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2017年新能源汽车服务技能大赛回顾

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专业敬业的大赛裁判员和技术支持人员为大赛喝彩

中职组拆装动力电池赛场

大赛严格的考核内容与标准 选手认真有序的操作 引起观摩队伍的极大兴趣

中职组赛项说明及比赛结果分析

一、动力电池更换

题目来源背景:

动力电池包更换作业来自于北汽新能源汽车维修企业实际作业项目。动力电池在使用过程中用户反应“车辆充电时会很快充满电,使用时又很快显示电量不足,续航里程下降”。这种情况需要用动力电池诊断仪对电池包技术性能进行诊断,诊断结果往往是要对动力电池作补电均衡;这时维修人员要把动力电池包从车上拆卸下来,送到电池维修车间维修,维修后送回再由维修人员复装到车上,这是一个标准化的作业流程。

动力电池更换作业包括十个重要工作:

1维修场地设施安全设置与检测(车间还要有消防设施)、人身防护用品检测与佩戴、测量仪器仪表检测、车辆停放位置检查、车辆维修前防护设置、车内钥匙挡位手刹等检查;

2用新能源车辆专用诊断仪调取故障码,清码后再次调取故障码,判断车辆存在哪些故障,并做记录。

3对车辆进行高压断电,包括验电、放电、再验电,确保人身和设备安全;

4使用举升机举升车辆;

5使用动力电池举升车,拆卸动力电池总成,对动力电池总成外观检查清洁,送修,对动力电池舱室检查;

6动力电池维修送回后复装前,对动力电池总成作绝缘检测和等电位检测,

7用动力电池举升车把动力电池总成在车身上复装,

8复装后对动力电池总成与车身做等电位检测;

9移出动力电池举升车、对拆下的动力电池高压线缆和低压控制线束复装;降下车辆,连接低压控制回路,对车辆上电,仪表屏显示READY

10用新能源车辆诊断仪调取故障码,清码后再次调取故障码,无故障码后可以交付用户,并做记录。


从选手完成任务过程看选手对维修场地设施检查、人身防护用品检测、车辆停放位置检查、车辆维修前防护、车辆钥匙位置挡位手刹等检查比较熟练。用新能源车辆诊断仪调取故障码,清码后再次调取故障码,判断车辆存在哪些故障,并做记录基本正确。对车辆进行高压断电,包括验电、放电、再验电,完成很好。用举升机举升车辆;用动力电池举升车并拆卸动力电池总成,对动力电池总成外观检查,完成很好。对拆下的动力电池高压线缆和低压控制线束复装;移出动力电池举升车、降下车辆,连接低压控制回路,对车辆上电,仪表屏显示READY;用新能源车辆诊断仪调取故障码,清码后再次调取故障码,无故障码后可以交付,并做记录。做的也不错。


出现问题较多的地方有对仪器仪表初始检测不会或者应付了事,万用表测电阻前应“校表”,选电阻档把正负表笔搭接,读出数值,有的数字万用表显示的数值不是“0”要记录下。一些选手检验万用表电阻档时,随便一看就报出“仪表正常”,这是在糊弄自己;不知道裁判在关注这个打分点;校验万用表电压档工作正常时,要求选手把万用表调到电压档,把正负表笔搭在12V电瓶正负极上测试电压,验证万用表测试电压正常。放电工装使用前也要求在12V电瓶正负极上验证是否放电正常。大部分选手按照要求做了验证,少数选手只是把表笔在12V电瓶上比划一下,读数都不看,就报正常,这种心态要改正。存在问题较多的是往车上复装动力电池总成之前,要求对动力电池总成作绝缘检测和等电位检测。动力电池从电池维修车间送来后,应进行高压插件正极对外壳绝缘检测、负极对外壳的绝缘检测;应进行高压插件屏蔽层对动力电池总成铸铝底壳的等电位测量。不少选手忘记了绝缘检测和等电位检测。

绝缘检测和等电位检测相比传统燃油车来讲是新的检测内容。有些学校可能对这些教学内容不熟悉,实操训练实效不够好,今后应加以解决。

绝缘检测和等电位检测合格后用动力电池举升车把动力电池总成在车身上复装,复装后对动力电池总成与车身做等电位检测。这是验证动力电池总成壳体与金属车身可靠等电位联结,一是保证万一动力电池漏电确保人身安全,二是确保整车电磁屏蔽完好可靠,这个检测是不同于传统燃油车的地方。


绝缘检测对于多年作内燃机汽车教学包括维修技术人员来讲,是一个容易忽略的作业项目。传统燃油汽车通常使用12V(24V)电源,使用电流除了启动瞬间起动机用200A-300A的电流外,其他运行时间使用电流并不大。北汽新能源的纯电动汽车至少要是用300V-400V直流电,电流强度可达到100A以上,因此高压直流母线对车身地绝缘性能尤为重要,要求500Ω/V以上。

在比赛时一些选手没有认真测量绝缘阻值,或是测量点不对,或是绝缘表档位选用不对,或是读数不认真,只是报出“合格”,实际上为了“快”并没有认真读屏幕示值。

等电位检测有两方面的意义,一是人体可接触的导电体(不一定带电),如果接触部分之间电阻为“0”,则即使有漏电发生,人体可接触的地方电位相等,不会对人身造成伤害。通常把电气部件外壳用良好导线连接起来,使电阻接近“0”称为等电位联结。检测时用万用表电阻档测量不同点之间的电阻值来判断,在万一漏电时情况下是否等电位?二是动力动力电池总成壳体、高压母线屏蔽层、其他高压部件壳体通过等电位联结,可以有效屏蔽电磁干扰,这一点对于电动汽车尤为重要。电动汽车低压控制的传感器信号、CAN通讯信号比较弱小,容易受到外界和车辆本身变化的高压电流产生的电磁信号干扰影响,所以必须检测高压部件外壳的等电位。当然电磁防护还有很多其他措施,这里只是其中一部分措施。

从选手完成任务时间看:大部分选手能够在40分钟内完成作业任务,最快35分钟结束。个别选手紧张慌乱,平地自己脚下绊倒自己,大约是平时训练时间短,比赛经验不足所致。

二 纯电动汽车空调制热系统故障排除

题目来源背景:

汽车空调系统包括冷风和热风,北汽新能源纯电动汽车空调制冷系统与传统内燃机汽车的空调系统基本相同;热风由于没有原来的发动机冷却系统的热源,因而采取电加热的方式。北汽新能源纯电动汽车空调暖风热源来自于使用高压直流电的PTC加热器,制热系统故障时冬季来临时报修较多的工作任务,这是与传统内燃机汽车相比截然不同的独立系统,职业院校教学中应给与足够重视。

任务单上描述空调压缩机和PTC都不工作,要求排除故障;排除故障后对PTC高压回路上的器件进行检测。目的是考核选手对制热系统控制策略的掌握和控制条件的理解,诊断故障时选手首先要读懂电路图,然后找到相关元器件的检测位置和接插件接脚号,选对仪表和挡位以及插件连接线,测出数值和计量单位。


新能源纯电动汽车制热由PTC加热器完成,加热能源来自于动力电池350V左右的直流电,功率可达3.5kw。PTC加热高压回路:来自动力电池总成的直流高压正极的电流经过PDU内部的导电排、PTC熔断器,进入PTC后分别进入加热电阻A组和B组,A组、B组电流通断由PTC控制器(PDU内部)上的MOS器件控制,是否流回动力电池负极。A组、B组被MOS控制是否通断条件有以下几个:PTC控制器必须有12V直流电压,此12V电压由空调压缩机继电器控制,并有保险保护。此外还有环境温度传感器(当环境温度≧35℃时,PTC不工作);PTC本体温度传感器测量到本体温度没有超过允许值;车内仪表台上AC开关被按下且冷热模式选择调到制热功能;空调鼓风机正常工作。这些条件满足后,PTC的控制器件MOS打开A、B加热电阻回路通道进行加热,加热功率由空调控制器到PTC控制器的CAN线通讯调节。

本次空调制热系统故障设在空调继电器触点损坏开路和保险短路两个故障串联导致PTC得不到12V直流电而不工作。

从比赛过程选手排除故障思路来看:

一些选手对在仪表板面上调出制热界面启动制热的操作不熟练;对空调制热的控制策略不太熟悉;对制热控制条件及其相关元件所在位置不熟悉;对低压12V继电器和保险串联形成的故障检测方法不熟悉,占用很多时间,后续任务没时间完成所给任务。

用电流钳测量PTC工作电流只有几个选手做了,大部分选手没时间做或者不会检测。用电流钳测量高压部件工作电流对于电动汽车来讲是一种简洁、方便、有效的分析判断方法;传统燃油车用电流钳测量机会不多,在电动汽车维修时会使用较多,应引起职业院校教学内容和教学标准设计时给以关注。

这些不足反映出:由于纯电动汽车空调电加热技术对职业院校是新的内容,在日常教学中关注不够,实操练习欠缺。选手对电路图即使会读,但没有在实车上找到相关元件,尤其没有对照电路图,实际检测具体接脚的电压、电阻、电流值,因此在比赛中感到困难。



高职组赛项说明及比赛结果分析

一、 纯电动汽车充电故障

   任务单上描述车辆在交流慢充桩(充电模式3)充不上电,同时给出一个完好的移动充电桩(充电模式2充电器),要求排除故障。

车辆不能充电是新能源纯电动汽车使用过程中可能发生的故障。充电故障可能出在车辆上:从车辆慢充座、慢充线、车载充电机、慢充熔断器、动力电池高压线缆,或者车载充电机低压控制部分;也可能出在交流慢充桩上:慢充桩220V电路及控制、慢充桩与车载充电机的连接和引导控制部分;还有可能故障出在充电枪上。选手看懂任务单后,首先要用充电模式2判断车端是否存在充电故障,并排除故障;然后在排除慢充桩故障。所有充电故障排除后用诊断仪调取故障码、清故障码、再次调故障码,没有故障后交付车辆。

北汽新能源纯电动汽车慢充控制条件 包括动力电池总成温度、动力电池总成电量SOC值、蓄电瓶12V对车载充电机常供电、车载充电机对整车控制器发出的12V唤醒信号以及后续对动力电池、车辆仪表、DC/DC 的唤醒信号;有些车辆还受远程开关控制(本次比赛用车没有远程开关)。  

本次比赛车端故障点设置在慢充唤醒保险处,本应使用5A保险片,设置为3A且已经断开的保险片。充电机需要的12V常供电正常,唤醒电路保险前12V可以测量到,选手检测到3A保险断开后,应查电路图看到应用5A保险,向裁判领取5A保险更换,即可排除故障。但是有些选手不看电路图,向裁判领取3A保险,导致失误,有些可惜。

桩端故障设置在桩、枪、车载充电机之间的CP引导信号处,慢充桩没能发出占空比信号,车载充电机接收不到到占空比信号,自然不能在引导到电路捡测点上出现9V、6V、9V信号,导致充电桩与车载充电机握手失败。选手用万用表在充电桩CP捡测点用占空比档位测量不到9V左右占空比信号,只能测到12V信号,表明充电桩没有跳转到发出占空比信号,此时向裁判说明情况,裁判解除故障,即算排除故障成功。

有些选手对慢充连接确认过程,对连接引导过程不太清楚,对车端车载充电机等控制策略不大清楚,造成排除故障困难。这是各个院校今后教学需要改进的地方。与传统燃油汽车不同,燃油汽车维修项目不会涉及到加油站,电动汽车维修充电故障就会涉及到充电站、充电桩,今后充电桩维护会成为重要的工作岗位。

慢充线缆测量应该用万用表电阻档、表笔+延长线,把慢充线缆从车载充电机拔出,在车辆充电座和充电插件之间,依依测量L、N、PE、CC、CP各条电线阻值,都少Ω?很多选手用导通档(二级管档)测档量,蜂鸣器一响就报出完好导通。比赛要求测出阻值,不是通断那么简单;比如慢充线L、N线是动力线缆,3.3kw\220V充电机通过电流15A,如果6.6kw充电机将是30A电流,线缆电阻大必然发热导致事故。PE、CC、CP线是信号传输线,其电阻值如果过大必然造成测量点电位失真,所以不能简单用蜂鸣声判断测量。

通常常用的万用表导通档测线路导通,即使线路上有30-50Ω电阻,蜂鸣器也会响;显然慢充线上存在这么大的电阻是不允许的,所以用测出阻值并作记录才正确,大赛所用的万用表在导通档进行测量时是能够测出电阻值,而不是常规万用表的电压降。

另外要求导线电阻尽量小,尽量减小流过电流造成的发热;比如60A电流流经1Ω的电阻10分钟,产生的热功可达到I2Rt=60x60x1x10x60=2.16x106J。(1ws=1J)1度电即1kwh=3.6x106J,  2.16x106÷3.6x106=0.6kwh ;相当于0.6kwh消耗做功,发热非常严重,必须减小导线电阻。

在比赛作等电位测量时,选手读表不准确,有的选手报出的单位不是多少“欧姆”,而是多少“安”、多少“伏”;今后各校要加强理论知识的教学和实际测量的训练。

二 高压回路绝缘故障排查

任务单描述:

车辆无法启动,仪表显示有高压系统故障,请检查并彻底排除故障。要求对高压系统部件绝缘测试并更换故障元件、然后对高压部件作等电位测试、高低压互锁测试记录。

任务来自于电动汽车浸水后仪表显示绝缘故障、动力电池断开、通讯故障,车辆不能启动。车辆高压系统出现绝缘故障,整车控制器必然断开动力电池,通讯系统不能通讯,这两个故障提示符号先不必管它,首先对高压回路作断电、验电、放电、再验电操作,对高压线缆和接插件分别作绝缘检测,找出绝缘故障出在哪一部位,确定故障元件后向裁判申请新的部件,检测后更换新部件。通常更换完好的部件后,绝缘报警提示消失后,动力电池断开符号、通讯故障符号也随之消失。

比赛过程中,选手对高压接插件拆装不够熟练,平时训练不够。有些选手对高压线缆在什么部位测绝缘?绝缘表选什么档位测绝缘?绝缘表如何使用等不熟练,实际操作训练不够。少数选手判断出绝缘故障线缆并且更换了新的线缆,有的选手找到了故障线缆,但是没有向裁判提出更换请求,的确有点可惜;疑似高职学校日常训练偏重书本上的理解,忽视实际动手训练,没有养成真正完成维修任务的习惯;满足于“知道就行了”。


 

高职选手对机舱内高压部件壳体和高压线束屏蔽层等电位测量不够熟悉,对高压线缆屏蔽层如何在内部与接插件固定螺栓连接在一起?整个高压回路的线缆屏蔽层与高压部件壳体如何形成等电位联结不了解,导致不知如何测定电位?为什么要测等电位?

高低压互锁功能检查只有少部分选手完成,他们知道高低压互锁回路走向,知道可以从VCU端子出测出全部互锁回路对地是否导通?也有选手知道如何在不同插件的互锁线接脚上测出12V电压并在另一接脚测出对地导通电阻。这些选手在本校通过指导教师训练,已经做的比较熟练了。

个别选手参赛过程比较随意,没有认真读任务单,很快找出故障线束就自己终止操作,后续项目放弃完成,丢失大量分数;有个别选手不能按照裁判提示佩戴绝缘手套,随意性较大,要引起注意!

总体分析来看,高职选手读电路图较快,但没有训练在车上确定相关元器件、传感器、继电器、保险在什么地方?用什么仪表、什么辅助端子线测量?实际测量训练不多,导致排查故障困难。

 

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