通过大赛看新能源汽车职教发展——2017新能源汽车服务技能大赛过程分析报告

文：岳昇

本次大赛是“北汽新能源杯”全国职业院校新能源汽车服务技能大赛举办的第二届，与上届一样，大赛赛项均为团体赛，分为中职（含技工类院校）和高职（含高专）两个组别。每组各有2个实操项目。其中，中职组赛项为：新能源汽车动力电池总成更换、新能源汽车电气系统（空调制热）常见故障诊断与排除；高职组赛项为：新能源汽车充电系统常见故障诊断与排除、新能源汽车高压系统常见故障诊断与排除（绝缘故障）。可以说，中、高职组比赛项目内容既延续了上一届的主要内容，又在上一届的内容和要求上有了增加和提高。像新能源汽车电气系统故障诊断和排除以及充电系统常见故障诊断和排除的赛项，操作内容和考核要点都与上一届有所不同。

经过统计，本次大赛的4个赛项最高分都高于90分。其中，高压系统绝缘故障诊断与排除的最高分达到98.5分，选手普遍表现出较高的技能水平，这些都是选手们努力的结果。最重要的，本次大赛的选手们都具有良好的安全意识，全部赛程中没有发生一起安全事故。

在本次大赛前，曾经对中职组和高职组的参赛队分别做了一周的赛前培训，对赛项和要点作了说明，并安排参赛队选手就车训练。这次培训为那些没有开办新能源专业或者不具备实训条件的院校提供了方便，为选手们在比赛中取得好成绩打下了基础。

赛前培训过程中笔者感觉到，各个学校非常重视新能源汽车技术的教学创新，但是在师资队伍建设、教学内容选择和教学标准制定等方面还有困难，都处于探索阶段。特别是对于新能源汽车维修作业的特点、典型作业的标准流程，参训院校基本上都不熟悉、不清楚。所以他们非常想了解应如何搞好本校的新能源汽车技术课程建设，很愿意通过培训和参赛，加深对新能源课程建设以及专业建设的理解。

本次大赛邀请了没有参赛的学校老师来比赛现场观摩，得到了积极反响，比赛现场观摩老师认真、有序观看比赛、悄声探讨，给人留下深刻记忆。下面笔者就本次大赛的各个赛项设置、考核要点以及选手们的现场表现逐一分析，供广大职业院校师生及关注新能源汽车职业教育和售后服务的业内人士参考。

一、新能源汽车动力电池总成更换（中职组）

1.赛项来源背景

动力电池的更换作业来自于北汽新能源汽车售后服务企业的实际作业项目。纯电动汽车在使用过程中，用户反映“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动力电池的技术性能进行诊断，而诊断结果是要对动力电池作补电均衡（由于客户对动力电池特性不了解，长时间连续使用快充，或长时间停放等使用不当问题，导致动力电池性能下降）。这时维修人员要把动力电池从车上拆卸下来，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。

2.考核要点及学生表现评析

在动力电池更换作业的赛项中，以下10个工作步骤是非常关键的考核点。

①对维修场地设施进行安全设置与检测（车间还要有消防设施）；对人身防护用品检测与佩戴；对测量仪器仪表进行检测；对车辆停放位置、车辆维修前防护设置以及车内钥匙位置和驻车制动等进行检查。

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；对动力电池外观检查、清洁及送修；对动力电池舱室检查。

⑥动力电池维修送回后，在复装前对电池包做绝缘检测和等电位检测。

⑦用动力电池举升车将动力电池复装在车身上。

⑧复装后对动力电池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。

从该赛项的任务完成过程来看，上述10个步骤中，大部分选手对于大多数的比赛任务都完成得很好。出现问题较多的集中在以下几个方面。

很多选手对仪器仪表的初始检测不会或者应付了事，万用表测电阻前应“校表”，即选择电阻挡，将正负表笔搭接，读出数值。如果万用表显示的数值不是“0”，需要做记录。一些选手在检验万用表电阻挡时，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。

在校验万用表电压挡工作正常时，要求选手把万用表调到电压挡，把正负表笔搭在12 V蓄电池正负极上测试电压，验证万用表测试电压正常。放电工装使用前，也要求在12 V蓄电池正负极上，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12 V蓄电池上比划一下，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电池包之前，对动力电池做绝缘检测和等电位检测。按照实际工作要求以及比赛考核要求，动力电池从电池维修车间送回后，应进行高压插件正极对外壳的绝缘检测、负极对外壳的绝缘检测，还应该进行高压插件屏蔽层对电池包铸铝底壳的等电位测量。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在车身上复装，复装后对动力电池与车身做等电位检测。这是验证动力电池壳体与金属车身可靠等电位联结，一方面是在动力电池万一漏电时确保人身安全，另一方面是确保整车电磁屏蔽完好可靠。

绝缘检测对于多年从事内燃机汽车教学或者维修的技术人员来讲，是一个容易忽略的作业项目。传统燃油汽车通常使用12 V（24 V）电源，使用电流除了起动瞬间起动机用200～300 A的电流外，其他运行时间的使用电流并不大。纯电动汽车运行时，一般使用300～400 V的直流电，电流强度可达到100 A以上，因此高压直流母线对车身的绝缘性尤为重要，要求在500 Ω/V以上。

等电位检测有两方面的意义，一方面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 Ω，则即使有漏电发生，由于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 Ω，这称为等电位联结。检测时用万用表电阻挡测量不同点之间的电阻值来判断，在万一漏电时是否等电位。另一方面，动力电池壳体、高压母线屏蔽层以及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。

比赛中很多选手要么忘记做绝缘检测和等电位检测，要么没有认真测量绝缘阻值，或是测量点不对，绝缘表挡位选用不对。还有些选手读数不认真，只是报出“合格”，实际上为了图快并没有认真读屏幕示值。不少学校对绝缘检测和等电位检测相关的教学内容不熟悉，实操训练实效不够好，今后应加强这方面的学习和实训。

二、新能源汽车电气系统常见故障诊断与排除（中职组）

1.赛项来源背景

中职组新能源汽车电气系统常见故障诊断与排除的作业内容，是纯电动汽车空调系统制热功能的故障排除。汽车空调系统包括制冷和制热，北汽新能源纯电动汽车的空调制冷系统与传统内燃机汽车的空调系统基本相同。由于没有原来的发动机冷却系统的热源，北汽新能源纯电动汽车空调暖风热源来自于使用350 V左右高压直流电的PTC加热器，功率可达3.5 kW。制热系统故障是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。

来自动力电池正极的直流高压电流经过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。MOS控制A组、B组是否通断的条件包括：PTC控制器必须有12 V直流电压，此12 V电压由空调压缩机继电器控制，并有熔丝保护；环境温度传感器信号（当环境温度超过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；车内仪表台上空调开关被按下且选择暖风模式；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。

2.考核要点及学生表现评析

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。

空调制热系统故障设置为：空调继电器触点损坏开路以及熔丝断路，这2个故障串联导致PTC得不到12 V直流电而不工作。

在该赛项比赛中，选手出现的问题主要集中在：对于在仪表信息显示屏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12 V继电器和熔丝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。另外，用电流钳测量PTC工作电流的步骤只有几个选手做了，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。传统燃油车使用电流钳测量机会不多，在电动汽车维修时会使用较多，所以职业院校在设计教学内容和教学标准时，应对此给予关注。

一些选手会读电路图，但没有在实车上找到相关元件，所以根本无法对照电路图检测具体部件接脚的电压、电阻和电流值，因此比赛感到非常困难。这是由于纯电动汽车空调电加热技术对职业院校是新的内容，很多教师在日常教学中对这方面的内容关注不够，或者教学能力不足，学生的实操练习欠缺所导致。

三、新能源汽车充电系统常见故障诊断与排除（高职组）

1.赛项来源背景

该赛项的作业任务是，纯电动汽车在交流慢充桩（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汽车使用过程中经常发生的故障。产生充电故障的原因一般有3种：一是可能出在车辆上，如车辆慢充座、慢充线、车载充电机、慢充熔断器和动力电池高压线缆，或者车载充电机低压控制部分；二是可能出在交流慢充桩上，如慢充桩220 V电路及控制，或者慢充桩与车载充电机的连接和引导控制部分；三是可能出在充电枪上。

北汽新能源纯电动汽车慢充控制条件包括：电池包温度、电池包电量SOC值、蓄电池12 V对车载充电机常供电、车载充电机对整车控制器发出的12 V唤醒信号以及后续对动力电池、车辆仪表和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）。

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；然后再排除慢充桩故障。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。

2.考核要点及学生表现评析

本次比赛中，车端故障点设置在慢充唤醒熔丝处，本应使用5 A熔丝，但故障设置为3 A且已经断开的熔丝。充电机需要的12 V常供电正常，唤醒电路在熔丝前可以测量到12 V电压。选手检测到3 A熔丝断开后，需要查看电路图并能确认应该使用5 A的熔丝，向裁判领取5 A熔丝更换，即可排除故障。但是有些选手不看电路图，向裁判领取3 A熔丝，导致失误，有些可惜。

桩端故障设置在充电桩、充电枪和车载充电机之间的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检测点上出现9 V、6 V和9 V的信号，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检测点用占空比挡位测量不到9 V左右的信号，只能测到12 V信号，表明充电桩没有跳转到发出占空比信号。此时选手向裁判说明情况，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挡、表笔和延长线。把慢充线缆从车载充电机上拔出，在车辆充电座和充电插件之间，依次测量L、N、PE、CC和CP各条线的阻值。很多选手用蜂鸣器测量，蜂鸣器一响就报出完好导通，这是错误的。比赛要求测出阻值，不是通断那么简单。

比如慢充线L线和N线是动力线缆，以3.3 kW220 V的充电机充电，电缆的通过电流15 A，如果6.6 kW的充电机充电，电流则达到30 A，如果线缆电阻大，则必然发热导致事故。另外PE、CC和CP都是信号传输线，其电阻值如果过大，必然会造成测量点电位失真。通常万用表蜂鸣器测线路导通，即使线路上有30～50 Ω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。

对于充电枪检测，要求短时人为触动解除锁止按键3次（每次不超过4 s），不影响充电进行；长时间（超过4 s）人为触动解除锁止按键一次，应停止充电。这是为了避免随机误操作而断开充电采取的控制策略。有些选手不知道有此项检验方法。

在比赛中做等电位测量时，一些选手读表不准确，甚至有的选手报出的不是电阻单位“欧姆”，而是误报为电流单位“安培”或电压单位“伏特”。这些都属于基础理论知识，今后各院校应该加强理论知识的教学和实际测量的训练。

四、新能源汽车高压系统常见故障诊断与排除（高职组）

1.赛项来源背景

该赛项考察的是高压回路绝缘故障排查。作业任务是，车辆无法起动，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、动力电池断开以及通讯故障，车辆不能起动。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，各控制系统不能通讯。这2个故障提示先不必管它，首先对高压回路做断电、验电、放电和再验电操作，对高压线缆和接插件分别做绝缘检测，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，动力电池断开和通讯故障的提示也随之消失。

2.考核要点及学生表现评析

比赛过程中，不少选手们对高压接插件拆装不够熟练，有些选手甚至对在高压线缆的什么部位测绝缘、绝缘表选什么挡位测量以及如何使用绝缘表等不熟练，明显可以看出他们平时这方面的实际操作训练不够。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，丢分实在有点可惜。从参赛选手们的表现看，高职院校的学生更偏重书本上的理解，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”。

另外，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，导致不知如何测等电位，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端子处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12 V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，已经做得比较熟练了。

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，这在今后的学习和训练中要引起注意。

总体分析来看，高职选手读电路图较快，但对于在车上确定相关元器件、传感器、继电器以及熔丝在什么地方，使用什么仪表、采用什么辅助端子线进行测量，实际训练明显不够，导致排查故障困难。

后记

实践是检验真理的惟一标准，本次大赛的目的，就是用来自于北汽新能源维修实践任务形成的大赛试题，用来自于企业维修过程及标准而形成的评判标准，来检验出我们职业院校新能源汽车教学中的成功和不足。从大赛现场选手们的表现来看，这一目的基本达到。毕竟新能源汽车在我国刚刚发展起来，新能源汽车技术教学在职业院校开展得的时间也不长，而新能源汽车服务技能大赛也仅办到第二届。

所以，对于广大参赛或者观摩的职业院校来说，本次大赛取得的成绩并不重要，通过参与大赛与同行们交流，找到本校教学中的不足，学习和掌握到一些新能源汽车关键知识点，这些才是参加大赛最重要的收获。而对于本次大赛的承办单位和大赛技术方案的规划单位，北京汇智慧众能够为全国职业院校新能源汽车专业技术课程建设与创新做些事情，也是举办大赛最重要的收获。