混合動力汽車常見故障分析

劉博

摘 要：混合動力汽車在運(yùn)行過程中，能給向蓄電池組補(bǔ)充電能，還不用花費(fèi)很長時間進(jìn)行充電。混合動力汽車具有節(jié)能、低排放、低噪音等優(yōu)點(diǎn)，續(xù)航能力也十分高強(qiáng)。本文探討了混合動力汽車的基本內(nèi)容以及分類，并且對混合動力汽車常見的故障以及維修方式進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：混合動力汽車；常見故障

1 引言

混合動力汽車在自動停止發(fā)動機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時，能夠減少能量損耗。發(fā)動機(jī)效率低時，僅適用電動機(jī)即可駕駛車輛等多種優(yōu)點(diǎn)，然而存在的故障原因多而復(fù)雜，在故障檢修過程中要具體問題具體分析，才能提高檢修效率。

2 混合動力汽車的基本內(nèi)容

混合動力汽車就是指使用燃油驅(qū)動和電力驅(qū)動的兩種驅(qū)動方式?；旌蟿恿ζ嚨膬?yōu)點(diǎn)是無論車輛啟動還是停止時，只依靠電動機(jī)帶動。只要不超過規(guī)定的速度，發(fā)動機(jī)就不會工作。這樣就能夠保障發(fā)動機(jī)時刻保持在最佳工作狀態(tài)，動力性能良好，排放量也很低。電源的來源也是依靠發(fā)動機(jī)，只需要加油即可工作。

隨著資源能源面臨枯竭，生態(tài)環(huán)境的日益破壞，世界各國對于環(huán)境保護(hù)的要求也越來越嚴(yán)格。市場上如今替代燃油發(fā)動機(jī)汽車的案例也越來越多，如氫能源汽車、燃料電池汽車、混合動力汽車等等?，F(xiàn)階段在市場上，混合動力企業(yè)的性價比最高，應(yīng)用最為廣泛。

混合動力汽車的關(guān)鍵就是混合動力系統(tǒng)，系統(tǒng)的性能將直接關(guān)系到混合動力汽車的整體性能。如今，混合動力企業(yè)已經(jīng)歷經(jīng)幾十年的發(fā)展歷程，混合動力系統(tǒng)已經(jīng)由傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)與電動機(jī)離散結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動機(jī)及、電動機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)。

一般情況下，混合動力就是指油電混合動力，就是將燃料和電能源的相互結(jié)合?；旌蟿恿ζ囀怯呻妱訖C(jī)作為發(fā)動機(jī)的輔助動力，進(jìn)而來驅(qū)動汽車。與傳統(tǒng)的汽車相比，混合動力具有存儲、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用電能的高壓系統(tǒng)，在制動、空調(diào)和啟動等也存在著很多的區(qū)別?；旌蟿恿ζ囅啾扔趥鹘y(tǒng)的動力汽車，更加節(jié)省能源，經(jīng)濟(jì)性能也比較高，行駛性能也更加優(yōu)越。

3 混合動力汽車的分類

根據(jù)混合動力驅(qū)動模式，可以將混合動力汽車分為串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)，混聯(lián)式動力系統(tǒng)。按照電動機(jī)的輸出功率在整個系統(tǒng)輸出功率中占的比重可以將其分為微混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)和全混合動力系統(tǒng)四種。比如豐田普銳斯就采用了重度混動的方式，在純電模式下可以形勢兩千米，并且可以在日常行駛中切換于汽油機(jī)和電動機(jī)之間。

4 混合動力汽車常見的故障分析

混合動力汽車常見的故常包括機(jī)械故障、電器故障以及電控系統(tǒng)故障。針對混合動力汽車來講，相比于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車增加了一套電力驅(qū)動系統(tǒng)，促使混合動力汽車在構(gòu)造和電控系統(tǒng)都變得極為復(fù)雜。汽車本身就屬于比較復(fù)雜的機(jī)械與電子系統(tǒng)的集成，在運(yùn)行過程中就會出現(xiàn)各種各樣的故障。如果使用傳統(tǒng)的汽車故障維修方式，只會增加工作難度。因此就需要故障維修人員不斷提高自身的專業(yè)技能和專業(yè)知識，對混合動力汽車的原理以及整體結(jié)構(gòu)有一個全面充分的認(rèn)識，并且制定一套全面完整的故障維修方案。

隨著汽車電子控制系統(tǒng)的集成難度越來越高，對于混合動力汽車來講，電力系統(tǒng)的難度只會持續(xù)增加，因此在電路方面出現(xiàn)的故障也會越來越高，故障維修難度也會逐漸增高。因此對于故障維修人員也提出了更高的要求，不僅要具有豐富的專業(yè)知識和專業(yè)技能，還要有扎實的電學(xué)基礎(chǔ)，才能準(zhǔn)確快速查找故障源和原因，并且形成正確的診斷思路。還要求故障維修人員在日常的工作中，需要不斷分析，不斷總結(jié)，積累更多的工作經(jīng)驗。最后故障維修人員還要對各個品牌的車內(nèi)部構(gòu)造都有一個全面清晰的了解，并且將相關(guān)知識記錄下來，提高自身的故障維修能力。

5 混合動力汽車故障維修方式

不同混合動力汽車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理存在著很大的差異，本文以豐田普銳斯混合動力汽車為例，對其故障以及維修方式進(jìn)行分析。

5.1 檢修過程中的注意事項

豐田普銳斯的動力系統(tǒng)采用的是高壓電路，動力電池組的額定電壓為201.6V（1.2V×168個單元格）。發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的電壓是500V。在電路系統(tǒng)中，高壓電路的線束和連接器顏色均為橙色，蓄電池等高壓零件都貼有高壓的警示標(biāo)志。蓄電池的質(zhì)量較輕，屬于鎳金屬氰化物，蓄電池可以為IMA系統(tǒng)提供能量。在故障維修過程中，首先需要注意在高壓系統(tǒng)操作時，維修人員必須先將車輛的電源關(guān)閉，然后檢查絕緣手套是否有破損地方，然后穿戴好絕緣手套。其次在高壓系統(tǒng)操作時，要在醒目的地方擺放警示牌，注意他人以及自身的生命安全。最后當(dāng)拆下檢修塞時，要將其妥善保管，避免丟失。檢修塞拆下之后，不要隨意拆動電源開關(guān)，在檢修塞置放10分鐘后，在進(jìn)行其他操作。HEV是以電動機(jī)驅(qū)動作為發(fā)動機(jī)驅(qū)動的輔助動力，可以將發(fā)動機(jī)的動能轉(zhuǎn)化為電能，儲存到電池組中。

5.2 故障檢查

（1）變頻器的檢查，變頻器的故障檢查為查看故障碼，然后清除故障碼。在操作過程中檢修人員需要穿戴好絕緣手套，關(guān)閉汽車電源。拆下檢修塞之后，將變頻器蓋拆下來。將電源開關(guān)撥到ON位置，這時互鎖開關(guān)系統(tǒng)的故障碼就會出現(xiàn)。在檢修結(jié)束之后，要用電壓表進(jìn)行電壓電阻的測量。

（2）轉(zhuǎn)換器的檢查，首先檢修人員需要穿戴好絕緣手套，當(dāng)發(fā)現(xiàn)汽車的系統(tǒng)警告燈、主警告燈和充電警告燈同時亮?xí)r，就需要對故障碼進(jìn)行故障檢修。

（3）速度傳感器的檢查，首先檢修人員需要穿戴好絕緣手套，然后用歐姆表測量端子之間的電阻和電壓。當(dāng)電阻和電壓值與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值有差異時，就應(yīng)當(dāng)對變速驅(qū)動橋總稱進(jìn)行及時更換。

（4）溫度傳感器的檢查，首先檢修人員需要穿戴好絕緣手套，然后用歐姆表測量端子之間的電阻和電壓。當(dāng)電阻和電壓值與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值有差異時，就應(yīng)當(dāng)對變速驅(qū)動橋總稱進(jìn)行及時更換。

（5）加速踏板位置信號的檢查，首先檢修人員需要穿戴好絕緣手套，然后將電源開關(guān)撥動到ON位置。然后用歐姆表測量車輛控制ECU連接器B中的相應(yīng)端子的電阻和電壓。當(dāng)電阻和電壓值與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值有差異時，就應(yīng)當(dāng)對變速驅(qū)動橋總稱進(jìn)行及時更換。

5.3 維修方式

動力電池組：采用的是鎳金屬氰化物電池組，該電池組由28個電池模塊串聯(lián)形成，每個模塊由6 12個電節(jié)電池串聯(lián)而成。

鋰電子電池控制器：安裝在鋰電子電池內(nèi)，LBC是蓄電池控制的核心，用于檢測鋰離子電池的電壓和電流、鋰離子電池內(nèi)的溫度以及各分電池的電壓以確定充電狀態(tài)。此外還用于計算允許的輸入或者輸出值和發(fā)送計算數(shù)據(jù)到混合動力控制模塊。LBC使用其內(nèi)部的絕緣電阻壓檢測電路測量各高壓零件的絕緣電阻，并通過CAN通信將測量結(jié)果發(fā)送到HPCM中，HPCM根據(jù)從LBC接收到的絕緣電阻值判斷各高壓零件的絕緣電阻是否出現(xiàn)故障。

電池冷卻系統(tǒng)：在反復(fù)的充電和放電循環(huán)過程中，HV蓄電池會產(chǎn)生熱量，為了確保其性能正常，就要用到冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)是由進(jìn)風(fēng)管、蓄電池冷卻鼓風(fēng)機(jī)總成、HV蓄電池、排風(fēng)管組成。冷卻系統(tǒng)采用緊湊、高效的蓄電池冷卻鼓風(fēng)機(jī)總成，鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)采用大功率無刷型電動機(jī)，并且優(yōu)化了鼓風(fēng)機(jī)殼的內(nèi)部性質(zhì)，降低了鼓風(fēng)機(jī)噪音。鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)內(nèi)置有電動機(jī)控制器，并且由動力管理控制ECU的占空比信號進(jìn)行可變控制。

檢修塞：檢修塞安裝在鋰離子電池上，用于檢查和維修高壓部件時安全切斷高壓電路。維修塞把手上設(shè)有互鎖開關(guān)，把手部分解鎖時，互鎖開關(guān)關(guān)閉且動力管理控制ECU切斷系統(tǒng)主繼電器。為了確保安全，拆下維修塞時，需要將動力汽車電源撥到OFF位置。采用手段切斷高壓電路，就可以確保整個維修過程的安全。

系統(tǒng)主繼電器：系統(tǒng)主繼電器安裝在正極和負(fù)極兩側(cè)，用于為高壓部件提供電源。電動機(jī)再生和充電時也可以為鋰離子電池提供直流電。發(fā)生系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)主繼電器根據(jù)混合動力控制模塊的命令立即關(guān)閉，并切斷鋰離子電池，以確保其安全性。SMRB用于蓄電池正極側(cè)，SMRG用于蓄電池負(fù)極側(cè)，SMRP用于預(yù)充電。

輔助蓄電池：普銳斯采用的輔助蓄電池是由12V免維護(hù)電池組成，與傳統(tǒng)的汽車蓄電池類似，可以直接從車上拆下來，然后采用豐田專用充電機(jī)進(jìn)行充電。

6 結(jié)語

綜上所述，混合動力汽車雖然沒有實現(xiàn)零排放，但是其動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)能夠滿足現(xiàn)階段的各種要求，可以緩解汽車需求與環(huán)境污染以及石油短缺的矛盾。與傳統(tǒng)的汽車相比，在故障維修過程中難度也相對增加，因此就需要檢修人員具有豐富專業(yè)的知識和技能，不斷提高自身的故障維修能力和經(jīng)驗，能夠快速準(zhǔn)確查找出混合動力汽車存在的故障問題，提高混合動力汽車的運(yùn)行效率。

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