探究新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)電磁干擾的故障檢修

韋富藝　朱汝鋒　陸新華　鄒世偉

摘 要：近年新能源汽車(chē)行業(yè)發(fā)展得非?？?，越來(lái)越多的人選擇使用新能源汽車(chē)出行，新能源汽車(chē)能耗低并且節(jié)能環(huán)保，因此我國(guó)國(guó)民大多非常認(rèn)可。但是新能源汽車(chē)也存在諸多問(wèn)題，比如它經(jīng)常出現(xiàn)故障，尤其是車(chē)內(nèi)搭載的電子控制系統(tǒng)，經(jīng)常由于受到電磁干擾而出現(xiàn)問(wèn)題，這不單單會(huì)縮短汽車(chē)的使用時(shí)長(zhǎng)，也會(huì)對(duì)駕駛?cè)藛T以及其他人員的生命安全造成危害。因此，本論文深入地對(duì)汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析以及研究，找出電磁干擾產(chǎn)生故障的原因，有針對(duì)性地提出使用科學(xué)的檢修手段去解決電磁干擾故障的問(wèn)題，提高新能源汽車(chē)的安全性能。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē) 檢修手段 電子控制系統(tǒng) 電磁干擾

現(xiàn)階段，新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)逐漸朝著多元化、智能化方向發(fā)展，它可以起到提高汽車(chē)駕駛性能，改善汽車(chē)駕駛體驗(yàn)的功效。然而，在具體駕駛的過(guò)程中，新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)經(jīng)常由于受到電磁干擾而產(chǎn)生故障，這極大程度地對(duì)駕駛安全造成了影響。因此根據(jù)電子控制系統(tǒng)的實(shí)際情況有針對(duì)性地找出防止電磁干擾的方法，切實(shí)提升檢修維護(hù)工作效果，使各項(xiàng)工作高質(zhì)量開(kāi)展勢(shì)在必行。

1 新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾故障原理

通常來(lái)說(shuō)，新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)如果在電磁環(huán)境中，可以始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，它不會(huì)因?yàn)槭艿酵饨绲碾娮痈蓴_而影響正常使用，這叫做電磁兼容現(xiàn)象。但是，在電子控制系統(tǒng)里，電子零件以及電氣零件在工作時(shí)，組件正常使用，但是會(huì)因?yàn)椴荒艹惺芡饨绛h(huán)境帶來(lái)的電子干擾或者對(duì)其他電子零件以及電氣零件造成電磁干擾而影響正常使用，這種情況是因?yàn)殡娮恿慵蛘唠姎饬慵碾姶偶嫒菪圆?。換種方式說(shuō)，就是電子控制系統(tǒng)中，電子零件或者電子零件自身沒(méi)有防護(hù)功能，無(wú)法避免電磁干擾，而且不單單會(huì)受到外界電磁干擾，內(nèi)部構(gòu)件也會(huì)由于電磁干擾彼此造成影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)向好發(fā)展，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，ORSQ技術(shù)以及其他電子科技技術(shù)水平也不斷提升，新能源汽車(chē)中安裝的各種電子以及電氣部件都造成了很?chē)?yán)重的電磁干擾，特別是新能源車(chē)輛的控制臺(tái)面板以及車(chē)輛中的娛樂(lè)設(shè)施等造成的電磁干擾更加嚴(yán)重，新能源汽車(chē)主要的動(dòng)力來(lái)源大多數(shù)都是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它使用的開(kāi)關(guān)零件很多都采用大功率的半導(dǎo)體，在車(chē)輛啟動(dòng)以及關(guān)閉瞬間產(chǎn)生的電壓和電流很高，這會(huì)導(dǎo)致電磁干擾現(xiàn)象的發(fā)生，極大程度地影響汽車(chē)駕駛安全。特別是如果系統(tǒng)中搭載了比較敏感的電子設(shè)備，且該設(shè)備電磁兼容性不能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就容易使車(chē)內(nèi)其他電子零件或者電氣零件受到電磁干擾，嚴(yán)重情況還會(huì)引發(fā)車(chē)內(nèi)其他設(shè)備故障，在行使過(guò)程中，車(chē)輛由于設(shè)備故障突然停車(chē)，引發(fā)交通安全事故。面對(duì)這種情況，應(yīng)該深入對(duì)新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)具備的特點(diǎn)和運(yùn)行原理進(jìn)行研究，精確、科學(xué)地研究出電磁干擾發(fā)生的原理、敏感零件的運(yùn)行情況、傳輸路徑的具體特點(diǎn)等，重點(diǎn)對(duì)輻射類(lèi)型、電磁傳導(dǎo)類(lèi)型以及電磁干擾方式進(jìn)行分析，在設(shè)備表面加設(shè)屏蔽層防止電磁產(chǎn)生干擾。

2 新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)電磁干擾故障分析

2.1 充電系統(tǒng)中產(chǎn)生的電磁干擾

在新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)中，交流電機(jī)在充電時(shí)，一旦發(fā)電機(jī)或者充電設(shè)備在產(chǎn)生接觸時(shí)，發(fā)生任何一點(diǎn)微弱的變化，那么就容易出現(xiàn)火花，最終導(dǎo)致電磁干擾問(wèn)題的發(fā)生。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)在發(fā)電時(shí)，內(nèi)部安裝的控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把內(nèi)部電流設(shè)置為需要輸出的電壓，并且電子控制系統(tǒng)的部件自動(dòng)啟動(dòng)關(guān)閉功能，這種情況下，勵(lì)磁線匝會(huì)由于磁感應(yīng)發(fā)生電動(dòng)勢(shì)情況，在頻率處于最高值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)會(huì)自動(dòng)變?yōu)殡姶鸥蓴_波，這會(huì)極大程度地對(duì)新能源汽車(chē)電子系統(tǒng)的正常使用造成影響，進(jìn)而影響駕駛安全。

2.2 電動(dòng)機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾

通常情況，在新能源汽車(chē)搭載的電動(dòng)機(jī)設(shè)備中，比較容易產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象的是車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、自動(dòng)沖水系統(tǒng)、車(chē)內(nèi)加熱系統(tǒng)以及門(mén)窗升降調(diào)節(jié)設(shè)備等。這些電機(jī)搭載的系統(tǒng)都包含碳刷以及換向器，它們都屬于直流永磁類(lèi)系統(tǒng)，一旦在操作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度很快，就極易引起電火花，進(jìn)而產(chǎn)生電磁波，對(duì)其他設(shè)備造成干擾。從實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，車(chē)輛啟動(dòng)器也容易發(fā)生電磁干擾問(wèn)題，干擾發(fā)生的次數(shù)同啟動(dòng)器的運(yùn)行頻率有正向關(guān)系，當(dāng)電流產(chǎn)生的峰值較大時(shí)，干擾產(chǎn)生的危害也更加嚴(yán)重，大多數(shù)時(shí)候都在車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生故障，其他引擎在正常運(yùn)行期間電流產(chǎn)生的峰值以及啟動(dòng)器運(yùn)行頻率都比較低，并且峰值的狀態(tài)比較微弱，但是即便在這種情況下產(chǎn)生的電磁干擾也會(huì)對(duì)新能源汽車(chē)行使的安全性能造成影響，使車(chē)輛運(yùn)行穩(wěn)定性降低。

2.3 繼電器設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾

當(dāng)前，在對(duì)電磁干擾進(jìn)行分析以及研究時(shí)，主要將新能源汽車(chē)電子控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電子干擾分成內(nèi)部干擾以及外部干擾兩類(lèi)。對(duì)于電子控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，外部干擾對(duì)其正常運(yùn)行造成的影響不大，但是內(nèi)部干擾則會(huì)對(duì)電子控制系統(tǒng)造成較大的危害，特別是當(dāng)繼電器快速使用啟動(dòng)以及關(guān)停兩種功能時(shí)，晶體管的電壓維持在正常運(yùn)行狀態(tài)，線圈附近瞬間出現(xiàn)電磁干擾，并且波段頻率很高、輻射也非常強(qiáng)，當(dāng)其他系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，一旦電流量超出20毫安幾十倍時(shí)，那么這種高速運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)就會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的電磁波，峰值震蕩期間電壓也處于高電位，在繼電器周?chē)a(chǎn)生非常強(qiáng)的電磁波輻射，這種輻射的傳播載體主要是空氣以及電線。如果在電子控制系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，無(wú)法完全屏蔽這種電磁波輻射，那么會(huì)由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下頻率不同，導(dǎo)致電子控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，對(duì)新能源汽車(chē)安全行使造成巨大的影響。

2.4 控制板系統(tǒng)中控制開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的電磁干擾

通常情況來(lái)說(shuō)，電子控制系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)附近容易發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象，這是由于在啟動(dòng)以及停止時(shí)，電頻較高并且因?yàn)槎O管位置會(huì)發(fā)生共同作用造成反向恢復(fù)。在汽車(chē)的控制面板內(nèi)部，主要的工作原理是，在面板中的電子芯片上安裝電極管，然后把電極管同振蕩器進(jìn)行連接，以達(dá)到獨(dú)立震蕩的目的。一旦PTD系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不夠準(zhǔn)確科學(xué)，當(dāng)電磁信號(hào)發(fā)出時(shí)，導(dǎo)線會(huì)連通，進(jìn)而在端口位置產(chǎn)生電磁干擾，或者當(dāng)電路沒(méi)有接地時(shí)，也會(huì)發(fā)生電磁干擾現(xiàn)象。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制時(shí)，該振蕩器附近產(chǎn)生的電磁波呈輻射狀，并且電磁波的頻率與平常無(wú)異，或者是照平時(shí)呈倍數(shù)增長(zhǎng)，晶體振蕩器與其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾的形式是輻射發(fā)射，并且頻率大多都是正常的運(yùn)作頻率或者成倍頻率，在電磁干擾時(shí)，它的電磁波波形呈倒“V”型，更加方便進(jìn)行測(cè)量、預(yù)防以及分析研究。

2.5 點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的電磁干擾

在外界影響方面，新能源汽車(chē)的電磁干擾源大多來(lái)自能夠產(chǎn)生電磁能的設(shè)備中，比如汽車(chē)打火線圈、車(chē)輛啟動(dòng)器、車(chē)輛發(fā)電機(jī)以及磁場(chǎng)附件部分。在高壓狀態(tài)下，打火線圈在點(diǎn)火時(shí)，會(huì)因?yàn)樵诨鸹ㄈg隙中產(chǎn)生脈沖高壓發(fā)生電擊穿，這種狀態(tài)下的火花會(huì)釋放很大的能量，動(dòng)力來(lái)源是汽車(chē)內(nèi)部的石油以及空氣混合燃燒物。更具體地說(shuō)，高壓線圈因?yàn)橥獠渴艿侥芰亢艽蟮碾姶鸥蓴_，打火線圈在初級(jí)電路突然斷開(kāi)情況下，發(fā)生阻尼震蕩現(xiàn)象，每次電磁最高可以達(dá)到400瓦至600瓦，一旦沒(méi)有提前設(shè)計(jì)有效防止瞬間電壓突升的設(shè)備，那么電子設(shè)備被會(huì)由于阻尼震蕩被吸附到一起，產(chǎn)生很大的危害，對(duì)車(chē)內(nèi)其他電子系統(tǒng)造成非常大的電磁干擾。

3 新能源汽車(chē)電控系統(tǒng)電磁干擾的檢修措施

3.1 確定檢測(cè)維修工作思路

在對(duì)車(chē)內(nèi)的電子控制系統(tǒng)由于受到電磁干擾而產(chǎn)生故障進(jìn)行檢測(cè)維修時(shí)可以采用如下方法，一是采用科學(xué)的方式分析解碼器，在分析解碼器的過(guò)程中，找出系統(tǒng)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤代碼，然后讀取代碼的變化情況，找出對(duì)電磁干擾影響比較大的參數(shù)，以此來(lái)找出變化的具體原因。第二，測(cè)試車(chē)輛中的示波器，進(jìn)行測(cè)試的目標(biāo)是既定的設(shè)備，測(cè)試方式是將測(cè)試取得的電磁波波形同處于正常環(huán)境中的組件波形做對(duì)比，以此來(lái)確定兩者間是否具有差異，從中找出可疑點(diǎn)，進(jìn)而確定差異干擾點(diǎn)。然后需要根據(jù)測(cè)試所得的數(shù)據(jù)來(lái)找出干擾源。測(cè)試人員還需要對(duì)打火線圈、汽車(chē)機(jī)電刷以及其他可能存在疑點(diǎn)部位附近的屏蔽線進(jìn)行檢查，從中找出故障是由什么原因引起的，并對(duì)此進(jìn)行深入的分析。另外，必須考慮到在低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，信號(hào)電壓雖然不高，但是會(huì)對(duì)傳感器附近的屏蔽設(shè)備造成一定程度的影響，并且一旦行車(chē)速度較快時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)增加，進(jìn)而影響附近的電磁波，導(dǎo)致汽車(chē)的ABS控制系統(tǒng)無(wú)法再?gòu)膫鞲衅髦蝎@取此時(shí)車(chē)輛的行進(jìn)速度，導(dǎo)致ABS傳感系統(tǒng)運(yùn)作異常，并且車(chē)輛的風(fēng)險(xiǎn)提示系統(tǒng)也會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)診斷功能，判定ABS系統(tǒng)出現(xiàn)異常，進(jìn)而判定車(chē)輪傳感器發(fā)生故障。

3.2 科學(xué)選用識(shí)別干擾點(diǎn)的檢測(cè)手段

在具體檢測(cè)維修時(shí)，應(yīng)當(dāng)深入對(duì)電子控制系統(tǒng)中存在的電磁干擾問(wèn)題出現(xiàn)的特征以及規(guī)律進(jìn)行研究，使用階梯式的檢測(cè)手段。第一步，需要使用解碼器設(shè)備對(duì)產(chǎn)生電子干擾的具體情況進(jìn)行分析，準(zhǔn)確識(shí)別讀取出錯(cuò)誤的代碼，在讀取工作完成之后，對(duì)錯(cuò)誤代碼進(jìn)行更改，并且還要深入研究以及分析出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因以及具體情況，科學(xué)設(shè)定研究范圍以及影響參數(shù)，以便可以更好地應(yīng)對(duì)以及處理電子控制系統(tǒng)由于受到電磁干擾產(chǎn)生的故障。第二步要在測(cè)試工作中使用示波器設(shè)備，示波器的工作原理和特點(diǎn)同傳感器相同，它可以對(duì)組件的波形進(jìn)行檢測(cè)，獲得更多關(guān)于波形的信息，將檢測(cè)所得的波形同正常狀態(tài)下的波形作對(duì)比，從中找出可疑點(diǎn)，明確周?chē)欠裼衅渌姶鸥蓴_源，如果發(fā)現(xiàn)其他電磁干擾源，必須馬上進(jìn)行維修，從源頭上杜絕電子干擾對(duì)新能源汽車(chē)正常行使造成影響。

3.3 嚴(yán)格對(duì)電磁干擾源進(jìn)行控制

對(duì)于電子控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)干擾源進(jìn)行預(yù)防控制非常重要，必須加強(qiáng)對(duì)電磁干擾源的干預(yù)控制，能提高汽車(chē)駕駛安全性。所以，在維修時(shí)，必須把握出現(xiàn)故障時(shí)電磁波的規(guī)律，有針對(duì)性地找出防止電磁干擾的措施。第一，全面考量傳播路徑，在預(yù)防治理電磁干擾的諸多方法中，接地方法是最科學(xué)的，它的具體操作是，外殼選用金屬零件以屏蔽電磁波，并且汽車(chē)上安裝的金屬外殼，金屬外殼在與地面接觸時(shí)，可以對(duì)靜電充電路徑加以控制，防止發(fā)生靜電積累情況發(fā)生。第二，結(jié)合電子系統(tǒng)的實(shí)際情況，采用金屬絕緣的屏蔽方式屏蔽電磁波干擾，并且使用的外殼需要使用金屬材料制作，以此來(lái)防止電磁波擴(kuò)散，從干擾路徑角度出發(fā)，從源頭對(duì)電磁波進(jìn)行預(yù)防控制。

3.4 選擇對(duì)比性檢修方法

選擇對(duì)比性檢修方法的優(yōu)點(diǎn)非常明顯。在對(duì)某品牌的新能源汽車(chē)故障進(jìn)行分析診斷的過(guò)程中，檢修人員使用解碼器設(shè)備對(duì)故障信息進(jìn)行分析，并進(jìn)入汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)，識(shí)別并找出出現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼，但是結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)電子控制系統(tǒng)沒(méi)有對(duì)任何出現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼予以保存，

并且因?yàn)檐?chē)輛無(wú)法啟動(dòng)，因此很難提取數(shù)據(jù)加以分析。在這種情況下，技術(shù)人員反復(fù)開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)最終確定在發(fā)動(dòng)起啟停時(shí)，雙缸里側(cè)會(huì)受到很強(qiáng)的壓力作用，通過(guò)使用萬(wàn)能表對(duì)曲軸、凸輪軸附近的電阻開(kāi)展檢查工作，并拆下傳感器，深入檢查周?chē)碾姶判盘?hào)，并通過(guò)示波器分析電磁波形得出該處電磁波形分布非?；靵y，由此可以得出這幾個(gè)傳感器周?chē)即嬖陔姶鸥蓴_現(xiàn)象，技術(shù)人員結(jié)合測(cè)試結(jié)果鎖定電磁干擾源，并將每一個(gè)氣缸上的打火塞都拆下來(lái)，把它們安裝到其他電源線上，對(duì)打火情況進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)檢測(cè)人員手動(dòng)扭轉(zhuǎn)曲軸時(shí)造成電磁干擾的幾個(gè)氣缸都產(chǎn)生了高壓電流，RGE末端的傳感器顯示的信號(hào)波形為長(zhǎng)方形并且沒(méi)有受到干擾，因此可以判斷故障是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，確定了問(wèn)題產(chǎn)生的根源后，技術(shù)人員很快完成了維修工作。

3.5 對(duì)參數(shù)深入進(jìn)行分析

在對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析時(shí)，必須結(jié)合電子控制系統(tǒng)的實(shí)際情況以及自身特點(diǎn)，對(duì)造成電磁干擾的原因進(jìn)行分析，檢測(cè)發(fā)生錯(cuò)誤的代碼信息，安排檢修人員使用解碼器設(shè)備對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼進(jìn)行識(shí)別和讀取，明確出現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼發(fā)生范圍，同時(shí)還要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速科學(xué)選擇檢測(cè)方式，了解曲軸位置的實(shí)際情況以及凸輪軸位置的實(shí)際情況等。此外，還必須要求相關(guān)檢修人員樹(shù)立正確觀念，不斷對(duì)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，在日常對(duì)電子控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)以及管理時(shí)，要不斷完善電子控制系統(tǒng)的檢測(cè)以及維修管理方案，通過(guò)行之有效的檢修手段切實(shí)加強(qiáng)電子控制系統(tǒng)電磁干擾控制工作質(zhì)量。

3.6 切實(shí)提升故障排除工作質(zhì)量

隨著科技不斷發(fā)展進(jìn)步，電子新能源技術(shù)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用也逐漸廣泛，這也導(dǎo)致了更多的電磁干擾問(wèn)題發(fā)生，很多無(wú)代碼錯(cuò)誤為維修工作帶來(lái)了很大的困難。正常來(lái)講，很多代碼錯(cuò)誤是車(chē)輪傳感系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)或者傳感器電路損壞導(dǎo)致的，并且ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率很小。所以，檢測(cè)人員必須仔細(xì)地對(duì)傳感器電路進(jìn)行檢查，找出電線狀態(tài)是否良好，或者是否存在接觸不良情況。在對(duì)電子線路進(jìn)行檢查時(shí)，要確定是否每條傳感器線路都接觸良好，假如屏蔽電纜的電路受到破壞，則可以說(shuō)明，是因?yàn)閭鞲衅鲀?nèi)部鋪設(shè)的屏蔽電路受到破壞，進(jìn)而出現(xiàn)故障，對(duì)其他設(shè)備造成了電磁干擾，并引發(fā)ABS系統(tǒng)異常，汽車(chē)內(nèi)部ABS警告燈預(yù)警。然后，檢測(cè)人員必須立即對(duì)車(chē)輪附近的傳感器進(jìn)行維修，刪除錯(cuò)誤代碼然后重新開(kāi)始測(cè)試，點(diǎn)亮ABS系統(tǒng)燈，然后糾正錯(cuò)誤。

4 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車(chē)搭載的電子控制系統(tǒng)如果受到電磁干擾，整體運(yùn)作以及應(yīng)用都會(huì)受到很大的影響，假設(shè)無(wú)法進(jìn)行預(yù)防和控制，就必須結(jié)合電磁干擾產(chǎn)生的情況、發(fā)生的狀態(tài)，有針對(duì)性地制定檢修計(jì)劃，做好日常的檢修、管理以及防控工作，不斷調(diào)整以及優(yōu)化電磁干擾檢修方法，建立健全檢修工作體系，保障電子控制系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

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