新能源汽车电控系统故障诊断与维修策略研究

引言：

从目前新能源汽车的市场趋势看，品牌类型多、企业主体多、创新变革快是市场的鲜明特征，其中多数品牌汽车都具备了车载自诊断系统，在故障诊断时往往是采取车载自诊断系统和专业诊断工具、数据流分析配合的方式，维修时往往是采取模块替换的策略，固然看似体系合理，但却存在着品牌通用性差、技术门槛高、数据安全风险等的问题，相比于油车的完善检修体系，新能源汽车由于受到市场竞争以及技术壁垒等的制约，检修行业的发展以及技术升级还需要不断探索完善。

一、新能源汽车电控系统故障的诊断方法

（一）故障现象观察

新能源车辆有很多故障是有着明显的外在表现的，比如仪表盘会亮起提示灯，动力电池故障、系统故障等都会有指示灯亮起，对照即可定位问题。部分车型故障灯亮起的同时会伴随文字提示，如“ 绝缘故障” 等，可作诊断参考。仪表盘中部分数据的异常也能作为判断依据，比如续航里程骤变、SOC（剩余电量）跳变等，在诊断维修时这类现象都是重要的判断依据。此外，车辆启动状态、行驶异常状态等也都是较为明显的外在表现，比如出现无法启动、限功率、无法加速等现象，基本能快速定位故障点。车辆运行状态一般需进行测试检查，包括测试加速性能、充电功能以及动能回收情况，方向盘震动异常、电机高频啸叫等都能初步对应判断出故障区域。

（二）读取故障码

读取故障码的方法比较多，主要是车载OBD-II 接口读取和使用厂家专用诊断软件两种。基于车载OBD-II 接口比较简单，直接将专用诊断仪或者二通用型OBD-II 扫描工具插进接口即可，然后启动上电，诊断仪即会显示故障信息，如故障发生时的车速以及温度参数，还有当前存储的DTC，即可完成初步诊断。部分4S 店和厂家有合作，可利用厂家专用的诊断软件连接车辆，故障信息读取非常详细，可适用于各类复杂故障诊断分析。比亚迪、特斯拉都有专用软件，读取出来的数据信息包括数据流趋势图、历史故障码。

（三）数据流分析

数据流分析法比较常见，需借助专业仪器，检修人员利用诊断仪可读取车辆的实时数据流，车辆动力电池电压、温度、电流、电机转速、扭矩、控制器状态等都能在数据中直观反映出来，检修人员只需要比照车辆诊断数据流和正常，即可发现异常参数，从而定位原因。比如，单体电压差 >50mV. 、IGBT 温度 >85^∘C. 、电池温差 >5^∘C 等都需要警惕。此外，获取ECU 存储的冻结帧数据还能够了解到车辆的历史数据信息，从电池温度、车速以及电机转速等数据辅助推算，定位故障触发条件。

（四）线路和连接器检查

新能源汽车的线路和连接器发生故障概率较高，直接影响车二两动力输出以及电池管理效率。电控系统的线路和连接器检查包括外观检查、电气参数测量以及连接器专项检测，外观检查比较简单，检查线路有无开裂、破损等。电气参数测量主要需进行导通性测试、绝缘电阻测试仪及电压/电流监测，通常车辆绝缘电阻标准值 >100MΩ ，不符合则存在异常。连接器专项检测除了插拔检查确保接触可靠性之外，还需进行端子压接质量和密封性验证，确保防水连接器和端子压接的性能质量。关键的检查方法有低压信号线路检测和高压线束检测、连接器接触状态评估几种，根据车辆时期情况选用。

（五）部件功能测试

电控系统里面有几个比较关键的部件，在故障诊断时需要进行功能测试，主要是电机控制器的 IGBT 模块和电池管理系统，判断其运行状态是否正常。关于测试方法，一般分为动态测试和静态测试两种，动态测试需要在带电或模拟实际工况下进行监测，以获取实际性能指标，如电池充放电效率、高压互锁（HVIL）响应时间需要动态测试，而电阻值、电容值等

则一般静态测试即可。

二、系能源汽车电控系统故障的维修策略把控

（一）分级维修响应机制

由于新能源汽车电控系统有着集成度高的特征，导致其故障链比较复杂，专业性、安全性要求较高，故障维修中一般需要建立起分级维修响应机制，依据故障类型、紧急程度等划分等级，启动不同处理流程，实现最优解决方案。在分级时一般需遵循“ 安全优先、影响量化、资源匹配、可扩展性” 四大原则，科学评估，因车而异。

分级维修响应机制一般分为三级，一级故障的判定要点是车辆丧失核心功能或威胁人身安全，比如电池热失控预警、绝缘故障等，须立即处理或强制检修，甚至须高级技师携专业设备奔赴现场处理。二级故障一般是车辆行呢嗯或舒适度下降，无失控或安全风险，比如电机效率下降 10%. 车载充电器效率 <85% 等，维修策略包括限制使用和预约及时维修，可短途行驶（ ≤50km ），服务中心备件维修即可。三级故障主要是一些需定期维护项目或潜在威胁的现象，如电池 SOC 估算误差 >3% 、CAN 总线负载率 >70% 以及传感器零点漂移等，做好用户提醒和预防性维护、日志即可即可，下次保养时更换即可。

（二）模块化维修技术

1、电池系统

新能源汽车电池系统的故障维修流程可基于故障码定位展开，在其基础上进行单体电压筛查和均衡仪主动均衡。如必要，还需替换故障模组。以NTC 传感器故障为例，BMS 误报高温可借助传感器替换方案解决故障。

2、电机系统

电机系统故障比较复杂，维修时需进行多重分析测试（驱动波形分析、定子绕组绝缘测试以及花键轴磨损检测），主要维修方法是更换损坏部件。电机系统故障的常见原因是进水导致绝缘失效，一般采取清洗烘干电机和在电机表面涂覆三防漆即可。

3、电控单元（ECU）

电控单元（ECU）维修必须遵循系统性、专业性和安全性的原则，须在故障排查定位的前提下，明确故障子系统，然后采取替换可疑部件再验证的方式。除此之外，还有一种维修方式是校验软件版本和数据备份后，采取刷写最新程序的方法，同样需要验证确保所有参数正常。比如，ECU软件漏洞所导致的充电异常我呢提，升级OTA 修复协议即可有效处置。

（三）预防性维护策略

新能源汽车的预防性维护主要包括主动监测、定期检测以及软件更新，目的在于提前发展潜在故障点，消除隐患，以保障安全性和舒适度，也能降低维修成本。传统的监测方案包括电控系统深度检测 1 次/2 万公里以及ECU 软件补丁的定期推送等，车主应按照要求进行定期保养和检测，按照软件监测及时检修。

三、结束语

总而言之，作为车辆的核心，电控系统的运行状态直接决定了新能源汽车的运行情况，关乎驾驶者、乘车人员以及周围行人的生命安全。由于使用不当或者意外故障，电控系统容易出现各种人为因素或自然因素所导致的故障，在故障诊断和维修时须综合考虑，全方位评估和检查，并采取预防检查和故障维修相结合的方式，保障车辆性能。

参考文献：

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