基于故障类型的新能源汽⻋故障诊断系统研究

申慧君　李德贵　⻩义勇　王竞

摘要：在分析汽⻋产业发展态势、新能源汽⻋维修⼈员现状、汽⻋故障诊断通⽤⽅法和新能源汽⻋常⻅故障类型的基础上，提出了⼀种新能源汽⻋故障诊断系统。系统根据故障范围，按照优先顺序调⽤故障诊断智能引导模块的故障诊断流程，⽤⼾根据系统引导进⾏实⻋检测，并将测量数据输⼊系统，系统进⾏智能分析，并做下⼀步检测引导，如此循环，直到找出并显⽰故障发⽣的原因和位置，使得⻋辆故障检修引导智能化、操作规范化、故障定位精准化，从而提⾼检修效率。

关键词：新能源汽⻋;故障诊断;智能引导;系统研究

中图分类号：U469.72 收稿⽇期：2022-03-11

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2022.06.029

汽⻋产业转型升级，正在向着电动化、智能化、⽹联化和共享化的⽅向发展，全国新能源汽⻋的保有量呈井喷式增⻓，市场所需的新能源汽⻋检修专业⼈员数量将同步增⻓，⼈员缺口巨⼤[1]。相⽐于传统汽⻋，新能源汽⻋的电⽓系统组成更复杂、电⼦化程度更⾼、维修难度更⼤，对维修⼈员的技术⽔平要求更⾼[2]。而⽬前⼤多数新能源汽⻋维修从业⼈员是通过传统汽⻋维修⼈员转型而来，缺乏较为完善的⻋辆故障诊断技术培训，故障诊断多依赖于维修⼈员的个⼈经验，尚未形成系统化、规范化的故障诊断思路、⽅法、流程，⽆法快速、有效地判断和排除故障，难以较好地匹配企业岗位需求，这也制约着新能源汽⻋⾏业的进⼀步发展。因此，研究⼀种能提升新能源汽⻋故障诊断从业⼈员的故障检修培训系统化、操作规范化、故障检测精准化、检修作业⾼效化的智能系统是⾮常必要的。

1 汽⻋的通⽤故障诊断⽅法

汽⻋故障诊断是在汽⻋不解体的情况下，对故障发⽣的部位、原因进⾏检查、测量、分析和判断，是汽⻋维修中的⼀个重要环节[3]。为迅速查找并排除故障，⼀般应遵循故障诊断的基本原则，即：搞清现象、结合原理，从简到繁、周密分析，代码优先、范围合理，诊断准确为宜。

汽⻋故障诊断的⽅法包括：直观诊断法、客观诊断法和综合诊断法。直观诊断法通常是指汽⻋医⽣的望、闻、问、切。“望”是通过外部观察了解汽⻋的构造特点和技术特性;“闻”是通过汽⻋运转各部件发出的声⾳初步诊断汽⻋故障的范围;“问”是与⻋主深⼊沟通，了解汽⻋的⽇常使⽤情况;“切”是采⽤智能检测设备对汽?故障进⾏诊断与修复。客观诊断法是指利⽤仪器设备获取汽⻋运⾏的数据，从而判断汽⻋的技术状况。常⽤的诊断仪器有，汽⻋解码器、⽰波器、数字万⽤表、综合分析仪等。“七分诊断、三分修理”是现代汽⻋维修的技术特征，因此故障诊断相当重要。⼀般来说，汽⻋故障诊断与排除的⼀般流程为：

a.通过询问⻋主和试⻋验证，确认故障现象。在询问时，应当尽可能多地了解情况。

b.利⽤汽⻋解码器读取故障码及数据流。

c.根据故障码和数据流，结合电路图册、维修⼿册等资料，分析故障范围，并确定检测⽅法、测试设备和测试点、判断标准等。

d.根据检测⽅法的难易程度、使⽤测试设备的多少和档次⾼低，从简单到复杂，确定诊断步骤。

e.准备测试设备和⼯具，按照已确定的诊断步骤实⻋检测，并按标准进⾏判断，排除不可能的原因，找出故障原因即故障点。

f.修复故障，并验证故障是否已经排除。

2 新能汽⻋的主要故障类型

根据故障现象不同，新能源汽⻋的主要故障类型有低压不能上电故障、⾼压不能上电故障、仪表异常故障、⻋辆不能⾏驶故障。

2.1 低压不能上电故障

新能源汽⻋低压系统不能上电的主要表现为全⻋⽆电、⻋辆钥匙不能遥控⻋辆解锁等，主要原因有⻋辆低压蓄电池亏电、⻋辆低压配电线路故障、器件故障等。如果⻋辆出现了低压系统不能上电故障需⾸先排除该类型的故障。排除该类故障⽆法使⽤解码器，因此对维修⼈员的专业技能要求较⾼，需对⻋辆的配电系统、控制原理等有较为深⼊的理解。

2.2 ⾼压不能上电故障

⾼压系统不能上电是新能源汽⻋常⻅的故障类型之⼀，主要表现为⻋辆仪表能点亮但是⻋辆不能READY，⻋辆⽆法⾏驶，主要原因有动⼒电池系统故障、驱动电机系统故障、整⻋控制系统故障、⻋辆⾼压互锁系统故障等。如果⻋辆出现了该类故障，在试⻋确认故障现象后可使⽤解码器读取BMS、电机控制、整⻋控制等系统的故障和数据流，确定故障范围，分析可能的故障原因后开始故障排查。

2.3 仪表异常故障

⻋辆仪表异常是新能源汽⻋常⻅故障类型之⼀，主要表现为仪表不能正常点亮、仪表故障指⽰灯点亮等，主要原因有仪表供电故障、⻋⾝控制系统故障、充电系统故障等。

2.4 ⻋辆不能⾏驶故障

⻋辆不能⾏驶故障是指⻋辆能正常READY但是⻋辆不能正常驱动⾏驶，主要原因有电机的旋变传感器、温度传感器、励磁线圈故障及相应线路故障等。

3 新能源汽⻋故障诊断系统总体⽅案

在研究汽⻋故障诊断⽅法、新能源汽⻋存在的故障类别和故障机理的基础上，本⽂提出了⼀种新能源汽⻋故障诊断系统，该系统解决了⽬前新能源汽⻋维修市场存在的维修从业⼈员缺乏较为完善的⻋辆故障诊断技术培训，故障诊断多依赖于维修⼈员的个⼈经验，缺乏系统化、规范化的故障诊断思路、⽅法、流程，⽆法快速、有效地判断和排除故障等问题。系统可为新能源汽⻋故障诊断技术⼈员提供系统化培训，同时为维修企业从业⼈员提供⻋辆故障检修辅助，使得故障检修引导智能化、操作规范化、故障定位精准化，⼤幅提⾼实⻋检修效率，缩短汽⻋从业⼈员培养周期和提⾼培养质量。

系统包括数据库、⻋型基础数据采集模块、维修数据采集模块、故障基础数据采集模块、故障诊断数据显⽰及采集模块、故障诊断模块。新能源汽⻋故障诊断系统结构图如图1所⽰。

数据库模块包括⻋型基础数据⼦库、维修基础数据⼦库、故障基础数据⼦库和故障诊断数据⼦库。⻋型基础数据⼦库包括的表⽂件主要有⻋型、系统、模块⽬录、线束、器件类型等;维修基础数据⼦库包括的表⽂件主要有数字电路图、电路⽬录等;故障基础数据⼦库包括的表⽂件主要有故障现象⽬录、故障原因⽬录等;故障诊断数据⼦库包括的表⽂件主要有故障诊断过程记录、故障记录等。

⻋型基础数据采集模块⽤于采集⻋型、系统、模块⽬录、线束、器件类型等数据，并存⼊⻋型基础数据⼦库，上传服务器。

维修数据采集模块⽤于采集数字电路图、电路⽬录、电路类型、检测参数类型等数据，并存⼊维修基础数据⼦库，上传服务器。

故障基础数据采集模块⽤于采集故障现象⽬录、故障原因⽬录、故障类型、操作引导数据，并存⼊故障基础数据⼦库，上传服务器。

故障诊断数据显⽰及采集模块⽤于逐条显⽰故障诊断过程记录中的操作项⽬、操作引导，维修⼈员录⼊操作结果，并存⼊故障诊断数据⼦库，上传服务器。

4 系统故障诊断⽅法

系统根据⽤⼾输⼊的故障⻋辆的型号信息，⾃动匹配数据库中的⻋型数据，从而进⼊相应⻋型的故障诊断流程，⾸先匹配数字电路图，获取⻋辆故障系统，然后调⽤故障诊断引导交互流程，智能引导维修⼈员进⾏⻋辆故障检修⼯作，具体故障检修流程和⽅法如下：

a.故障现象确认。⽤⼾根据系统操作引导进⾏⻋辆试⻋检查，并输⼊故障现象;系统按故障现象关键词过滤表⽂件故障现象，并储存到故障记录表;系统根据故障类型确定是否读取故障码、数据流。

b.故障码读取。⽤⼾根据系统操作引导，读取故障码并输⼊;系统按故障码关键词过滤表⽂件故障记录表，并储存。

c.数据流读取。⽤⼾根据系统引导，读取数据流并输⼊;系统按数据流关键词过滤表⽂件故障记录表，并储存。

d.故障范围显⽰。系统显⽰表⽂件故障记录表中的故障原因。

e.实⻋检测。系统根据故障范围，按照优先顺序每次选择其中⼀个故障原因;按故障原因、器件类型、故障类型关键词查询表⽂件⽣成表⽂件故障原因。按照器件类型、故障类型关键词查询表⽂件故障原因，确定检测⽅法，根据检测参数、标准参数、故障参数和检测⽅法⽣成操作引导步骤，储存在故障诊断数据⼦库的故障诊断过程记录表中，并显⽰在移动终端。⽤⼾根据操作引导实⻋检测并输⼊检测结果。重复本步骤直到找到故障点。

f.故障点显⽰。系统显⽰故障诊断结果即故障点。

g.故障排除。⽤⼾根据系统智能引导，排除故障。实⻋故障诊断流程图如图2所⽰。

5 结语

本⽂分析了汽⻋产业发展態势、新能源汽⻋维修⼈员现状、汽⻋故障诊断通⽤⽅法和新能源汽⻋常⻅故障类型，提出了⼀种新能源汽⻋故障诊断系统。该系统可实现智能引导维修⼈员进⾏⻋辆的故障诊断，使得故障检修操作规范化、故障定位精准化、维修⾼效化。

参考⽂献：

[1] 王春华.新能源汽⻋常⻅故障诊断及维修技术分析[J].汽⻋⼯程师，2020（7）：58-59.

[2] 李刚.新能源汽⻋故障与维修关键技术及其应⽤研究[J].内燃机与配件，2021（11）：143-144.

[3] 彭关胜.新能源汽⻋电⽓系统故障诊断[J].时代汽⻋，2020，325（1）：57-58.

作者简介：申慧君，⼥，1987年生，讲师，研究方向为新能源汽车和智能网联汽车技术。