浅谈中职国赛新能源汽车故障诊断与排除项目与指导经验

东莞市电子商贸学校 姜奉荣

2019年6月，首届全国职业院校技能大赛新能源汽车检测与维修赛项（中职组）在安徽省马鞍山市皖江职业教育中心学校顺利举行。该比赛由教育部发起，来自全国各地的66个代表队共132名选手同台竞技。该赛项包括4个竞赛模块，分别为新能源汽车故障诊断与排除、新能源汽车维护与高压组件更换、新能源汽车充电设备装配与调试、新能源汽车动力总成拆装与检测。本文针对新能源汽车故障诊断与排除项目进行讲解。

1 新能源汽车故障诊断与排除项目介绍

该项目用时100 min，车型为帝豪EV450（教育版），该比赛项目的配分如下：作业过程记录占70%，职业素养和操作规范占30%，分值占整个比赛的40%。比赛围绕新能源汽车电动化系统、车身电器系统、车辆控制系统设置了4种故障现象，分别为低压供电不正常、车辆无法充电、高压供电不正常、车辆无法正常行驶，故障点为6个。比赛要求两名选手互相配合，穿戴劳动保护用品及绝缘鞋，按照维修手册的规范操作，发现故障点后，首先在工单上填写，然后在电路图中指出并告知裁判故障点，故障点必须为最小范围。作业过程中要熟练查阅维修手册及电路图，正确使用工具防止损伤、损毁车辆或竞赛设备，必须文明安全操作。

为了选手的操作安全，方便数据测量，该项目采用了北京百科通信机械设备有限公司研发整车故障设置平台和故障检测盒，该故障盒用于VCU、OBC、PEU、BMS等电脑模块的故障设置与检测，可以设置短路、断路、虚接等故障。选手可使用的工具有万用表、跨接线束、解码器、示波器等。

2 新能源汽车故障诊断与排除考核要点

该项目的故障现象基本决定了故障的排除顺序，首先排除低压供电不正常的问题，该故障为过关故障，难度较大，为了让学生能够多得分，让比赛顺利进行下去，比赛要求第一个故障点在比赛进行到30 min后可以申请放弃，待裁判恢复故障后，选手可以继续排故。该故障的考核要点在于点火开关在ON或READY后，故障现象有仪表黑屏、双闪跳、解码器与车辆无法通讯等，参赛选手必须熟悉该车型的控制策略，依靠平时训练积累的经验迅速找到故障点。首先心中要有图，有知识框架，掌握各个模块之间的逻辑关系，熟记各重点熔丝、继电器、连接器的位置和作用，遇到问题能够独立思考，从故障现象出发，逐步缩小故障范围。教练应根据参赛选手的特质进行分工，如一个选手负责数据的记录与收集，另一个选手负责诊断的思路与测量，这样的好处在于两个人在诊断思路上不会发生分歧，浪费时间。第一个故障现象一般会由两个故障点叠加组成，故障点可能存在于车身电脑（BCM）、整车控制器（VCU）、电池管理器（BMS）、无钥匙进入和无钥匙启动系统（PEPS）、组合仪表（IPC）等几个模块的通讯、供电、搭铁、模块本身、连接器线束等方面。第一个故障点往往能够拉开选手之间的距离，对选手的心理素质也是一个考验。第一个故障点排除后，仪表可以点亮，显示动力系统故障报警灯等故障灯，READY灯不点亮。

接下来考核的要点是高压上电问题，这时可以利用解码器读取相关模块里的数据流，当然以故障码优先原则。参赛选手可以根据解码器的提示，在故障诊断盒上测量数据，如电压和电阻等。测量电阻时，选手一定要关闭点火开关，断开蓄电池负极，断开解码器的连接器，以免对测量结果产生干扰。帝豪EV450车的启动流程如图1所示。

图1 帝豪EV450车的启动流程

上电后，READY灯点亮，举升车辆（距离地面15 cm），松开电子驻车制动器，将挡位置于D挡，踩下加速踏板，车辆无法正常行驶或加速，仪表可能会点亮功率限制指示灯。该故障的考核要点是理解驱动电机系统各个参数的含义，掌握驱动电机系统的信号检测方法，并能对测试结果进行正确的分析。

帝豪EV450车行驶的控制策略是电子换挡杆进入D挡，电子换挡杆将挂挡前进请求发送给VCU，VCU结合当前驱动电机转速及轮速情况判断是否符合要求，当符合要求时，VCU发送指令到TCU，TCU接收相关的换挡条件和换挡请求，直接控制驻车电机驱动棘爪松开棘轮，解除驻车功能。车辆行驶时电机控制器要采集电机转子位置传感器信号，又称“旋变”，可以来精确检测电机的角位移和角速度。旋转变压器有3个绕组分别是正旋绕组（13.5 Ω±1.5 Ω），余旋绕组（14.5 Ω±1.5 Ω），励磁绕组（9.5 Ω±1.5 Ω），正旋与励磁信号出现故障导致车无法上高压电，余旋信号出现故障车可以上高压电但挂挡后无法正常行驶。

最后排除交流充电故障，插上充电枪后，交流充电指示灯可能变成红色，仪表没有点亮充电线连接指示灯、动力电池充电指示灯等故障现象。因为可以正常上电，不能充电的故障因素大大减小，考核要点集中在车载充电机、交流充电座、电机控制器、随车充电枪等元件及相关线路上。选手要理解充电系统各个参数的含义，掌握利用汽车专用解码器获取各个参数的方法，掌握充电系统的信号检测方法，并能对测试结果进行正确的分析。

帝豪EV450车交流充电的流程如图2所示。插上充电枪后，OBC通过PCAN系统唤醒正常控制器VCU，VCU再唤醒PEU。正常充电时，交流充电指示灯绿色闪烁（2 min），而且会听见电子锁锁住充电枪的声音，交流充电指示灯绿色闪烁，电子锁锁住充电枪，仪表点亮充电线连接指示灯和动力电池充电指示灯并显示充电电流及充电剩余时间。

图2 帝豪EV450车的交流充电流程

3 我校参加中职新能源国赛项目带来的正面效应

2019年的6月，我校欧志旺、廖国平两位同学代表广东省参加国赛，在比赛中荣获三等奖第二名，达到了预期目标。广东省新能源省赛用车为比亚迪e5车，国赛用车为帝豪EV450车，由于车型的不同及时间的紧迫，我们备赛只有15天的时间，根据组委会公布的技术资料，我们反复研究，在没有设备的情况下，我们“纸上谈兵”，假设故障，提高分析能力，不断学习，积累了大量的经验，这段时间的付出为以后的教学或新能源专业的开设创造了条件，为促进中职学校新能源汽车技术专业人才培养的可持续发展开了个好头，拓展学生的学习就业空间。教师通过参加企业培训、省级培训、国家级培训等不断提高专业技能水平，促进了专业成长，促进“双师型”教师队伍质量提升，为组建优秀教师团队打下良好基础。近年来各大高职院校陆续开展面向中职考生的自主招生，在技能大赛中获奖的同学免试入学，我校欧志旺、廖国平两位同学因成绩优秀，顺利进入高职院校，继续深造。

近年来由于我校新能源汽车专业建设走在全省前列，得到教育局的认可，决定加大对我校新能源汽车专业的建设，拿出专项经费，帮助专业发展，提高了学校知名度。

4 指导经验分享

（1）重视培养学生的心理素质。在训练之余教练应多与学生沟通，消除学生的紧张感和疲惫感，对学生的各种心理问题及时进行疏导，避免学生产生厌学心理，多表扬，少批评，在愉悦的气氛中完成教学任务。多让学生谈谈感受，以便及时调整策略，转变学习方式，实现学生自主学习。

（2）科学训练，合理安排训练时间。该比赛项目用时最长，对学生的理论知识水平要求较高，在对比赛内容讲解的同时也要给学生补课，如电压测量、电阻测量、电流测量、电压降测量、示波器的使用等，每次模拟训练，合理设置故障点，如果设置不成功，选手很难发现问题，教练临时暂停，重设故障点，这样就打乱了学生的思路，浪费了时间，学生的心理受到干扰，不能一鼓作气。每次模拟考核结束后大家坐在一起总结得失，适当调整节奏与方法。

新能源汽车故障诊断与排除项目为新能源国赛难度系数最高，分值最高，设计范围最广，参赛选手必须具备独立思考能力、逻辑分析能力和良好的汽车电工电子知识。学生在日常训练中，应做好笔记，对不同的故障现象做好总结与分析，熟练查阅维修资料，提高自主学习能力。通过大赛认识了兄弟学校的一些同行，大家都为职业教育的发展做出努力，在大赛的平台上展示自我，相互鼓励，取长补短，在收获知识的同时也收获了友谊。