機(jī)動車電氣系統(tǒng)故障維修技術(shù)的實證研究

中圖分類號：U472.5 收稿日期：2025-05-09 DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.07.030

Empirical Research on Maintenance Technology for Motor Vehicle Electrical System Faults

Tang Hongwei Qu Zhou Jie Li Motor Service Co.，Ltd Quzhou City，Zhejiang Province 32400o，China

Abstract：Thisarticlefocusesonthestudyofabnormalisues inmotorvehicleelectricalsystems.Itexplores variousapplicable maintenancetechniquesfromtheperspectivesoffaultcodes，anomalypreditionndignalanalysis.Thaimistoficientlyidentify potentialrisksintheperationofmotorveicleelectricalsstemsacuratelyppointelocationofomaisprovideectitro bleshotingmeasures，andefectivelystorethelectricalfunctionsofmotoreiclestobeteroperationalstate.Inandlingegine operationabnormalities，earlybateryperformanceasesments，andshortcicuitinvestigations，targetedmaintenancesolutiosare provided，sucefullyeliminatingariouselectricalaomaliesndeficientlyestoringtheelectrcalfunctionsofmotorhicles.

Key words：Motor vehicle;Electrical system;Fault maintenance

1前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動車逐步成為人們常用的代步工具。科技推動汽車快速迭代，車輛的驅(qū)動技術(shù)升級后，在其車輛啟動、前燈照明等位置添加了多個電氣組件，用以保證車輛處于較好的運行狀態(tài)。在電氣系統(tǒng)全面融入機(jī)動車各個位置后，相應(yīng)出現(xiàn)的電氣故障應(yīng)該引起人們的特別關(guān)注。為此，需要消除電氣潛在風(fēng)險，及時給出恰當(dāng)適用的維修方案，保持電氣系統(tǒng)的技術(shù)功能。

2自診斷維修技術(shù)及案例分析

2.1OBD系統(tǒng)介紹

車輛在生產(chǎn)時就配備了車載自診斷系統(tǒng)（OBD），該系統(tǒng)包括如下內(nèi)容：

a.多樣性的傳感器，用于獲取車輛的各類數(shù)據(jù)，具體有發(fā)動機(jī)運行情況、冷卻液狀態(tài)等。

b.車輛控制單元（ECU），該部分作為自診斷程序的重要應(yīng)用程序，持續(xù)獲取各類傳感器反饋的信息，ECU會結(jié)合各類感應(yīng)數(shù)據(jù)，給出控制指令，運行執(zhí)行器。在執(zhí)行器接收控制指令后，能夠調(diào)整車輛的各項數(shù)據(jù)，促使車輛處于安全運行狀態(tài)。若是OBD系統(tǒng)運行中，出現(xiàn)某個程序信號不在標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值域內(nèi)時，ECU會給出故障信號的反饋，形成相應(yīng)的故障代碼，自行記錄在系統(tǒng)中[1]。

2.2維修案例一：發(fā)動機(jī)運行異常

a.案例故障現(xiàn)象描述。車輛開啟點火系統(tǒng)后，發(fā)動機(jī)無任何動作，起動機(jī)未能響應(yīng)，車輛啟動失敗。

b.OBD排故分析。在OBD程序的接口位置，連接車輛故障分析程序，獲取OBD程序內(nèi)記錄的各項代碼，從中提取異常代碼段“P0340”，代碼含義：凸輪軸區(qū)域裝置的傳感設(shè)備存在線路異常情況。結(jié)合該代碼指出的故障問題，分析在凸輪軸四周方位的傳感器，可能存在設(shè)備組件功能異常、連接線路損壞等故障問題。測定異常范圍的電壓數(shù)據(jù)為\"-2V”，對照標(biāo)準(zhǔn)參數(shù) ^*0.5～4.5V^， ，確定該處傳感器存在異常。

c.維修處理。查看該處傳感器的接線規(guī)范，通過測量儀器獲取傳感器接線各處的電阻參數(shù)，排查線路異常。經(jīng)實際測量發(fā)現(xiàn)：該處傳感器接線規(guī)范，各處電阻測值無異常表現(xiàn)，可排除線路損壞問題。選擇新的傳感器，依照正確的接線方法，重新連接新設(shè)備，運行發(fā)動機(jī)后，成功排除異常。在傳感器更換后，獲取系統(tǒng)運行代碼，并未發(fā)現(xiàn)異常代碼段，車輛處于正常的啟動狀態(tài)，因此排故成功。

3預(yù)測維修技術(shù)及案例分析

3.1預(yù)測異常的技術(shù)方法

a.數(shù)據(jù)采集。利用各類傳感器，持續(xù)動態(tài)獲取機(jī)動車電氣程序各處的感應(yīng)數(shù)據(jù)，具體包括電池剩余電量、電機(jī)運行狀態(tài)等。在傳感器高頻率獲取車輛電氣程序相關(guān)信息的技術(shù)環(huán)境中，積累較多的實時數(shù)據(jù)，便于開展數(shù)據(jù)預(yù)測分析。

b.數(shù)據(jù)分析。對采集的各類數(shù)據(jù)，開展分類、去冗等處理。從較多的感應(yīng)信息中，提取存在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的特征數(shù)據(jù)，判斷一段時間范圍內(nèi)電池用量的消耗情況，查看電機(jī)電流參數(shù)的變動情況。

c.使用監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，引入智能技術(shù)，整合往期異常信息和正常工況的電氣程序的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別創(chuàng)建訓(xùn)練樣本集合，以此搭建電氣程序異常問題提早預(yù)測的模型。對該模型開展多次數(shù)據(jù)分析、樣本數(shù)據(jù)優(yōu)化等，便于更精準(zhǔn)地判斷感應(yīng)信息的未來變動方向。參照實時獲取的數(shù)據(jù)，提早預(yù)測電氣系統(tǒng)在未來時段內(nèi)可能出現(xiàn)的異常問題。

d.針對實時獲取的電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行提早異常預(yù)測分析。預(yù)測模型會參照實時獲取的數(shù)據(jù)，對照往期故障數(shù)據(jù)庫的信息，給出預(yù)警判斷內(nèi)容，便于維修人員及時獲取電氣系統(tǒng)內(nèi)存在的潛在風(fēng)險，制定對應(yīng)的維修方案。在預(yù)警內(nèi)容中，展示的信息包括：將要出現(xiàn)異常的部件、可能出現(xiàn)的故障類型、預(yù)計實際發(fā)生異常的具體時間點等。結(jié)合預(yù)測故障的分析結(jié)果，運維人員采取有效的風(fēng)控措施，及早排除異常[2]。

3.2維修案例二：電池功能預(yù)警

a.電池異常分析。在機(jī)動車運行時間持續(xù)增加的情況下，電池容量消耗量逐漸增多，單次充電時間會有變動，致使單位時間的續(xù)航里程變小。在電池性能變化較大時，可能會出現(xiàn)車輛啟動的相關(guān)問題，從而弱化了車輛運行功能。

b.預(yù)警反饋過程。利用電池管理程序，獲取機(jī)動車內(nèi)電池的相關(guān)數(shù)據(jù)，具體包括運行電壓、充電時間等。聯(lián)合運行車載傳感設(shè)施，獲取車輛運行中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，具體包括行車速度、單位時間內(nèi)車輛啟動次數(shù)等。利用時間序列分析技術(shù)，綜合判斷電池相關(guān)數(shù)據(jù)的運行情況，分析電池內(nèi)阻的變化方向。聯(lián)合使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法，引入其中的隨機(jī)森林算法，選擇電池往期異常數(shù)據(jù)、正常工況數(shù)據(jù)，分別作為模型分析的樣本集合，創(chuàng)建電池異常的提早分析模型，用于推測電池剩余可用時間。該模型分析結(jié)果：電池剩余時間小于 10% ，給出提早警報信息，指導(dǎo)維修人員查看電池情況，給出必要的修復(fù)處理。利用均衡充電法，適當(dāng)增加電池可用時間。表1所示為電池功能預(yù)測維修技術(shù)的數(shù)據(jù)記錄情況。

表1電池功能預(yù)測維修技術(shù)的數(shù)據(jù)記錄情況

針對電池功能的提早警報情況，確定各類異常處理的緊急程度。對于持續(xù)警報內(nèi)容要優(yōu)先處理，制定有效的維修方案，防止異常問題繼續(xù)出現(xiàn)。

c.處理電池可用時間少的問題。 ① 更換性能較好的電池。選擇與原電池相同品牌、同等容量的新品，給予更換處理。保證更換操作規(guī)范，防止出現(xiàn)安裝失誤等問題。 ② 改進(jìn)充電方案。在裝入新電池后，創(chuàng)建全新的電池使用體系，有效控制電池用量。在使用電量 70% 280% 時，即可安排充電。選擇與電池適配率較高的充電設(shè)施，在 20～30^eC 溫度環(huán)境下進(jìn)行充電，防止充電設(shè)施受到環(huán)境溫度的干擾。在充電完成時，需要及時斷開充電設(shè)施，嚴(yán)防過充問題。

d.處理電池內(nèi)阻異常的問題。 ① 查看電池內(nèi)的液位情況。電解液容量較小時，可適當(dāng)添加專用補(bǔ)充液。修復(fù)完成時，開展長時間的充電處理，有效利用電解質(zhì)優(yōu)化電池的各項功能。 ② 檢查電池內(nèi)部，查看各部分連接狀態(tài)。對于存在腐蝕問題的部件，采用砂紙打磨等處理措施，去除部件表層形成的腐蝕成分。打磨完成時，添加導(dǎo)電膏，以此控制電阻參數(shù)。各項處理完成，再次測定電池數(shù)據(jù)，成功處理內(nèi)阻測值突增異常問題。

e.處理電壓異常的問題。 ① 充電。采取充電措施，查看充電時段內(nèi)的電壓變動范圍。在充電過程中，該電池電壓并未出現(xiàn)異常變化情況。在充電完成時，持續(xù)觀察3h，電壓測值處于正常范圍內(nèi)。由此推斷：在“提早警報”中測出的電壓小幅度下降問題，可能是電池內(nèi)電量不足引起的。 ② 漏電分析。在充電完成時，查看車輛漏電情況。利用萬用表獲取車輛靜態(tài)電流的測定結(jié)果。經(jīng)實測確定，靜態(tài)電流參數(shù)變動范圍符合規(guī)定要求，確定該車輛不存在漏電問題。 ③ 改進(jìn)負(fù)載管理方案。查看車輛相關(guān)電氣設(shè)施的運行狀態(tài)，給出改進(jìn)方案。對于運行次數(shù)較少、功率較高的電器，避免與其他設(shè)備同步運行。

4信號分析維修技術(shù)及案例分析

4.1示波器技術(shù)

示波器運行中，能夠有效處理電信號，最終以波形狀態(tài)展示測定結(jié)果。該設(shè)備中載入信號后，會給出多樣性的信號處理，具體包括：“信號放大”“信號采集”等。在信號展示中，從時間序列角度出發(fā)，展示信號變動的波形。在測定機(jī)動車電氣程序中，該設(shè)備的適用性較強(qiáng)，可用于測定傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備的運行情況。利用示波器的信號變動反饋信息，便于維修人員判斷各部分功能狀態(tài)。若是波形存在明顯異常，如較長時間無變化、波動幅度超出常規(guī)范圍等，可推測被測設(shè)備存在異常問題。結(jié)合具體的測定數(shù)據(jù)異常表現(xiàn)，綜合確定異常類型[3]。

4.2維修案例三：處理短路異常

a.短路異常。在機(jī)動車運行中，其電氣程序短路的異常率較高，這是因為線路內(nèi)電流參數(shù)變動量較大，致使保險絲斷開，引起電器元件處于高溫受熱狀態(tài)，嚴(yán)重時引起電器元件功能損壞。

b.信號分析。排查可能存在短路的線路，對其開展檢測工作。在異常線路兩側(cè)，分別利用萬用表獲取其電阻測值。此線路兩處的電阻實測結(jié)果較小，幾乎為零，因此確定該線路存在異常。利用示波器測定該異常線路，分別測定保險絲、電器元件等點位。查看示波器反饋的電壓波動狀態(tài)，對于突降至零或波動幅度較大的波段，逐一記錄異常測點，以此明確線路異常的精準(zhǔn)位置。示波器波形數(shù)據(jù)的記錄情況見表2。

表2示波器波形數(shù)據(jù)的記錄情況

c.處理保險絲位置短路問題。 ① 對線路損壞情況，采取截斷措施，去除損壞部分的線路，并連接功能完好、防護(hù)到位的線路。在新線路連接期間，應(yīng)選擇同等規(guī)格的線路，確保連接操作規(guī)范。當(dāng)連接完成時，在連接點添加絕緣防護(hù)設(shè)施，切實保證修復(fù)效果。 ② 對于保險絲斷開的情況，應(yīng)選擇性能數(shù)據(jù)相同的保險絲，給予更換處理，有效防止可能發(fā)生的電氣故障[4]。

d.處理尾燈接線點短路問題。 ① 對于接線位置存在連接不牢固的情況，可給予夾緊處理，恢復(fù)接線狀態(tài)[5]。 ② 對于接線位置的性能變化情況，采取砂紙打磨處理方法，清除線路表層形成的氧化成分，使線路保持較好的導(dǎo)電功能。打磨完成，配合使用導(dǎo)電膏，以此降低氧化概率[6]。

e.處理效果。各處短路問題處理后，重新運行示波器，測定各處信號，保險絲、尾燈兩處的測定波形平緩，有效消除短路異常[7-8]。

5結(jié)語

在當(dāng)前車輛中，電氣系統(tǒng)的異常問題類型較多，需要利用有效的故障測定措施，高效確定異常類型，提早發(fā)現(xiàn)異常趨勢，開展針對性的維修處理，有助于保證維修工作的有效性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

湯洪衛(wèi)，男，1975年生，工程師，研究方向為機(jī)動車維修、新能源汽車銷售與服務(wù)、維修工培訓(xùn)等。。