程中，蓄電池會向新能源汽車內(nèi)的起動機(jī)提供電能，而且當(dāng)車輛處于怠速狀態(tài)時，蓄電池還能幫助發(fā)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充發(fā)電。而對于調(diào)節(jié)器來說，其最為重要的作用就是保持新能源汽車中的電壓平穩(wěn)，保證汽車行駛的穩(wěn)定性。

1.2 汽車啟動控制系統(tǒng)

汽車啟動控制系統(tǒng)也是其結(jié)構(gòu)中的主要組成系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括控制裝置、直流發(fā)電機(jī)以及傳動機(jī)構(gòu)等部分所組成，這3 個部分能夠啟動發(fā)動機(jī)，并且在運(yùn)行時能夠利用電瓶來進(jìn)行供電，使起動機(jī)得以旋轉(zhuǎn)，然后再起動機(jī)的作用下，由傳動機(jī)構(gòu)來對發(fā)動機(jī)進(jìn)行帶動旋轉(zhuǎn)，最后由發(fā)動機(jī)來對發(fā)電機(jī)進(jìn)行帶動旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)則能夠?qū)ζ饎訖C(jī)進(jìn)行再次供電，由此在啟動控制過程中便形成了一個循環(huán)往復(fù)的過程。

1.3 汽車燈光控制系統(tǒng)

汽車燈光控制系統(tǒng)是新能源汽車中進(jìn)行照明的重要系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由尾燈、霧燈、頂燈、危險警報燈、制動燈、牌照燈、倒車燈、轉(zhuǎn)向燈、工作燈、示寬燈、前照燈等組成，并可通過電子線路及元件來實(shí)現(xiàn)這些燈光的有效控制。

1.4 汽車信號控制系統(tǒng)

汽車信號控制系統(tǒng)則由示寬燈、工作燈以及危險警報燈等部分所組成，其可利用儀表臺來對這些燈光進(jìn)行控制，以便于駕駛員在駕駛過程中進(jìn)行有效觀察，而燈光所需的電能則主要來自于發(fā)電機(jī)和蓄電池。

2 新能源汽車電氣設(shè)備及線路出現(xiàn)故障的原因

新能源汽車憑借其清潔、無污染的環(huán)保優(yōu)勢，使其成為汽車行業(yè)的未來發(fā)展方向，其銷量也持續(xù)增加。與此同時，新能源汽車在使用過程中所出現(xiàn)的電氣設(shè)備和線路故障也頻繁出現(xiàn)。為了確保新能源汽車的使用安全，保障車內(nèi)人員的生命財產(chǎn)，就必須要對新能源汽車在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的電氣設(shè)備以及線路等故障有所了解和熟悉，明確其故障原因，只有這樣才能使故障源得到快速而準(zhǔn)確的排查，進(jìn)而通過具有針對性的維修措施來進(jìn)行故障排除。通過結(jié)合大量新能源汽車在故障檢修過程中所積累的經(jīng)驗(yàn)，新能源汽車所出現(xiàn)的電氣設(shè)備和線路故障，可按照其發(fā)生類型將其劃分成兩類，一類是漸發(fā)性故障，而另一類則是突發(fā)性故障。

2.1 突發(fā)故障的引發(fā)原因

對于突發(fā)性故障來說，其最明顯的特征便在于突發(fā)性，這類故障往往是在新能源汽車進(jìn)行啟動或行駛過程中所出現(xiàn)的，當(dāng)新能源汽車在行駛過程中發(fā)生突發(fā)性故障，其后果往往可能是災(zāi)難性的，此時車內(nèi)人員的生命安全勢必會造成極大損害。例如，新能源汽車在遇到山坡后進(jìn)行連續(xù)爬坡時，此時汽車內(nèi)部的電氣系統(tǒng)是以超負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行的。這時其內(nèi)部中的某些電氣設(shè)備或電子元件便會因負(fù)荷超出承受范圍而發(fā)生斷路，這時新能源汽車在連續(xù)爬坡過程中便很可能因動力輸出不夠而發(fā)生危險。事實(shí)上，造成新能源汽車發(fā)生突發(fā)性故障的原因有很多種，比如汽車內(nèi)某個電氣設(shè)備的運(yùn)行突然中斷，或是電子線路接觸不良，又或是電子系統(tǒng)在運(yùn)行控制程序時出現(xiàn)錯誤等，這些原因都可能會引發(fā)突發(fā)性故障。

2.2 漸進(jìn)故障的引發(fā)原因

新能源汽車在使用時還會產(chǎn)生一些其他故障，不過這些故障與突發(fā)性故障有著本質(zhì)的不同，其故障原因往往來自于電氣設(shè)備和線路自身，如設(shè)備老化、線路磨損等，這類故障是由于汽車經(jīng)過長時間使用，其結(jié)構(gòu)中的某些器件經(jīng)過日積月累的磨損或老化后所形成的。人們統(tǒng)一將該類故障稱之為漸發(fā)性故障。對于漸發(fā)性故障來說，其往往是在經(jīng)過較長時間后才出現(xiàn)。比如，蓄電池在經(jīng)過長年累月的使用后，或是新能源汽車被擱置長達(dá)半年以上，蓄電池便會經(jīng)歷一個長時間的緩慢放電過程，造成其內(nèi)部的電壓降低，無法正常供電，此時新能源汽車會產(chǎn)生動力不夠、燈光不穩(wěn)定等故障表現(xiàn)。對于這類故障，就要求駕駛員養(yǎng)成良好的檢修習(xí)慣，定期對新能源汽車中的零部件進(jìn)行保養(yǎng)和替換，以排除這類故障，防止?jié)u進(jìn)故障的發(fā)生。

3 新能源汽車電氣設(shè)備及線路的檢修方法

3.1 電源控制系統(tǒng)故障的檢修方法

當(dāng)新能源汽車在打火以后，如果發(fā)動機(jī)的運(yùn)行正常，但儀表盤未亮起充電指示燈，或指示燈只是在打火的一瞬間閃了一下，此時便需要對電源控制系統(tǒng)的故障進(jìn)行排查。之所以會出現(xiàn)該故障，其原因可能有三個：第一個原因是充電指示燈可能存在故障，比如由于汽車在運(yùn)行的一瞬間出現(xiàn)不穩(wěn)定的電壓，或是電流過大等，使指示燈內(nèi)部的燈絲被熔斷。第二個原因是指示燈與蓄電池連接的線路存在接觸不良的情況。第三個原因是用于控制充電指示燈亮起的電氣設(shè)備無法運(yùn)行或運(yùn)行異常，此時蓄電池或發(fā)動機(jī)是能夠進(jìn)行正常供電的，但是電氣設(shè)備卻無法將電信號傳輸給充電指示燈。在檢修過程中，需要將發(fā)動機(jī)起動，此時發(fā)動機(jī)處于怠速狀態(tài)，然后對充電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，看其是否正常。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行后，如果充電指示燈并未亮起，而發(fā)電機(jī)卻能夠發(fā)電，此時可證明發(fā)電機(jī)是運(yùn)行正常的；在對發(fā)電機(jī)進(jìn)行排除以后，如果指示燈仍舊處于熄滅狀態(tài)，則可判斷其內(nèi)部燈絲已被熔斷，此時可對指示燈進(jìn)行更換，以此實(shí)現(xiàn)對故障的排除。如發(fā)電機(jī)運(yùn)行正常且已更換指示燈后仍不亮，便需要對連接的線路和控制充電指示燈亮起的電氣設(shè)備進(jìn)行深入檢查?？赏ㄟ^目視法、萬能表輔助法等來進(jìn)行判斷。

3.2 啟動控制系統(tǒng)故障的檢修方法

當(dāng)新能源汽車在啟動以后，駕駛員在切換到P 檔或空擋踩油門時，車內(nèi)的轉(zhuǎn)速表指針未進(jìn)行靈敏的轉(zhuǎn)動，但當(dāng)駕駛員切換至D 檔或1 檔踩油門時，汽車雖然可正常運(yùn)行，但卻發(fā)現(xiàn)汽車的動力輸出不夠。對于這一故障，其故障原因可能有以下幾種：首先需要判斷汽車是否很長時間都沒有啟動，當(dāng)汽車的擱置時間超過30 天時，故障原因有很大可能是由于蓄電池中的電量不夠所造成的，此時可利用儀器來進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)蓄電池內(nèi)的電量足夠，則需要對動力系統(tǒng)內(nèi)的主要電氣設(shè)備及相關(guān)線路是否存在接觸不良等進(jìn)行檢查。當(dāng)傳動系統(tǒng)存在線路接觸不良的情況時，便可能會限制新能源汽車的動力輸出。具體檢修方法如下：首先要判斷蓄電池內(nèi)是否有足夠的電量，特別是汽車被長期擱置的情況下，更要進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)蓄電池電量不夠時，可對蓄電池進(jìn)行充電。如果蓄電池內(nèi)含有充足的電量，需要將線路連接器連接好后進(jìn)行重新啟動，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障仍未消除時，還要檢查發(fā)動機(jī)和蓄電池的連接線路，如發(fā)現(xiàn)萬用表在對某段線路進(jìn)行檢查時，其電壓為0，證明線路接觸不良或已被燒斷，此時應(yīng)對線路進(jìn)行更換。同時還要對接線柱的接觸情況進(jìn)行檢查，在必要時需要將接線柱進(jìn)行擰緊后，再次啟動來觀察故障是否已被排除。

3.3 燈光控制系統(tǒng)故障的檢修方法

新能源汽車在運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)燈光不亮或異常閃爍等故障，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)向燈不亮、遠(yuǎn)近光燈頻繁閃爍或亮度降低等，這些故障現(xiàn)象都可以歸類為燈光控制系統(tǒng)發(fā)生故障。燈光控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障往往會出現(xiàn)在汽車即將啟動的情況下，還有少數(shù)情況會出現(xiàn)在新能源汽車駕駛中，比如在汽車轉(zhuǎn)彎過程中突然轉(zhuǎn)向燈熄滅等。對于燈光控制系統(tǒng)故障來說，其故障原因可能有很多，除了燈具自身老化以外，還可能是電壓不穩(wěn)、瞬時電流過大等，這會導(dǎo)致燈絲被熔斷。還有可能是線路接觸不良（松動和脫落等）造成的，除此之外，用于控制燈光的電氣元件也可能會發(fā)生故障。在進(jìn)行檢修時，需要判斷故障是由燈光引起的，還是由電氣系統(tǒng)引起的?？赏ㄟ^儀器或目視的方法來對線路是否接觸不良或是燈絲是否被熔斷等進(jìn)行檢查。在檢查無問題后，還要應(yīng)用萬用表來對發(fā)電機(jī)、蓄電池以及燈具之間的連接線路進(jìn)行逐一檢查，查看其是否存在斷路或短路等故障。在確定不存在斷路或短路等故障后，還要對燈光控制系統(tǒng)中的控制程序是否運(yùn)行異常進(jìn)行檢查。

3.4 汽車線路及儀表系統(tǒng)的故障檢修方法

當(dāng)汽車內(nèi)部的儀表盤或中控臺中，出現(xiàn)信號燈閃爍、熄滅，或是響應(yīng)不及時等故障表現(xiàn)。或是新能源汽車在行駛過程中，突然亮起故障信號燈時，便需要查找故障原因，在新能源汽車中，其各個部件的運(yùn)行工況可通過儀表燈來查看，當(dāng)某些電氣設(shè)備或線路出現(xiàn)故障時，駕駛員往往能夠通過觀察儀表燈來判斷是否發(fā)生故障，并及時采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，以此確保汽車行駛安全，防止出現(xiàn)交通事故。駕駛員必須要高度重視儀表系統(tǒng)故障，可結(jié)合儀表在出現(xiàn)故障時的表現(xiàn)來對故障類型進(jìn)行初步判斷。比如，當(dāng)儀表中的指示燈發(fā)生頻繁閃爍現(xiàn)象時，其故障原因可能是線路接觸不良所造成的，此時便要對線路進(jìn)行檢查，而當(dāng)儀表中的常亮指示燈出現(xiàn)熄滅或閃爍等問題時，其故障原因則可能來自于其內(nèi)部電路系統(tǒng)，或是傳感器失靈，也可能是線路未進(jìn)行有效連接所導(dǎo)致的。在對儀表系統(tǒng)故障進(jìn)行檢修時，必須要先判斷故障原因是否來自于線路的接觸問題，對于線路接觸問題，其排查難度較低，而且維修起來也較為輕松，通常情況下只需重新連接線路，或?qū)ο鄳?yīng)的電氣設(shè)備進(jìn)行更換便可排除故障。如果故障原因不是來自于線路接觸問題，此時便需要判斷是否是儀表控制系統(tǒng)發(fā)生故障，這時便需要應(yīng)用電腦解碼儀來檢測汽車的儀表系統(tǒng)，通過分析檢測數(shù)據(jù)來判斷故障原因。當(dāng)傳感器失靈時，還要對傳感器進(jìn)行更換，而當(dāng)連接器存在問題時，則需將儀表臺拆卸下以后，對其內(nèi)部線路或連接器進(jìn)行更換即可，最后再對儀表臺進(jìn)行重新調(diào)試。

4 在檢修新能源汽車電氣設(shè)備及線路時需要注意的事項(xiàng)

相比于傳統(tǒng)的燃油汽車來說，由于新能源汽車是靠發(fā)電機(jī)和蓄電池進(jìn)行供電的，這使其涉及到更多的電氣設(shè)備，相應(yīng)的線路也會更加復(fù)雜，當(dāng)新能源汽車的電氣設(shè)備及線路發(fā)生故障時，要想提高檢修成功率，就必須在檢修過程中注意以下事項(xiàng)：其一，檢修人員必須對各類新能源汽車的電路組成盡量熟悉和了解，這樣有助于對故障源進(jìn)行分析、判定；其二是需要根據(jù)故障類型采取具有針對性的檢修方法；其三，在故障源確定以后，還要對造成電氣設(shè)備及線路損壞的原因進(jìn)行更加深入的分析與研究，結(jié)合故障的危害及表現(xiàn)，盡可能的對受損電氣設(shè)備或元件進(jìn)行維修，如無法維修或成本較高，則建議對其進(jìn)行更換。

5 新能源汽車電氣設(shè)備與線路檢修案例

新能源汽車中主要以純電動汽車為主，其動力源來自動力電池包和低壓蓄電池。某牌純電動汽車，用戶反饋打開啟動開關(guān)后，中控盤和儀表盤上顯示多個故障燈點(diǎn)亮。另外，儀表盤上的OK 燈不亮，換擋旋鈕旋至前進(jìn)擋或倒擋，電動汽車均無法行駛。針對這種故障現(xiàn)象，首先考慮的是純電動汽車高壓系統(tǒng)的供電是否正常。純電動汽車的高壓系統(tǒng)的供電主要是由動力電池中總正繼電器和總負(fù)繼電器控制的。當(dāng)總正/ 負(fù)繼電器接合時，動力電池才能對車上高壓設(shè)備供電。

圖1 高壓系統(tǒng)不上電故障診斷流程

高壓系統(tǒng)不上電故障診斷流程：（1）通過對中控盤和儀表盤顯示的信息，可以獲得故障提示信息；（2）車輛的基本檢查，包括有無碰撞、裂痕、進(jìn)水、控制單元或零部件是否損壞、插接件松動和油液泄露等。該診斷流程圖如圖1所示。

動力電池管理系統(tǒng)BMS 對動力電池的狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測，其實(shí)是控制其總正繼電器。整車控制器VCU 與動力電池管理系統(tǒng)BMS 之間是采用CAN 總線通信。當(dāng)整車控制器VCU 根據(jù)車輛狀態(tài)信息判斷是否滿足上電條件時，整車控制器VCU 和動力電池管理系統(tǒng)BMS 則對正/負(fù)極接觸器閉合。

在對該某牌純電動汽車進(jìn)行試車、檢查組合儀表和中控的故障顯示、車輛基本檢查等，發(fā)現(xiàn)整車控制器VCU 至動力電池管理系統(tǒng)BMS 的總負(fù)繼電器控制線存在斷路故障。更換線束后，再次試車，故障消失，車輛恢復(fù)正常。

6 結(jié)語

總而言之，在汽車未來發(fā)展中，新能源汽車必將成為主流的發(fā)展方向，通過對新能源汽車的電氣設(shè)備及線路進(jìn)行更加深入的研究，不斷提高檢修技術(shù)，能夠使新能源汽車運(yùn)行變得更加可靠，進(jìn)而推動新能源汽車行業(yè)的更快發(fā)展。因此，對于汽車檢修人員來說，必須不斷提高自身的維修技能，沉著應(yīng)對汽車中各種的電氣設(shè)備及線路故障，以此保證新能源汽車的行駛安全。