新能源環(huán)衛(wèi)車底盤痛點以及改善方案研究

【摘" 要】隨著環(huán)衛(wèi)行業(yè)電動化發(fā)展迅速，行業(yè)中存在的一些痛點問題也日益顯著，這將不利于后續(xù)的快速發(fā)展。在此背景下，文章從銷售和故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)角度入手分析目前新能源環(huán)衛(wèi)車行業(yè)底盤的痛點，分別從產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品售后3大方面進行解析，并舉實際案例進行闡述，最后針對各個問題提出解決措施。

【關(guān)鍵詞】新能源環(huán)衛(wèi)車；故障統(tǒng)計；行業(yè)痛點；解決措施

中圖分類號：U469.72" " 文獻標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）02-0020-03

Study on Chassis Pain Points and Solution for New Energy Sanitation Truck

ZHAO Binliang，HE Xing，LI Zhongzhi，XIA Jingwu，YAN Yunhe

（Changsha Zoomlion Environmental Industry Co.，Ltd.，Changsha 410000，China）

【Abstract】With the rapid development of electrification in the sanitation industry，some pain points and problems in the industry are becoming increasingly prominent，which will be unfavorable for subsequent rapid development. In this context，the article analyzes the pain points of the chassis in the current new energy sanitation vehicle industry from the perspective of sales and fault statistics data，and analyzes them from three major aspects： product design，product manufacturing，and product after-sales. Practical cases are also used to explain，and finally solutions are proposed for each problem.

【Key words】new energy sanitation vehicles；fault statistics；industry pain points；solution measures

2023年11月14日，工業(yè)和信息化部、交通運輸部等8個部門已印發(fā)《關(guān)于啟動第一批公共領(lǐng)域車輛全面電動化先行區(qū)試點的通知》，確定北京、深圳、成都、重慶、鄭州、寧波、廈門、濟南、石家莊、唐山、柳州、海口、長春、銀川、鄂爾多斯等15個城市為此次試點城市。新能源汽車推廣將聚焦公務(wù)用車、城市公交車、環(huán)衛(wèi)車、出租車、郵政快遞車、城市物流配送車、機場用車、特定場景重型貨車等領(lǐng)域，推廣數(shù)量預(yù)計超過60萬輛。

中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年1～10月份，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷分別完成735.2萬輛和728萬輛，同比分別增長33.9%和37.8%，市場占有率達到30.4%。

2023年1月1日～9月28日，市場新能源環(huán)衛(wèi)車總銷量4322臺，環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域新能源滲透率僅為7.20%左右，與國內(nèi)新能源汽車市場占有率30.4%比，新能源環(huán)衛(wèi)設(shè)備市場增量潛力巨大^[3]。此次政策的落地，將全面推動環(huán)衛(wèi)服務(wù)企業(yè)進行新能源環(huán)衛(wèi)車輛的更新?lián)Q代^[1]。

根據(jù)預(yù)測，2020—2025年為穩(wěn)定滲透期，2026—2030年為快速爆發(fā)期，2030年滲透率預(yù)計可以達到80%，因此環(huán)衛(wèi)行業(yè)新能源化趨勢和后勁十足。

但目前新能源環(huán)衛(wèi)車行業(yè)也存在諸多的問題，例如：故障率高、技術(shù)落后、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低、制造品質(zhì)控制不嚴(yán)、售后問題解決不及時等。如果這些問題不能及時解決，后續(xù)銷量爆發(fā)將會帶來更大的問題，對于行業(yè)健康發(fā)展將會非常不利?；谝陨锨闆r，本文對某環(huán)衛(wèi)企業(yè)新能源車輛故障進行統(tǒng)計分析，分別從產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品售后方面進行詳細分析，結(jié)合實例確認(rèn)主要痛點問題以及提出對應(yīng)的改善方案。

1" 新能源環(huán)衛(wèi)車常見故障分類統(tǒng)計

以2023年1月1日～9月28日銷售數(shù)據(jù)為例，市場新能源環(huán)衛(wèi)車總銷量4322臺，某司銷售1394臺，占比32.3%，而某司新能源環(huán)衛(wèi)車產(chǎn)品底盤共發(fā)生故障116個，涉及故障車輛共128臺。

1.1" 零部件系統(tǒng)故障占比

各個零部件系統(tǒng)故障占比見表1。

三電系統(tǒng)方面，多合一以及動力電池系統(tǒng)故障占比最大，分別為25.8%和18.7%（含動力電池和電池管理系統(tǒng)）。

多合一電控系統(tǒng)主要故障表現(xiàn)為：車輛無法上高壓、DCDC不工作、上裝無法工作、車輛丟失動力等。解決措施主要為：更換多合一、更換DCDC模塊、升級多合一程序等。

電池系統(tǒng)主要故障表現(xiàn)為：車輛無法行駛或動力受限，車輛無法充電，掉高壓。解決措施主要為：電池均衡、更新BMS軟件、更換故障零部件、更換電池包等。

1.2" 零部件系統(tǒng)故障占比

各故障按照設(shè)計、制造、售后分類占比分別為74%，16%，10%，詳見表2。其中，設(shè)計類問題最多達117臺，占比74%。因此把好設(shè)計關(guān)對降低售后問題非常關(guān)鍵。本文后續(xù)分別從產(chǎn)品設(shè)計、制造以及銷售方面分別結(jié)合實際案例進行分析。

2" 產(chǎn)品設(shè)計問題及案例分析

目前環(huán)衛(wèi)車廠家底盤主要為外購二類底盤，很少參與底盤的前期設(shè)計，對底盤提的需求很少，或者僅對一些結(jié)構(gòu)件方面為便于后續(xù)的改裝做了一些要求，未從整車使用工況以及客戶需求方面做相應(yīng)的設(shè)計，底盤和上裝一體化缺失。常見設(shè)計問題有以下幾點。

1）性能指標(biāo)不合理。性能指標(biāo)按照通用的商用車指標(biāo)設(shè)計，例如商用車最高車速設(shè)計一般為89km/h，但洗掃車作業(yè)常用車速為8～15km/h，轉(zhuǎn)場最高車速也不能超過城市限速80km/h，且轉(zhuǎn)場距離一般也比較短，降低最高車速后電機的選擇將會更多，對應(yīng)成本也可以下降。

2）動力總成方案選取非最佳。環(huán)衛(wèi)車有明顯的地域特點，目前市場常見的新能源環(huán)衛(wèi)底盤基本是統(tǒng)一的動力總成6擋AMT+電機+主減，該總成配置滿足最大爬坡度30%沒有問題，但很多時候環(huán)衛(wèi)車輛都是在平坦且工況很好的路段進行作業(yè)，采用該動力總成存在一定浪費。

3）控制策略及標(biāo)定不匹配?！耙痪耙徊摺钡臉?biāo)定是工程車輛的趨勢，控制策略也應(yīng)針對環(huán)衛(wèi)車進行設(shè)計，例如蠕行功能目前對于洗掃車是不需要的，但是最低巡航車速需要做到3km/h等。

4）設(shè)計驗證不充分，試驗和驗證不充分或者部分針對環(huán)衛(wèi)車特殊需求的測試項缺失。

5）一體化缺失，底盤與上裝的交互太少，改裝痕跡明顯。

6）配置低，一般環(huán)衛(wèi)車比商用車技術(shù)落后3～5年。

2.1" 熱管理系統(tǒng)及控制策略設(shè)計不合理導(dǎo)致車輛行駛中丟失動力

1）問題描述：車輛行駛中偶發(fā)“掉高壓故障”，報電機3級故障，同款車型使用中共5輛，4輛發(fā)生過該問題。

2）根本原因：連續(xù)大油門高車速行車，電機本體溫升過快，報送電機過溫1級、2級、3級故障。尤其是爬連續(xù)長坡時，連續(xù)大油門故障能100%復(fù)現(xiàn)，監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示，溫升達到1℃/s，其電機過溫過程如圖1所示。

3）解決措施：VCU新策略修改到電機110℃開始限扭，隨著溫度增加，逐漸增大扭矩限制比例，從而控制電機溫升以避免電機過熱。

4）問題總結(jié)：熱管理系統(tǒng)設(shè)計不合理，電機溫升過快；設(shè)計驗證不充分，熱平衡試驗驗證不充分，導(dǎo)致問題流入市場。

2.2" 多合一電壓采樣邏輯異常導(dǎo)致整車掉高壓

1）問題描述：車輛正常行駛中偶發(fā)整車掉高壓，儀表報動力電池互鎖故障，當(dāng)前同款車型多臺車輛發(fā)生過該問題。

2）根本原因：多合一內(nèi)部AD采集通道存在高低優(yōu)先級搶占問題，由于采集芯片受到干擾之后高優(yōu)先級的進程一直運行導(dǎo)致低優(yōu)先級的電壓采樣中斷，導(dǎo)致采集到的電壓為0，從而誤報動力電池互鎖故障。

3）解決措施：多合一修改采樣芯片程序，更改AD采樣機制，使用循環(huán)采集方式，并增加濾波，確保采樣穩(wěn)定性。

4）問題總結(jié)：采樣芯片內(nèi)部程序設(shè)計不合理，受干擾后采集電壓信號錯誤；故障診斷驗證不充分，邏輯不合理，電壓采樣異常誤報為互鎖故障。

3" 產(chǎn)品制造問題及案例分析

新能源環(huán)衛(wèi)車的制造主要分為兩個方面：底盤廠家的制造問題、上裝與底盤合裝的問題。

常見問題主要有：①制造工藝粗糙，例如接插件未插、零件錯裝；②質(zhì)檢流程不規(guī)范，車輛出廠檢查不到位，例如出廠車輛即有報故障的；③來料的品質(zhì)控制以及可靠性驗證缺失，例如零部件品質(zhì)問題；④上裝改裝工藝較差，例如搭鐵電阻、固定力矩、線束固定等。

3.1" 繼電器型號錯裝VCU控制輸出短路導(dǎo)致燒毀

1）問題描述：車輛無法上高壓，采集報文數(shù)據(jù)顯示VCU不在線，檢查發(fā)現(xiàn)VCU燒毀。

2）根本原因：①水泵繼電器錯裝了12V的繼電器，工作電流大，高溫導(dǎo)致繼電器線圈短路，VCU輸出電流過載導(dǎo)致燒毀VCU；②整車多合一，即BMS、TMS、TCU都是一路的40A熔斷絲，無法起到保護作用。

3）解決措施：將錯裝的12V繼電器更換為正確型號的24V繼電器，更換新的VCU。

4）問題總結(jié)：①工藝控制問題，確保零件安裝正確以及質(zhì)檢有效性；②由于安裝問題導(dǎo)致了更嚴(yán)重的VCU被燒毀，工藝控制很重要。

3.2" 上裝搭接不良，導(dǎo)致整車掉高壓，儀表報系統(tǒng)故障

1）問題描述：開上裝后，整車掉高壓，儀表報系統(tǒng)故障。

2）根本原因：由于上裝風(fēng)扇控制器搭鐵電阻18.8Ω過大，導(dǎo)致在上裝啟動瞬間電壓掉到了13.8V并且維持了約3s的時間才恢復(fù)到20V以上。由于電壓掉得過低，導(dǎo)致多合一繼電器直接斷開，因此整車掉高壓，報系統(tǒng)故障。風(fēng)扇啟動過程電壓降如圖2所示。

3）解決措施：上裝搭鐵線改善，重新多接一根搭鐵線，原接線重新打磨，確保搭鐵電阻小于1Ω。

4）問題總結(jié)：①工藝控制問題，搭鐵電阻不滿足要求，一般要求搭鐵電阻應(yīng)該小于1Ω，嚴(yán)格為0.1Ω；②出場檢驗方式不合理，未提前發(fā)現(xiàn)問題。

4" 產(chǎn)品售后問題及案例分析

新能源環(huán)衛(wèi)車售后主要問題：①解決問題的及時性差，技術(shù)資料缺失；②售后技術(shù)人員資格證缺失（低壓電工證等），對高壓存在畏懼，有時不敢動手去排查；③新能源整車維修保養(yǎng)及經(jīng)濟性駕駛等相關(guān)知識普及率低；④新能源故障檢測的設(shè)備配備不足；⑤車輛出現(xiàn)故障時，客戶不了解新能源車的正確救援措施；⑥三包周期長，主要配件更換周期太長。

4.1" 掃路車絕緣故障，預(yù)充電阻燒壞

1）問題描述：某掃路車絕緣故障，預(yù)充電阻燒壞，用時約2個月排查和采集數(shù)據(jù)。

2）根本原因：最終確認(rèn)為多合一控制軟件問題，繼電器控制異常，從而導(dǎo)致報絕緣故障和預(yù)充電阻燒壞。

3）解決措施：優(yōu)化多合一軟件中繼電器控制邏輯。

4）問題總結(jié)：①最終結(jié)論比較簡單，優(yōu)化難度也不大，難點在故障原因的鎖定；②由于現(xiàn)場主要為售后工程師以及上裝工程師，且對多合一的預(yù)充策略、回路設(shè)計不了解，CAN協(xié)議等相關(guān)資料缺失導(dǎo)致問題排查前后花了約2個月的時間。

4.2" 車輛涉水后報絕緣故障

1）問題描述：車輛涉水后報絕緣故障，車輛上高壓后立馬掉高壓。

2）根本原因：電池包的格蘭頭老化，密封性能下降，導(dǎo)致涉水時高壓線束盒進水，車輛報絕緣故障，如圖3所示。

3）解決措施：清理高壓接線處水珠，烘干，重新擰緊格蘭頭，車輛恢復(fù)正常。

4）問題總結(jié)：①絕緣問題相對比較好確認(rèn)問題部件，可以通過斷開MSD確認(rèn)絕緣來自整車端還是電池端，依次斷開各個附件，從而鎖定絕緣失效的部件；②由于售后缺失高壓診斷相關(guān)知識和經(jīng)驗，部分技師對高壓的恐懼更不敢動手排查，經(jīng)常導(dǎo)致一個可以快速確認(rèn)的問題需要很長時間才能解決。

5" 解決措施

基于以上分析和實際案例，結(jié)合在實際項目中的相關(guān)經(jīng)驗，針對設(shè)計、制造、售后3方面問題的主要解決措施和建議如下。

5.1" 針對設(shè)計問題的措施

1）深度參與底盤前期設(shè)計。深度參與底盤的開發(fā)，提前在底盤需求設(shè)計階段進行介入，在設(shè)計之初便將環(huán)衛(wèi)車客戶的需求和上裝改制的需求提前到設(shè)計階段進行綜合考慮，介入對供應(yīng)商的選型和品質(zhì)控制。

2）增加底盤選配。增加底盤配置可選項，對部分底盤性能要求不高的客戶可以選擇低性能版本底盤，降低部分性能指標(biāo)其實完全不影響作業(yè)，但低性能絕非低可靠性；對于性能要求高的地區(qū)針對客戶需求對應(yīng)地選擇底盤配置，以滿足客戶不同的需求。

3）策略定制。優(yōu)化策略方面其實是低成本、落地快，針對客戶的需求進行策略定制，“一景一策”讓客戶享受到定制化的服務(wù)，同時成本增加也很少，該條主要針對控制策略的一體化。

5.2" 針對制造問題措施

1）確保底盤出場前為合格且經(jīng)過一定里程驗證的車輛，車輛到達我司后進一步進行來料檢查和測試，對于入場的二類底盤增加點檢項、增加場內(nèi)路試?yán)锍?、整車出廠前底盤功能再次確認(rèn)等。

2）制定新底盤來料檢查方案，包括整車靜態(tài)檢查和動態(tài)測量。制定測試大綱，動態(tài)測量需要對每款新底盤按照測試大綱進行不低于200km的行車測試。

3）確保上裝改裝期間的工藝流程控制、下線后的每項功能調(diào)試和電器性能均測試到位、出廠前車輛功能再次檢查確認(rèn)。

5.3" 針對售后問題措施

1）普及新能源整車維保及經(jīng)濟性駕駛等相關(guān)知識，建議批量購買設(shè)備的客戶上門做“大講堂”，臺量較小的客戶采用視屏學(xué)習(xí)的形式，加大宣傳力度。

2）補齊售后人員業(yè)務(wù)能力及底盤維修能力短板，繼續(xù)向底盤供應(yīng)商要資料、要培訓(xùn)，如果平時不好要可以基于售后問題去要，在項目開發(fā)底盤選型前期要。

3）建立故障問題診斷庫，錄入售后遇到的所有問題和對應(yīng)的解決措施，當(dāng)售后遇到問題時可以通過關(guān)鍵詞在數(shù)據(jù)庫中查詢，如果出現(xiàn)的是同一故障，即可直接參考解決方案，有利于快速解決問題。

參考文獻：

[1] 甘育源. 新能源環(huán)衛(wèi)車的發(fā)展趨勢探討［J］. 專用汽車，2023（5）：7-9.

（編輯" 凌" 波）

收稿日期：2023-12-06

作者簡介

趙斌良（1980—），男，高級工程師，研究方向為新能源底盤三電控制系統(tǒng)。