楊小榮

Abstract： In 2018， the concept of carbon neutrality was put forward for the first time. In order to reduce global carbon dioxide emissions， building a green and low-carbon energy system， reducing petrochemical energy consumption and promoting energy transformation have become the key words of the development of the current era. New energy vehicles show vigorous development vitality because of their low carbon and environmental protection characteristics. In this paper， the maintenance differences between traditional vehicles and new energy vehicles will be comprehensively analyzed and compared， and the fault analysis and solutions of new energy vehicles will be deeply studied from the perspective of technology upgrading， in order to optimize the maintenance and fault diagnosis technology of new energy vehicles and lay a solid foundation for the next promotion of new energy vehicles.

關(guān)鍵詞： 新能源;故障;動力

Key words： new energy;failure;power

中圖分類號：U46 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）04-0170-03

0 ?引言

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底我國新能源汽車的保有量已經(jīng)突破400萬輛，隨著新能源汽車的市場保有量增加，售后維修行業(yè)也迎來了發(fā)展的契機。相對于傳統(tǒng)燃油汽車而言，新能源汽車更具科技感也更加智能化，二者最大的區(qū)別在于驅(qū)動方式，所以無論是零部件布局還是維修理論皆不能一概而論。對于新能源汽車故障分析而言，電子集成度更高，因此維修也更加偏向理論分析，故障分析的過程中現(xiàn)代儀器檢測的輔助也有著至關(guān)重要的作用。

1 ?新能源汽車與燃油車故障分析的差別

1.1 新能源汽車電子電路更為復雜，故障分析與判斷更為嚴格

新能源汽車主要依靠高壓動力電池提供驅(qū)動能量，因此電路系統(tǒng)和燃油車有著很大的差異，最主要的體現(xiàn)為電驅(qū)系統(tǒng)的高電壓上。電動汽車動力電池由上百個電芯通過小組并聯(lián)擴容與串聯(lián)升壓的方式組成，其總電壓可達千伏，其維修涉及高壓作業(yè)模塊，過程中存在著一定的安全隱患，且整個新能源汽車在工作過程中涉及到的電路系統(tǒng)異常復雜，因此對維修技術(shù)要求較高。在傳統(tǒng)燃油車維修領(lǐng)域，更側(cè)重于機械部件維修和低壓故障檢修，對高壓維修技術(shù)要求較低，這和新能源汽車維修有較大區(qū)別。新能源汽車維修專業(yè)人員除了具備扎實的電路相關(guān)知識，計算機控制系統(tǒng)相關(guān)知識外，還需精通傳感通信知識。因此在進行故障分析判斷的過程當中，需要進行全方位的知識升級，并且用先進檢測設(shè)備+經(jīng)驗的方式進行故障診斷。

1.2 新能源汽車故障分析更加抽象，對人才需求更高

新能源汽車故障診斷與傳統(tǒng)燃油汽車故障診斷有較大不同，新能源汽車在開發(fā)研制的過程當中，融入了大量先進的電子技術(shù)、信息通信技術(shù)以及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)。無論是駕駛系統(tǒng)還是操控系統(tǒng)都更加智能化。大量電子信息技術(shù)以及集成化模塊的使用會增加故障排除和分析的難度，想要提升故障診斷的準確率，首先要對新能源汽車故障分析的復雜性有一個正確的認識，吸納全新的科學理念，其次必須逐步提升維修人員技術(shù)水平，以滿足新能源汽車復雜性的維修要求。但就我國目前情況而言，傳統(tǒng)汽修人員比比皆是，而新能源汽車維修領(lǐng)域的人才比較匱乏，且整體技能水平有待提高。想要突破該種境遇必須形成一個有效的人才培養(yǎng)體系，可以通過校企合作等方式搭建人才培養(yǎng)平臺，并聘請專業(yè)素養(yǎng)高的專業(yè)人才進行針對性的技能和經(jīng)驗傳授。整個教學過程當中應(yīng)該緊跟新能源汽車產(chǎn)品發(fā)展趨勢，強化電子診斷技術(shù)在新能源汽車故障分析判斷的應(yīng)用，同時擴大維修服務(wù)半徑形成更有效、更具性價比、更具專業(yè)性的維修服務(wù)體系。

2 ?不同類型新能源汽車故障分析要點

2.1 油電混合型新能源汽車故障分析要點

油電混合動力汽車的驅(qū)動過程由燃油發(fā)電機以及電機同時實現(xiàn)，和傳統(tǒng)燃油汽車相比，油電混合動力汽車不僅能夠?qū)崿F(xiàn)燃油經(jīng)濟性，也在舒適性和加速性當中也有著不錯的表現(xiàn)。油電混合汽車啟動是以電力啟動為基礎(chǔ)的，不僅安靜無噪音而且避免了燃油發(fā)動機在啟動之初功率利用率差的弊端，且可有效提高續(xù)航能力。油電混動汽車根據(jù)不同工況自由切換油/電驅(qū)動力，可最大限度優(yōu)化汽車工作效率，但是既有電動系統(tǒng)又有油動系統(tǒng)的特點決定了其自重較大，生產(chǎn)成本較高，整車結(jié)構(gòu)復雜，給維修和養(yǎng)護帶來了一定難度。

所以，針對油電混合動力汽車，對其進行故障分析和判斷時必須要同時考慮油路系統(tǒng)以及電路系統(tǒng)兩個層次，對油路系統(tǒng)進行障礙分析判斷的過程當中與傳統(tǒng)燃油汽車維修方式幾乎一致，但對其電路系統(tǒng)故障進行分析判斷時相對來講比較復雜，判斷時應(yīng)根據(jù)實際情況進行技術(shù)選擇。與其他新能源汽車不同的是，油電混合動力汽車是具備發(fā)動機的，所以在進行故障分析時要兼顧考慮其燃油驅(qū)動部分的故障。

以豐田普銳斯為例，作為全球首款大規(guī)模生產(chǎn)的混合動力車輛堪稱新時代潮流混合動力轎車典范。該款車型采用混合動力裝配，燃油經(jīng)濟性好，同時配備了先進的電子控制技術(shù)設(shè)備。豐田普銳斯動力系統(tǒng)采用高壓電路電動機電壓500V，動力電池組額定電壓為101.6V，蓄電池質(zhì)量較輕可以為IMA系統(tǒng)提供能量，故障分析維修時應(yīng)該實現(xiàn)針對性的檢查，如果出現(xiàn)不能正常啟動的故障，需要從油路和點火系統(tǒng)層面逐一排查，對其進行故障分析時故障的檢查順序為變頻器、轉(zhuǎn)換器、速度傳感器、溫度傳感器以及加速踏板位置信號的檢查，檢查的過程當中要注意戴好絕緣手套，通過系統(tǒng)警告燈以及故障碼完成基本判斷，同時利用歐姆表測量端子之間的電阻和電壓，一旦發(fā)現(xiàn)電阻電壓值與規(guī)定標準值有所差異，應(yīng)對其變速驅(qū)動橋總成及時更換。

2.2 純電動新能源汽車故障分析要點

純電動汽車主要是由動力電池、驅(qū)動電機和控制系統(tǒng)組成，其工作能量全部來自于動力電池，通過電池向驅(qū)動電機提供電能進而驅(qū)動汽車行駛。在對純電動汽車進行故障分析的重點在于動力電池的故障、驅(qū)動電機的故障和控制系統(tǒng)的故障。整個電氣系統(tǒng)包含高壓電氣系統(tǒng)、低壓電氣系統(tǒng)以及CAN通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中高壓電氣系統(tǒng)包含電池組、驅(qū)動電機系統(tǒng)、電壓轉(zhuǎn)換器、以及安全管理系

統(tǒng)等。

對于燃油汽車，發(fā)動機未啟動車輛無法行駛，而對于純電動汽車來講，高壓蓄電池不上電，車輛無法行駛，高壓上電的過程實際上就是確保線路安全的前提下，將動力電池所輸出的高壓直流電供給驅(qū)動電機的過程。高壓正常上電是純電動汽車正常行駛的前提，也是故障率較高的點之一。其中，高壓互鎖、絕緣故障以及控制系統(tǒng)的故障最為突出，一旦發(fā)生此類故障，純電動汽車將不能啟動。專業(yè)維修人員只有對純電動汽車結(jié)構(gòu)和工作原理有深入的了解，且熟悉上電流程，才能實現(xiàn)積極有效的判斷。

江淮純電動汽車為例，江淮純電動車整車采用CAN通信系統(tǒng)，驅(qū)動電機控制器PCU內(nèi)部集成DC/DC模塊能夠?qū)㈦姵馗邏恨D(zhuǎn)換成低壓持續(xù)提供低壓系統(tǒng)供電。若車輛無法正常啟動，首先應(yīng)該插接整車診斷口，上電控制器讀取上位機監(jiān)測數(shù)據(jù)，對CAN通訊系統(tǒng)故障進行判斷，一旦電子檢測系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)DC/DC模塊損壞導致汽車無法啟動，應(yīng)及時進行更換排除故障。另外，在江淮純電動汽車行駛過程當中，儀表盤顯示限功率模式車速無法提升也是常見的故障。真該故障的原因在于IGBT過熱或者電池單體溫度過高，如果車輛IGBT溫度高于85攝氏度，首先要對冷卻水箱冷卻液液位進行檢查，其次檢查PCU控制器本身內(nèi)部水道有無堵塞，最后查看是否因冷卻系統(tǒng)不循環(huán)而導致車輛限功率，根據(jù)詩句判斷進行維修，對繼電器或者水泵總成進行更換。

2.3 燃料電池汽車故障分析要點

燃料電池汽車是用來作為燃料的氫在汽車配置的燃料電池中與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能供給驅(qū)動電機，再由驅(qū)動電機帶動汽車中的機械傳動機構(gòu)，從而產(chǎn)生驅(qū)動力的汽車。相較于其他新能源汽車而言，燃料電池電動汽車結(jié)構(gòu)組成更為復雜，市場保有量小，燃料補充不方便，但核心驅(qū)動流程與常規(guī)電動汽車類似。

燃料電池電動汽車完成故障分析判斷的過程當中，應(yīng)參照純電動汽車故障診斷特點，以檢測技術(shù)為基礎(chǔ)、同時結(jié)合電子技術(shù)和計算機技術(shù)進行綜合檢測。但與純電動汽車相比，燃料電池電動汽車在能量儲存方面有著顯著的不同，所以能量儲存部分應(yīng)該作為要點給予重視。

以豐田Mirai為例，該款汽車是豐田汽車公司生產(chǎn)的第一款氫燃料電池汽車，有效地將發(fā)電所需的氫氣以及空氣輸送到燃料電池并產(chǎn)生電能驅(qū)動牽引電機。對于該款車型而言，高壓電零部件構(gòu)成比較復雜，配備了高電壓鎳氫動力蓄電池由34個7.2伏低壓鎳氫電池模塊串聯(lián)而成，采用與混合動力汽車相同的電機驅(qū)動方式。引起車用燃料電池系統(tǒng)故障的原因有很多，包含機械因素、電氣因素、也包含人為因素以及設(shè)備因素，在對其進行故障判斷的過程當中首先要確保燃料電池系統(tǒng)功能正常使用，因為對于燃料電池而言，若故障產(chǎn)生未能及時檢測維修處理輕則導致性能降低重則導致直接損壞，且氫氣是一種易燃易爆的氣體，因此故障產(chǎn)生很容易引發(fā)爆炸危險，整個檢測過程以常規(guī)電動汽車故障分析為參考，借助電子檢測設(shè)備分別對燃料電池、發(fā)動機的傳感器、執(zhí)行器以及控制器進行診斷。

3 ?新能源汽車的常見故障分析與對策

3.1 動力電池故障

在新能源汽車故障當中電池故障是高發(fā)因素，電池安裝前要通過并串聯(lián)的方式進行增容增壓，輸出時通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為三相交流電實現(xiàn)動力輸出。在提供各種輔助裝置電能來源時也會通過DC/DC轉(zhuǎn)換器將高壓直流電轉(zhuǎn)換為12伏的低壓直流電，新能源汽車動力電池故障主要表現(xiàn)在以下幾方面：

①過度充放電引起的故障：基于現(xiàn)有的正極材料和電池制造水平，單體電池之間尚不能達到性能的完全一致，在通過串并聯(lián)方式組成大功率大容量動力電池組后，苛刻的使用條件也易誘發(fā)局部偏差，從而引起安全問題。以目前技術(shù)尚不能避免過充和過放對于動力電池的損傷，大容量單體電池在充放電時容易產(chǎn)生過熱，而單體電池有一定的溫度耐受范圍，超過上限會影響電池安全和性能。極端情況下，鋰電池過熱或者過充會導致熱失控，電池破裂甚至爆炸，需要BMS來嚴格控制充放電過程，避免過充、過放、過熱。所以有必要檢測和控制溫度。

新能源汽車動力電池是新能源汽車的動力系統(tǒng)也是結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，通常情況下會通過其續(xù)航能力來完成性能的判斷，因為電池出現(xiàn)故障不僅限制功率輸出影響出行使用，同時還會產(chǎn)生較大的安全隱患，必須提起足夠的重視，密切地關(guān)注電池充電環(huán)境、使用環(huán)境以及電池的健康狀況。一般而言，新能源汽車電池檢查的周期應(yīng)該在三個月左右，一旦發(fā)現(xiàn)動力電池出現(xiàn)了過度磨損的情況基本上已經(jīng)沒有維修的意義，必須要進行及時的更換。

②無法正常充電：電池無法充電在新能源電動汽車當中是非常常見的故障，產(chǎn)生該種現(xiàn)象的原因比較復雜，在進行故障分析時應(yīng)該逐一排查，首先要確保充電器和主板之間實現(xiàn)了正確的連接，其次要確認BMS是否出現(xiàn)加載失敗的故障，最后充電保險絲一旦發(fā)生熔斷也會導致充電無法完成，對其進行判斷的過程當中可以用萬能表輔助測試。一旦確定了故障原因必須要進行及時的處理，發(fā)現(xiàn)接插松動需要及時緊固調(diào)整，發(fā)現(xiàn)保險絲熔斷要及時進行

更換。

③電壓異常：電池電壓的異常具備很大的危險性，在進行故障排除時首先還是要確定實際電壓，通過萬用表來進行測量與控制電壓實現(xiàn)比較，若其中偏差較大則需要考慮更換全新的電池;其次采集線的終端是否有螺栓松動或者集線與端口連接不佳的現(xiàn)象產(chǎn)生也會影響單體電壓采集的準確性，可以通過更換或者加固進行良好狀態(tài)的保持;最后保險絲的熔斷也會產(chǎn)生相應(yīng)的電阻值導致熔斷器超出相應(yīng)的范圍產(chǎn)生電壓異常，需要對保險絲進行及時的更換。

④絕緣故障：新能源汽車電池絕緣故障UI導致漏電，因此要及時斷開PCU、充電機以及空調(diào)等設(shè)備。檢測的過程中首先應(yīng)該利用歐照表進行測量檢查是否高壓線或者連接器出現(xiàn)破損，測量完成之后確定故障出處對相關(guān)零件進行更換;其次，如果是因為電池箱進水或者發(fā)生電池液泄漏的情況而導致的絕緣故障一定要及時地進行干燥處理，處理過程當中如果發(fā)現(xiàn)電池不能正常使用，有必要進行電池更換;最后確認采集線或者高壓板是否出現(xiàn)錯誤也是漏電狀況的主要原因。

3.2 驅(qū)動系統(tǒng)故障

在新能源汽車工作的過程當中，驅(qū)動系統(tǒng)的作用是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，其在工作的過程。當中包含有眾多子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)既相互獨立又相互聯(lián)系。因此，在進行故障診斷的時候面對著較大的難題。該分析判斷的過程中不僅需要維修人員擁有超高的技術(shù)水平，還需要具備豐富的維修經(jīng)驗，能夠迅速地借助專業(yè)的故障檢測設(shè)備完成故障排除。

①驅(qū)動電機故障：電源為驅(qū)動電機提供電能，所以驅(qū)動電機執(zhí)行的是控制單元的命令，不過驅(qū)動電機的組成比較復雜，包含電機控制器、電驅(qū)動組成、變速器磁路電路以及機械系統(tǒng)等，所以在對其進行故障判斷維修的過程中需要花更多的心思，整個故障檢測維修過程當中，可以通過故障碼讀取、高壓系統(tǒng)檢測、電機控制率檢測、MCU電源保險以及繼電器的檢測進行故障判斷，主要的故障包含短時間內(nèi)汽車負債的降低從而形成電機扭矩控制失敗以及電機低壓信號線插頭出現(xiàn)松動等情況導致的電機超速運轉(zhuǎn)故障;如果是控制器損壞造成的電機超速故障則需要對其進行維修或者更換，如果是因為信號線插頭松動引起的超度故障只需要在簡單的檢查之后插緊就可以了。另外，在驅(qū)動電機工作的過程當中，一旦驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)變壓器出現(xiàn)故障，首先要利用萬用表對控制器旋變線以及電機接線進行判斷檢查，如果在檢查的過程中發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器兩端電阻無限大，則需要及時更換。當然，電機缺陷故障也是非常常見的，一旦電機在工作運轉(zhuǎn)的過程中發(fā)現(xiàn)有電機持續(xù)抖動噪音增大的現(xiàn)象，則可以判斷為電機缺陷故障。該故障的主要原因在于電機當中的某一個霍爾元件損壞，故障分析時必須要對齊兩端的電阻進行檢查測量，并及時采取更換措施確保電機相位的精確。

②電動機控制器故障：對于新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)而言，其本身結(jié)構(gòu)和物理特性具備一定的特殊性，所以相互間會有電磁兼容性的問題產(chǎn)生，輸入電源線和接地線故障、直流側(cè)電容短路以及相電流過流等都會造成電動機控制器的故障，在對該種故障進行處理時對癥下藥即可。進行故障判斷的時候，首先要對電動機控制器外觀進行檢查，檢查表面是否有油漬、污垢，檢查冷卻水管接頭處有無裂紋滲漏現(xiàn)象;同時排除其外觀、磕碰、變形、損壞。其次，要對電動機控制器的端子以及高低電壓插接情況進行檢查，排除接插故障;另外一旦車輛在充電或行駛過程當中發(fā)生動力電池絕緣的故障也會影響電動機控制器的工作，此時需要對其電阻值進行檢查。

3.3 變速器故障

新能源汽車行駛過程當中，變速器的作用主要是保證調(diào)速以及倒車等操作的穩(wěn)定性。因此，隨著使用時間的延長變速器內(nèi)部零件會產(chǎn)生磨損引發(fā)一系列故障，在對變速器進行故障診斷時應(yīng)該以數(shù)據(jù)入手。

①離合器壓力值異常：當超車、爬坡等駕駛行為發(fā)生時即便猛踩油門也沒有實現(xiàn)速度的提升，繼而變速器出現(xiàn)打滑或者異響，產(chǎn)生該種故障的主要原因在于離合器或者是制動器摩擦片損壞導致，首先需要對電動車的離合器壓力數(shù)值進行檢測。離合器的實際壓力在300～2800kPa之間，分離狀態(tài)時在300～500kPa之間;結(jié)合狀態(tài)時，在800kPa以上，如果在檢測的過程當中，發(fā)現(xiàn)離合器壓力已經(jīng)高于2800kPa說明離合器已經(jīng)燒毀，需要及時進行更換;若在行駛的過程當中產(chǎn)生突然熄火或者無動力輸出的現(xiàn)象且離合器壓力值低于300kPa，首先要對變速器的油量進行檢查，若油量不足需要及時得以補充，若充足需要更換電液模塊。若變速器油量排除之后無動力輸出無法啟動的故障仍未消除，則需要拆箱進行進一步的檢查。

②傳感器電路故障：變速器無法實現(xiàn)升檔和換擋的自動切換，且在低檔升高檔的過程當中不能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)操作，則表明傳感器或者電路發(fā)生故障，最為典型的現(xiàn)象就是沖擊較大時聽到巨大的換擋聲并感覺汽車有明顯震動。首先應(yīng)該對電液模塊以及自動變速器控制單元進行檢查，查看插接件是否連接緊密，鏈接針腳有無歪斜現(xiàn)象，若各電路之間的連接沒有問題則需要對電液模塊進行更換， 更換以后的故障仍未排除需要更換變速器處理。

4 ?綜述

油價的攀升、能源的緊缺、環(huán)境問題的日益凸顯成為當今時代急需解決的問題，伴隨著資源節(jié)約型、環(huán)境友好型發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹實施，國家對新能源汽車發(fā)展給予了重點關(guān)注和重點扶持。新能源汽車的結(jié)構(gòu)核心技術(shù)與傳統(tǒng)燃油汽車有所不同，在對其進行故障分析以及解決的過程當中應(yīng)以全新的維修理念為基礎(chǔ)，通過科學設(shè)備的輔助進行高效的分析判斷。

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