摘要：分析了電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修保養(yǎng)中的應(yīng)用對(duì)策，同時(shí)通過(guò)資料搜集、理論分析法，闡述電子診斷技術(shù)的定義與特征，明確新能源汽車故障類型，并從純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車兩個(gè)方面展開(kāi)討論。針對(duì)各類電子診斷技術(shù)的應(yīng)用方法提出可行性措施，并從新能源汽車不同模塊的維修保養(yǎng)入手提出具體的電子診斷要點(diǎn)，最后圍繞新能源汽車的常見(jiàn)故障問(wèn)題，提出相關(guān)維修保養(yǎng)方法。

關(guān)鍵詞：電子診斷技術(shù)；新能源汽車；維修保養(yǎng)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U469.7 收稿日期：2024-09-22

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.11.031

1 電子診斷技術(shù)

電子診斷技術(shù)是利用電子設(shè)備、技術(shù)等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車故障的診斷與修復(fù)的一種技術(shù)，其依托于汽車電子控制體系中各類執(zhí)行器、傳感器、控制裝置等電子元件的診斷程序、信號(hào)交互系統(tǒng)發(fā)揮作用。

電子診斷技術(shù)在汽車維修保養(yǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，具備高效性、功能性特征。利用電子診斷技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車所有系統(tǒng)的全面診斷、檢測(cè)，如電子控制單元、充電系統(tǒng)、電池、電動(dòng)機(jī)等，監(jiān)測(cè)車輛狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行故障識(shí)別、定位，生成維修保養(yǎng)方案。電子診斷技術(shù)可直接連接汽車診斷接口，精簡(jiǎn)診斷流程，降低維修成本。利用電子診斷技術(shù)能獲取汽車車型、功能等基本信息，讓維修保養(yǎng)更具針對(duì)性，從而實(shí)現(xiàn)高效維修。

2 新能源汽車典型故障分析

2.1 純電動(dòng)汽車故障

純電動(dòng)汽車故障主要集中在：a.電池組短路，多因電池組隔板損壞造成的；b.電池組極板拱曲，多因大電流放電、充電電流過(guò)大引發(fā)的，讓電池組表面產(chǎn)生褐色物質(zhì)；c.電池組外殼破裂，因電池組老化、車輛經(jīng)常性的劇烈振動(dòng)引起的，讓電池組出現(xiàn)滲液、裂紋；d.電池組柱極氧化、松動(dòng)、腐蝕，電池組連接不牢固造成的，讓電池組表面燃燒或者產(chǎn)生白色氧化物；e.電池組自放電，因電解液不純引發(fā)的，讓電池組續(xù)航能力較差，充滿電不久即沒(méi)電[1]。

2.2 混合動(dòng)力汽車故障

混合動(dòng)力汽車故障主要表現(xiàn)為：a.汽車無(wú)法啟動(dòng)，因電池組導(dǎo)線接觸不穩(wěn)定、短路、斷路，造成汽車動(dòng)力不足；b.汽車爬坡停止或者緩行，因電池組電量不足、熔絲損壞造成的；c.其他故障，如加速踏板損壞、電機(jī)問(wèn)題、控制裝置故障等也會(huì)引發(fā)這類問(wèn)題，降低行車安全。

3 電子診斷技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新對(duì)策

3.1 靈活應(yīng)用電子診斷技術(shù)，支持維修保養(yǎng)進(jìn)程

a.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的維修保養(yǎng)：①數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理：利用布置在新能源汽車各個(gè)位置的傳感器采集故障數(shù)據(jù)，再經(jīng)去噪聲、歸一化、濾波處理，保持診斷、訓(xùn)練準(zhǔn)確度。②構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：結(jié)合故障問(wèn)題特征，引入相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、多層感知機(jī)等，配以超參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)[2]。③數(shù)據(jù)集劃分與訓(xùn)練：將數(shù)據(jù)集劃分為：訓(xùn)練集、測(cè)試集、驗(yàn)證集，利用訓(xùn)練集訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以驗(yàn)證集重新調(diào)整超參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，保持模型泛化能力，最后以隨機(jī)梯度下降等算法完成參數(shù)優(yōu)化。④模型測(cè)試、故障診斷：通過(guò)測(cè)試集測(cè)試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，評(píng)估其準(zhǔn)確度、性能特征，輸出診斷結(jié)果。⑤生成維修保養(yǎng)方案：結(jié)合不同故障問(wèn)題，生成相關(guān)維修方案，如蓄電池電壓故障，給出正確的線路連接方法、單體電池更換流程等，減少失誤，并在后續(xù)的保養(yǎng)工作中，對(duì)頻繁出現(xiàn)故障的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)保養(yǎng)，提升保養(yǎng)效果。

b.基于故障樹(shù)的維修保養(yǎng)：①構(gòu)建故障樹(shù)模型：分析各類設(shè)備故障原因、故障模式，選定故障樹(shù)模型，將其拆分為若干小的故障事件，利用邏輯門(mén)加以組合，得到完整故障樹(shù)。②故障樹(shù)分析：進(jìn)行故障樹(shù)整體化分析，明確各類故障間的影響關(guān)系、邏輯關(guān)系，確定故障根本原因，得出主要故障事件[3]。③故障診斷：對(duì)故障事件展開(kāi)判斷、推理，確定故障實(shí)際原因，給出故障診斷結(jié)果。因故障樹(shù)診斷需采集大量數(shù)據(jù)，并需開(kāi)展故障分析、邏輯推理，故而在汽車維修保養(yǎng)時(shí)應(yīng)考慮故障樹(shù)的復(fù)雜度、精度，減少其他各類因素影響。④故障維修：基于故障樹(shù)特征，制定相關(guān)處理預(yù)案，進(jìn)行故障的提前性處理，減少故障事件發(fā)生。

c.基于多源信息融合的維修保養(yǎng)：多源信息融合，是指將汽車不同數(shù)據(jù)源、不同傳感器的信息加以整合，保持信息準(zhǔn)確性，所采集的數(shù)據(jù)信息主要包括電流、振動(dòng)、溫度等，預(yù)處理后提取數(shù)據(jù)特征，包括小波變換特征、時(shí)域特征、頻域特征等，并篩選特征，選擇其中更具區(qū)分能力的部分，降低冗余信息干擾，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器學(xué)習(xí)等搭建故障診斷模型，融合多元信息，對(duì)故障分類診斷，輸出故障診斷結(jié)果，輔助汽車維修保養(yǎng)進(jìn)程[4]。

d.OBD診斷系統(tǒng)應(yīng)用：OBD診斷系統(tǒng)，是一種車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車運(yùn)行狀況，判定汽車尾氣排放情況、行車安全與可靠性，篩查、存儲(chǔ)、校對(duì)故障信息，為故障診斷、維修、保養(yǎng)提供指導(dǎo)。在出現(xiàn)故障問(wèn)題后，OBD系統(tǒng)記錄故障碼，再顯示故障燈提示駕駛?cè)藛T，同時(shí)能提供各類數(shù)據(jù)流信息，定位故障源、確定故障類型，精簡(jiǎn)故障處理流程。

e.CAN總線診斷技術(shù)：該技術(shù)是基于新能源通信協(xié)議的新技術(shù)，能保障車輛不同控制單元的信息傳輸過(guò)程，支持故障診斷工作。利用CAN總線，讓數(shù)據(jù)信息在各控制單元“流動(dòng)”起來(lái)，進(jìn)行汽車集中控制，減少汽車故障檢測(cè)過(guò)程，延長(zhǎng)汽車壽命。具體流程包括：確定故障現(xiàn)象、故障信息搜集、故障原因分析、故障定位、故障排除、測(cè)試與驗(yàn)證、記錄與分析。以故障排除與維修為例，具體方法包括：修復(fù)物理連接，重新修理、更換、連接損壞的連接器、電纜等；修復(fù)電源故障，檢查電源線路完整性，明確電源供應(yīng)正常與否；重置系統(tǒng)，重啟CAN總線，解決軟件故障。

f.車載診斷儀：作為一種新能源汽車故障診斷專用電子設(shè)備，能與汽車CAN總線、OBD系統(tǒng)等保持通信，監(jiān)測(cè)車輛狀況，為汽車維修保養(yǎng)提供支持。具體應(yīng)用步驟包括：診斷儀連接、接通電源、選擇車型、讀取故障碼、故障處理、清除故障碼。

3.2 發(fā)揮電子診斷作用，探索維修保養(yǎng)方法

a.電池診斷與維護(hù)：電池系統(tǒng)是新能源汽車的關(guān)鍵組成部分，利用電子診斷技術(shù)對(duì)其加以診斷、維護(hù)。①利用電池電阻測(cè)試儀、電池測(cè)試儀等專業(yè)設(shè)備，診斷電池單體溫度、內(nèi)阻、電壓等，通過(guò)電池管理系統(tǒng)故障代碼讀取故障信息、進(jìn)行故障分析[5]。②電池維護(hù)包括電池外觀檢查、冷卻系統(tǒng)維護(hù)、單體均衡充電等，針對(duì)電池診斷中頻繁出現(xiàn)故障的區(qū)塊、電子元件、控制裝置等，增加故障檢測(cè)頻次，或者直接更換，避免輻射到其他區(qū)塊。還需進(jìn)行電池冷卻系統(tǒng)維護(hù)，維持電池穩(wěn)定運(yùn)行，避免過(guò)熱損壞電池系統(tǒng)。

b.電機(jī)與電控系統(tǒng)維修保養(yǎng)：①進(jìn)行電機(jī)與電控系統(tǒng)診斷，利用電機(jī)測(cè)試儀、示波器等檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電流、扭矩等參數(shù)，讀取電控系統(tǒng)故障代碼，檢查電控系統(tǒng)硬件，選擇性地更換[6]。②電機(jī)與電控系統(tǒng)維護(hù)，按照診斷結(jié)果，確定維護(hù)要點(diǎn)，包括：定期清潔電機(jī)外殼上的泥土、灰塵等雜物，提升散熱效果；針對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不暢、異響，依據(jù)電子診斷技術(shù)確定故障原因、位置，對(duì)其加以針對(duì)性的維修，并檢查電機(jī)軸端密封件完好程度，避免水分或者油液摻入電機(jī)內(nèi)部。

c.故障碼診斷與檢修：①操控診斷工具連接汽車OBD-II接口，在控制元件中讀取數(shù)字、字母組合的故障碼，參考故障碼手冊(cè)，了解各代碼意義，包括軟件問(wèn)題、傳感器失效、電路故障等，結(jié)合故障碼信息，制定維修保養(yǎng)計(jì)劃，確定是否需更換汽車軟件、校準(zhǔn)傳感器、修復(fù)電路、更換損壞部件[7]。②分析故障碼指示問(wèn)題，利用專用軟件、多用途測(cè)試儀、數(shù)據(jù)記錄器等監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，再重點(diǎn)檢查電機(jī)接口、電線束、電池連接等相關(guān)問(wèn)題，測(cè)試電機(jī)效率、電池性能，若故障并非持續(xù)出現(xiàn)的，要求技術(shù)人員利用電子診斷技術(shù)區(qū)模擬特定操作或者條件，確定故障觸發(fā)條件，提升故障處理效率。

d.汽車性能檢測(cè)：利用電子診斷設(shè)備測(cè)試汽車各方面性能，如能源消耗、續(xù)航里程、動(dòng)力性能等，了解汽車?yán)m(xù)航能力、動(dòng)力輸出能力等，評(píng)估汽車能源利用情況。對(duì)檢測(cè)結(jié)果展開(kāi)深入分析，評(píng)價(jià)其性能有無(wú)達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，將檢測(cè)結(jié)果與汽車技術(shù)參數(shù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)展開(kāi)全面對(duì)比，確定問(wèn)題所在，制定維修計(jì)劃，如改進(jìn)車輛外觀、優(yōu)化電池性能、調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)等。

e.汽車通信網(wǎng)絡(luò)診斷與處理：網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)汽車各功能模塊連接各部件，讓信息在各控制單元間傳遞。在實(shí)際診斷時(shí)，對(duì)整車網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)加以掃描，搜集各控制單元信息，識(shí)別潛在故障，再利用專業(yè)工具深入檢測(cè)相關(guān)控制單元，了解故障原因；期間需關(guān)注部分常見(jiàn)故障，如信號(hào)干擾、接觸不良、線路損壞等，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器等設(shè)備分析線路電容、電阻、信號(hào)波形等，結(jié)合診斷結(jié)果，給出維修措施，如更換接觸不良連接配件、清潔通信裝置內(nèi)外部、更換損壞線路等，恪守操作規(guī)程，盡快恢復(fù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

f.混合動(dòng)力汽車油樣檢查：對(duì)比傳統(tǒng)汽車，混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)更加先進(jìn)，能有效提升汽車動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)，減少尾氣排放，對(duì)汽車的維護(hù)、保養(yǎng)要求也更高，如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油更換，在更換前需檢查油樣，檢測(cè)油路系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、溫度等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)機(jī)油凝結(jié)、變色、發(fā)動(dòng)機(jī)磨損等故障。常規(guī)模式下的油樣檢查，包括機(jī)油抽樣、化驗(yàn)等操作，成本高、耗時(shí)長(zhǎng)，且檢測(cè)結(jié)果不一定準(zhǔn)確，據(jù)此引入電子診斷技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油路系統(tǒng)，并用光譜分析等電子診斷工具，確定油液中有無(wú)燃燒副產(chǎn)品、金屬顆粒或者其他污染物，并能結(jié)合油液粘度確定潤(rùn)滑性能，決定油樣更換頻次，提升保養(yǎng)效果。

3.3 列舉應(yīng)用案例，為維修保養(yǎng)提供示范

某新能源汽車無(wú)法上OK電，無(wú)法正常啟動(dòng)，“一鍵啟動(dòng)”按鍵顯示黃色，儀表臺(tái)顯示“請(qǐng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)”，下面圍繞該案例探索電子診斷技術(shù)的具體應(yīng)用方法。

a.故障確認(rèn)：重啟車輛，確認(rèn)汽車是否無(wú)法上以及汽車一鍵啟動(dòng)是否顯示黃色、有無(wú)“請(qǐng)檢查動(dòng)力系統(tǒng)”信息，通過(guò)汽車故障診斷儀器VDS2000讀碼儀檢測(cè)，掃描整車，發(fā)現(xiàn)汽車的漏電傳感器、VTOG、DC、BMS等無(wú)法正常掃描，獲取不到掃描信息。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，車輛退電，打開(kāi)汽車引擎蓋，用萬(wàn)能表直流擋20 V檢測(cè)低壓電池電壓，測(cè)出電壓12.42 V，明確低壓電池出現(xiàn)故障后，分析故障原因。

b.故障診斷：搜集汽車電器雙路電原理圖和診斷結(jié)果，了解多個(gè)高壓模塊通信關(guān)聯(lián)。已知漏電傳感器、VTOG、DC、BMS皆是采取的雙路電繼電器、雙路電保險(xiǎn)絲，因此能夠引發(fā)該類故障的原因可歸納為：動(dòng)力網(wǎng)CAN線故障，造成功能模塊與診斷儀無(wú)法正常通信；儀表盤(pán)配電盒保險(xiǎn)絲故障；儀表外掛繼電器雙電路繼電器故障。

c.故障維修：打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，通過(guò)萬(wàn)能直流電壓20 V擋測(cè)量汽車DLC診斷動(dòng)力口引腳，得出兩個(gè)引腳線測(cè)量結(jié)果2.71 V、2.28 V，在測(cè)量正常區(qū)間內(nèi)。關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)低壓鐵電池負(fù)極，斷電3 min，再次檢測(cè)。先用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量DLC診斷口動(dòng)力網(wǎng)的兩個(gè)引腳間電阻值，得出結(jié)果600 Ω，在正常區(qū)間內(nèi)；再測(cè)量?jī)蓚€(gè)引腳對(duì)地電阻，無(wú)異常。經(jīng)過(guò)以上測(cè)量，確定動(dòng)力網(wǎng)CAN線通信正常；連接低壓電池負(fù)極，操控萬(wàn)能表直流電壓20 V擋檢測(cè)雙路保險(xiǎn)絲輸入對(duì)地電壓，顯示數(shù)值正常，但輸出對(duì)地?zé)o電壓，說(shuō)明雙路電繼電器正常。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)化的排查后，了解到儀表盤(pán)配電盒F2/4雙路保險(xiǎn)絲損壞，更換新的保險(xiǎn)絲，汽車恢復(fù)正常[8]。

d.汽車保養(yǎng)：在確定故障特征、完成故障處理后，利用電子診斷技術(shù)輔助開(kāi)展汽車保養(yǎng)，包括：確定汽車三維架構(gòu)，結(jié)合汽車架構(gòu)安排每次的汽車保養(yǎng)順序、流程，避免出現(xiàn)遺漏，且能讓各類故障問(wèn)題無(wú)所遁形。充電器與電池保護(hù)，利用電子診斷設(shè)備監(jiān)測(cè)充電過(guò)程，在充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、插頭發(fā)熱時(shí)，自動(dòng)斷電、深放電，活化電池活性，提升電池容量；檢查汽車氣缸內(nèi)各線束有無(wú)虛接、老化問(wèn)題，提前予以解決，提升保養(yǎng)效果；底盤(pán)檢查，確定各傳動(dòng)部件、底盤(pán)連接件、懸掛件應(yīng)用情況，判斷有無(wú)松曠老化，杜絕意外情況發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

本文就電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修保養(yǎng)中的應(yīng)用展開(kāi)了綜合論述與分析，所提出的應(yīng)用策略具備較大可行性、有效性，能解決當(dāng)下新能源汽車維修保養(yǎng)中的主要問(wèn)題，并能優(yōu)化汽車維修保養(yǎng)方式，減少故障問(wèn)題發(fā)生，大幅提升維修保養(yǎng)水平。但該技術(shù)仍存在繼續(xù)優(yōu)化之處，如不同新能源汽車的基本架構(gòu)、故障類型、維修保養(yǎng)方法等均有一定差異，因此在電子診斷技術(shù)應(yīng)用時(shí)應(yīng)具備一定的針對(duì)性，結(jié)合汽車基本情況確定電子診斷技術(shù)應(yīng)用方法，以此來(lái)發(fā)揮其更大作用。

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作者簡(jiǎn)介：

辛基源，男，1994年生，講師，研究方向?yàn)樾履茉雌嚈z測(cè)與維修技術(shù)。