柳州市交通学校 马立峰
以纯电动汽车为代表的新能源汽车已经逐步进入人们的生活,由于其设计原理有别于传统汽车,电子技术在汽车上的大量应用、汽车各系统模块间的协调控制等都对汽车维修人员提出了更高的要求。若维修人员按传统思维进行再学习,不但耗费大量时间,而且在新知识的构建上处于一种不完整的状态。笔者根据近年来的教学及企业员工培训情况进行总结分析,认为引导学习者构建思维导图的方式是学习新能源汽车维修技术较有成效的方法,本文以景逸S50EV车无法上电为基础,阐述构建思维导图的排故学习法。
景逸S50EV车高压系统主要由整车控制模块(VCM)、高压动力电池(HV电池)、高压分配单元(PDU)、电机控制模块(MCU)、电机(MOTOR)、直流-直流模块(DCDC)、空调压缩机(AC)、暖风加热器(PTC)、车载充电机(OBC)等组成(图1)。
车辆行驶时,主要由VCM为核心组成低压系统,MCU根据CAN线反馈的电机实时弦变信号,确认电机的工作位置及状态,VCM通过低压电路收集加速踏板信号和挡位信号,通过电池管理模块(BMS)控制HV电池的电量输出,再通过接通的PDU转至MCU,MCU据需求改变内部功率管的导通情况,从而可控制电机正反转和快慢转。
图1 景逸S50EV车高压系统组成
由于纯电动汽车高压元件工作时电压较高,景逸S50EV车车标称电压为374.4 V,最高可达428 V,因此设计人员将安全放置在首要位置。导致景逸S50EV车无法上高压电的主要原因如下。
(1)任何1个高压元件的高压插座未插好时系统都不能上高压电,此设计主要通过高压线束上的互锁短接针保证,此类插座共18个。
(2)任何1个高压元件的低压插座未插好时都不能上高压电,此设计主要是因为高压线束上的互锁短接针短接的线路通过低压线束向VCM输出,此类插座共9个。
(3)任何1个高压元件出现漏电时都不能上高压电。
(4)无钥匙进入及起动系统(PEPS)出现故障不能上高压电。
(5)在动力CAN系统中, VCM、MCU、BMS必须都正常通信才能上高压电。
(6)电机的弦变信号传感器必须正常才能上高压电。
(7)电池组的电压和内部电芯温度在合理范围内才能上高压电。
(8)电池组内组的主控继电器盒(PRA)无故障才能上高压电。
(9)电池组上维修开关(MSD)插到位并且正常才能上高压电。
(10)辅助蓄电池(12 V蓄电池)电压足够才能上高压电。
(11)挡位控制模块(GSM)能向VCM传递P挡及N挡信号才能上高压电。
(12)VCM收到正常的制动信号才能上高压电,涉及制动开关、制动真空泵和相关电路。
(13)汽车正在充电无法上高压电。
通过以上分析,纯电动汽车需要同时收集多个信号进行判断,如挡位信号、制动信号、电池组电压及温度信号、弦变信号、互锁信号、充电信号等都会影响上高压电。因此,在排除纯电动汽车故障时,应关注各小系统传递的信号是否正常,只有在各小系统正常时,VCM才能控制高压上电,汽车才能进入READY模式。
针对目前纯电动汽车上影响上高压电的因素较多,设计者又将各因素通过并联融入各控制系统中,为便于学习者在短时间内掌握相关知识及技能,快速建立整体概念,可通过思维导图将各种影响因素分类并进行有效梳理。
景逸S50EV车在上高压电之前检测以VCM为核心模块与相关模块通讯是否正常,且各信号满足上高压电需求;上高压电之后再次检测相关核心元件工作状态。通过以上分析,即使有系统组成图、排故流程图,但都未能完善、系统地表述出应掌握的核心技能,对于初学者来说想在短时间内掌握维修技能较为困难,且较容易进入诊断误区。通过知识点分析,构建景逸S50EV车无法上高压电的思维导图(图2)。
借助我校新能源汽车专业平台,通过在不同的班级实施不同的教学方法进行对比,其中一个班基本按理实一体化方式进行教学;另外一个班级在理实一体化教学的基础上,增加思维导图绘制练习。经过一段时间的学习,对两个班进行综合考核后发现了以下区别。
(1)接受思维导图训练的学生,学习切入快,达到学习的目标只是时间问题,是可预见性的。理实一体化教学班级的学生无论在对整个纯电动汽车的理解、还是在技能上的融会贯通、排除故障的自信心、学习积极性等方面远远低于接受思维导图训练的学生。
(2)未经思维导图训练学生,学习切入较慢,而且多数是在整体内容学完后,经过一段时间的综合训练,才有恍然大悟的感觉。
笔者从事了一年多时间的景逸S50EV车的技术培训工作,运用思维导图引导学员进行学习,发现学员可快速、形象地建立起整车的整体概念,能实时将所学知识点或技能点运用于整车排故中。培训结束后,学员回到服务站经过短时间的实战,解决部分车辆故障后,进入快速成长期,解决各种故障都有较清晰的思路。
对于新技术的学习,特别是现在并联式(或混联式)设计理念的新能源汽车,引入思维导图训练是一种有效的方式,可以快速建立整体概念,加强知识点之间的连贯性,是教学、培训、自学中不应缺少的好方法。
图2 景逸S50EV车无法上高压电的思维导图