新能源汽車維修中電子診斷技術(shù)的應(yīng)用

于海生

重慶市農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校 重慶市 402160

1 引言

新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展使得各大知名汽車生產(chǎn)商都紛紛宣布一段時(shí)間之后不會(huì)再繼續(xù)研發(fā)內(nèi)燃機(jī)汽車，這說明新能源汽車在全球的全面普及已經(jīng)是無需再過多爭(zhēng)議的事實(shí)。目前市面上所說的新能源汽車基本上都是以電為驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)車，相比于內(nèi)燃機(jī)汽車來說其內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。新能源汽車同樣需要定期保養(yǎng)和維修，合理的運(yùn)用電子診斷技術(shù)能夠在新能源汽車維修的過程中更大限度的攬安全質(zhì)量和工作效率，減少新能源汽車的零件更換成本，進(jìn)一步打消消費(fèi)者在面對(duì)新能源汽車時(shí)所考慮的養(yǎng)護(hù)成本顧慮。自進(jìn)入電子信息時(shí)代以來，電子診斷技術(shù)似乎已經(jīng)影響到了每一個(gè)行業(yè)，我國(guó)新能源汽車生產(chǎn)制造雖然不是國(guó)際不領(lǐng)先水平，但也在不斷的追趕當(dāng)中，國(guó)家大力提倡新能源汽車一方面是為了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展考慮，另一方面則是為了解決日漸嚴(yán)重的能源危機(jī)，降低社會(huì)對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴。

新能源汽車市場(chǎng)維修人員想要提升維修水平，就不可避免的要借助于電子診斷技術(shù)，特別是對(duì)于電路結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的新能源汽車來說，電子診斷技術(shù)在汽修行業(yè)中已經(jīng)不可或缺。通過現(xiàn)代化的電子診斷技術(shù)，不僅能夠準(zhǔn)確的判斷出汽車故障的原因，還能夠結(jié)合數(shù)據(jù)分析為故障排除提供維修意見，讓維修人員在汽修時(shí)做到有的放矢，加快工作效率。

2 電子診斷技術(shù)介紹和在汽修中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 電子診斷技術(shù)

顧名思義，電子診斷技術(shù)就是運(yùn)用先進(jìn)的電子設(shè)備對(duì)故障原因進(jìn)行分析，找出并定位故障點(diǎn)的技術(shù)。在新能源汽修行業(yè)中，汽車的故障往往是由于個(gè)別零部件的損壞而引起的，傳統(tǒng)汽修通常是根據(jù)車主對(duì)故障的描述或者通常試車來估計(jì)是哪一部分零件出現(xiàn)問題，然后再通過拆裝等方式來驗(yàn)證判斷是否準(zhǔn)確。在傳統(tǒng)維修方法中，汽車的故障往往不能一次性完全解決，甚至要經(jīng)過多次拆機(jī)之后才能定位故障點(diǎn)，不僅維修效率低下還會(huì)帶來更多的操作風(fēng)險(xiǎn)。使用電子診斷技術(shù)，能夠幫助維修人員在不進(jìn)行全面拆卸的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車故障的有效檢查和診斷，規(guī)避因反復(fù)拆卸而帶來的操作風(fēng)險(xiǎn)。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車的各項(xiàng)參數(shù)都可以被傳感器所監(jiān)測(cè)，汽車廠商為了方便后續(xù)的維修也會(huì)預(yù)留出多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸接口，維修人員只需要使用專業(yè)的電子診斷儀器對(duì)汽車的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集即可分析出故障原因，另一方面，在保養(yǎng)時(shí)也可以通過分析汽車狀態(tài)參數(shù)查找可能會(huì)出現(xiàn)問題的地方，及時(shí)告知車主以避免汽車在行駛的過程中發(fā)生故障危及車主的生命財(cái)產(chǎn)安全。最重要的一點(diǎn)，電子診斷技術(shù)能夠生成新能源汽車的診斷分析日志并將其保存的系統(tǒng)中，這樣一來不僅能夠幫助汽車維修廠商為車主提供個(gè)性化的維修保養(yǎng)服務(wù)，還能根據(jù)以往故障更加快速的分析當(dāng)時(shí)故障可能發(fā)生的原因。

2.2 電子診斷在汽修中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電子診斷是新能源汽車維修走向智能自動(dòng)化的重要工具，在電子診斷的幫助下，汽修行業(yè)不僅能夠讓故障診斷有更多的數(shù)據(jù)分析依據(jù)，同時(shí)還能改善新能源汽車的維修整體工作效果。目前電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，其優(yōu)勢(shì)也十分明顯：首先，新能源汽車比傳統(tǒng)汽車更加依賴于電子設(shè)備，傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)時(shí)為了保證整體的可靠性，一些關(guān)鍵部位的機(jī)械結(jié)構(gòu)要遠(yuǎn)大于對(duì)電子系統(tǒng)的依賴，這是因?yàn)樵谄囆袠I(yè)的認(rèn)知中，機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)更加可靠，發(fā)生故障的概率也更低。但是對(duì)于新能源汽車來說，其動(dòng)力來自于車內(nèi)的鋰動(dòng)力電池組，對(duì)于電池組的狀態(tài)監(jiān)測(cè)會(huì)更加全面，汽車內(nèi)部需要采用大量的電子結(jié)構(gòu)，如果還是沿用傳統(tǒng)的工人排查診斷故障方式，那么對(duì)于維修人員的專業(yè)度要求會(huì)十分高，維修人員不僅需要掌握傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)知識(shí)，還要掌握電子及電路電氣化知識(shí)，除非維修人員有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，否則很難在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確的找出故障原因。

其次，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶來了維修行業(yè)的極大變革，特別是在新能源汽車加入市場(chǎng)之后，對(duì)于汽車的維修就已經(jīng)不簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單是維修機(jī)械故障，還包括車載電子設(shè)備以及其他電子零部件的維修，這也導(dǎo)致了維修管理向著科學(xué)化、全面化的方向發(fā)展。一些大型的汽車維修公司除了核心維修業(yè)務(wù)之外，還會(huì)涉及到新能源汽車的采購(gòu)與回收、程序管理以及市場(chǎng)促銷等領(lǐng)域。在成本控制的前提下，汽修廠商想要最大化的實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，就需要采用更加高效的汽車維修方案，而電子診斷技術(shù)在此處的優(yōu)勢(shì)就被完全體現(xiàn)出來，經(jīng)過電子診斷技術(shù)的改進(jìn)，汽車維修行業(yè)的入門門檻會(huì)降低，生產(chǎn)效率也會(huì)極大的提高，一體化的維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)讓顧客體會(huì)到更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。以途虎養(yǎng)車為例，他們會(huì)給每一個(gè)光臨過門店的用戶建立汽車維修保養(yǎng)檔案，用戶只需要在APP 中即可查看系統(tǒng)給出的保養(yǎng)計(jì)劃，這讓一些對(duì)汽車相關(guān)知識(shí)不了解的用戶也能更好的對(duì)待自己的愛車，極大的優(yōu)化了用戶的修車保養(yǎng)體驗(yàn)，增加客戶忠誠(chéng)度。

3 電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修中的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 保持技術(shù)和設(shè)備的不斷更新

新能源汽車發(fā)展迅速，新技術(shù)和新架構(gòu)層出不窮，電子診斷技術(shù)想要保持在新能源汽車維修中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就要不斷更新?lián)Q代，以最新的技術(shù)解決維修中遇到的各種問題。首先，修理廠要結(jié)合自身的實(shí)際需求有目的的選擇合適的電子診斷設(shè)備，并不是電子診斷設(shè)備越先進(jìn)越好，還要充分考慮自己的經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及大部分客戶的核心需求。其次，針對(duì)常見的故障引起更加精細(xì)的儀器以保持工作的準(zhǔn)確度和效率，比如市面上最新型的新能源汽車可能會(huì)使用最新研發(fā)的技術(shù)，想要滿足電子診斷技術(shù)對(duì)新技術(shù)的匹配需求，就要不斷的對(duì)診斷技術(shù)加以改進(jìn)，像最新型解碼器、讀碼卡以及電子診斷電腦等，只有對(duì)應(yīng)的技術(shù)和硬件跟著上新能源汽車的發(fā)展，才能發(fā)揮出電子診斷高效且精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，贏得更大的市場(chǎng)空間和客戶的認(rèn)可。

3.2 保持專用電子儀器的對(duì)口匹配

不同廠家出產(chǎn)的新能源汽車在技術(shù)使用上存在很大不同，并且對(duì)于新能源汽車來說，其電源系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)都需要有專門的電子診斷儀器來配套使用。想要保持電子診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，就要針新能源汽車的核心部件研發(fā)專用的電子儀器，比如電池組專業(yè)檢測(cè)儀、汽車電路專業(yè)檢測(cè)儀等等，只這樣才能讓電子診斷手段維持在可靠的水平。

4 新能源汽車維修中常用的電子診斷方法

電子診斷技術(shù)的核心是故障檢查與實(shí)位，即使用先進(jìn)的電子儀器獲取當(dāng)前新能源汽車的運(yùn)用參數(shù)，通過主控芯片對(duì)參數(shù)的分析得到想要的故障診斷結(jié)果。隨著人工智能技術(shù)的引入，新型的電子診斷技術(shù)更加智能化，其主要方法包括以下幾種：

4.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法

類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能算法的代表技術(shù)，像聚類算法、協(xié)同過濾算法等都可以大量的數(shù)據(jù)中找出類型一致的數(shù)據(jù)，通過類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，新能源汽車產(chǎn)生的復(fù)雜類型數(shù)據(jù)能夠經(jīng)過分析之后變得更加有理化，有理化的數(shù)據(jù)成為了支撐故障判斷的關(guān)鍵信息。在這種診斷方法下，維修人員需要為其數(shù)據(jù)分析提供大量的可用樣本，系統(tǒng)會(huì)在機(jī)器學(xué)習(xí)機(jī)制下不斷的完善在故障分析算法，明確不同類型的故障特征，通過對(duì)現(xiàn)有故障的對(duì)比給出最有可能的故障原因。在網(wǎng)絡(luò)接入的背景下，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法還能不斷供取各個(gè)網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，比如一些友車交流論壇、問答論壇等，這些論壇中有大量與汽車故障分析有關(guān)的話題，通過對(duì)這些內(nèi)容的分析也能更加快速建立起故障分析數(shù)據(jù)庫(kù)，保證故障分析的全面性和時(shí)效性。

4.2 基于故障樹的診斷方法

故障樹分析法（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）是在對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析時(shí)最常用的方法之一。FTA 方法是指在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或改進(jìn)過程中，通過對(duì)可能造成系統(tǒng)故障的各種因素（包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素等）進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖（即故障樹），從而確定系統(tǒng)故障原因的各種可能組合方式及其發(fā)生概率，并以此計(jì)算系統(tǒng)的故障概率，采取相應(yīng)的措施，以提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法和評(píng)估方法。

在故障樹分析模型中，通常會(huì)將故障分層處理，比如在汽車燈具不亮故障這一問題下，可以將故障原因分為保險(xiǎn)層故障、中間電路層故障、供電層故障以及外設(shè)備故障四種，保險(xiǎn)層故障包括保險(xiǎn)絲是否損壞、保險(xiǎn)絲是否存在等，中間電路故障則是指的中間電路是否存在短路或者斷路情況，供電層故障為電器供電電池是否可能正常的為大燈供電，外設(shè)備故障包括大燈開關(guān)故障和燈具故障等等，這本質(zhì)上是一個(gè)窮舉故障原因的方法，但是這一窮舉的過程是由電子設(shè)備來完成，電子設(shè)備會(huì)列舉出所有可能存在的故障并一一對(duì)故障進(jìn)行參數(shù)收集和判斷，最終在可靠的數(shù)據(jù)收集結(jié)果下給出最有可能存在的故障，替代了人工。該種診斷方法被廣泛應(yīng)用在新能源汽車電子故障診斷系統(tǒng)中，能夠幫助維修人員全面準(zhǔn)確分析電路發(fā)生故障形狀，并且深入掌握了解汽車故障元器件的具體過程。由于故障樹模型有著非常強(qiáng)的邏輯性，所以其故障命中率非常高，還可以與其他方法配合使用。

4.3 基于多源信息融合的智能故障診斷方法

多源信息融合技術(shù)指的是對(duì)多源信息進(jìn)行自動(dòng)分析的加工，經(jīng)過自動(dòng)類比之后獲得更加可靠的信息源。在這種整合信息源的支持下，其分析出來的結(jié)果會(huì)更加可靠，信息融合按照融合時(shí)信息的抽象層次可分為數(shù)據(jù)層融合、特征層融合和決策層融合。在新能汽車維修上，多源融合技術(shù)主要是基于決策層融合和特征層融合，即通過不對(duì)不同傳感器數(shù)據(jù)得到的故障診斷結(jié)果或者相同數(shù)據(jù)經(jīng)過不同方法得到的故障診斷結(jié)果利用決策層融合算法進(jìn)行融合，從而獲得一致的更加準(zhǔn)確的結(jié)論?；贒S 證據(jù)理論(Dempster-Shafer evidence theory) 融合的方法是決策層融合故障診斷中研究最多的一類。特征層融合診斷方法主要是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī)將多個(gè)故障特征進(jìn)行融合, 得到融合后的故障特征用于診斷或者直接輸出故障診斷結(jié)果。新能源汽車的故障特征既可以是從多個(gè)車載傳感器數(shù)據(jù)中得到的，也可以是從外接數(shù)據(jù)抽取單元中得到的，不管是哪種數(shù)據(jù)獲取方式，都支持了從相同數(shù)據(jù)中抽象出不同特征的方法。

5 電子診斷技術(shù)在新能源汽車維修中的實(shí)際應(yīng)用

5.1 對(duì)電動(dòng)機(jī)故障的診斷

新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)于燃油車來說看似更加簡(jiǎn)單，其實(shí)維修起來難度依然不小，新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)類型為電驅(qū)動(dòng)機(jī)，目前交流感應(yīng)電機(jī)和永磁同步電機(jī)使用最為廣泛，由于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間和效率都相對(duì)較高，所以從性能和乘車體驗(yàn)上來講更適合作為新能源汽車的動(dòng)力輸出裝置，但是其缺點(diǎn)也比較明顯：需要成本高昂的永磁材料釹鐵硼。很多國(guó)家的稀土資源缺乏，為了成本考慮會(huì)采用交流感覺電機(jī)，但是大部分中高端車型仍然是以永磁同步電機(jī)為主。正是由于技術(shù)使用上的不同，新能源汽車維修中對(duì)于電機(jī)的維修會(huì)面臨極高的難度，維修人員不僅需要對(duì)電機(jī)的各項(xiàng)性能以及結(jié)構(gòu)有專業(yè)化的認(rèn)知，還要根據(jù)不同的電機(jī)類型采用不同的維修手段。另外，市面上還有很大一部分車型采用的是混合動(dòng)力，所以采用電子診斷技術(shù)加上數(shù)據(jù)挖掘和特征分析是最為合理的方式，實(shí)際中會(huì)使用電子診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的傳感器、執(zhí)行器以及ECU 等核心部件的檢測(cè)分析，快速的定位不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的故障原因。

5.2 動(dòng)力電池組的診斷維修

動(dòng)力電源是新能源汽車最為核心的部件，針對(duì)動(dòng)力電池的故障診斷技術(shù)也在不斷的進(jìn)步當(dāng)中。目前除了廠家自行維修之外，普通汽修廠想要維修動(dòng)力電池會(huì)面臨非常大的困難。一方面，各個(gè)廠家的電池技術(shù)都需要高機(jī)密，汽修廠想要徹底的將動(dòng)力電池故障排除往往需要更換電池組總成，但電池組總成經(jīng)常會(huì)占到整車成本的一半，在此成本之下客戶如果想要更換就必然會(huì)去選擇返廠維修。從另一方面講，動(dòng)力電池是影響整體安全性的關(guān)鍵性因素，廠商對(duì)于電池組技術(shù)的重視度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他，新能源汽車維修廠在維修完電池相關(guān)組件之后必須要保證沒有任何的安全隱患，使其性能與原車持平，否則就會(huì)被認(rèn)為是失敗的維修事件。所以，極度依賴專業(yè)儀器的電池組維修最得力的手段是電子診斷技術(shù)，并且是最先進(jìn)、最先型的技術(shù)，汽車維修廠商單位要及時(shí)更新完善專用電子診斷設(shè)備，在條件允許下要科學(xué)有效引進(jìn)利用對(duì)大型鋰電池、鎳氫電池以及燃料電池等市面上常見動(dòng)力電池的電子診斷設(shè)備。只有這樣，才能促使維修人員能夠運(yùn)用專用電子診斷設(shè)備完成對(duì)汽車動(dòng)力電池的科學(xué)全面監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)力電池安全隱患問題，從而采取有效安全防范控制措施，提高新能源汽車動(dòng)力電池的安全使用壽命。

6 結(jié)語

想要促進(jìn)新能源汽車的穩(wěn)定發(fā)展，不僅要研發(fā)更加先進(jìn)的新能源汽車生產(chǎn)工藝，還要完善與之配套的服務(wù)內(nèi)容。汽車維修作為汽車領(lǐng)域不可或缺的服務(wù)內(nèi)容，其技術(shù)升級(jí)對(duì)于新能源汽車的發(fā)展和普及也起到了決定性的作用。為了給車主提供更為優(yōu)質(zhì)的維修保養(yǎng)項(xiàng)目，汽車維修人員不僅要提升自身的專業(yè)水平，還要借助于電子診斷技術(shù)不斷促進(jìn)維修手段的進(jìn)步，做到保質(zhì)保量。