通過大賽看新能源汽車職教發展
——2017新能源汽車服務技能大賽過程分析報告

文：岳昇

本次大賽是“北汽新能源杯”全國職業院校新能源汽車服務技能大賽舉辦的第二屆，與上屆一樣，大賽賽項均為團體賽，分為中職（含技工類院校）和高職（含高專）兩個組別。每組各有2個實操項目。其中，中職組賽項為：新能源汽車動力電池總成更換、新能源汽車電氣系統（空調制熱）常見故障診斷與排除；高職組賽項為：新能源汽車充電系統常見故障診斷與排除、新能源汽車高壓系統常見故障診斷與排除（絕緣故障）?？梢哉f，中、高職組比賽項目內容既延續了上一屆的主要內容，又在上一屆的內容和要求上有了增加和提高。像新能源汽車電氣系統故障診斷和排除以及充電系統常見故障診斷和排除的賽項，操作內容和考核要點都與上一屆有所不同。

經過統計，本次大賽的4個賽項最高分都高于90分。其中，高壓系統絕緣故障診斷與排除的最高分達到98.5分，選手普遍表現出較高的技能水平，這些都是選手們努力的結果。最重要的，本次大賽的選手們都具有良好的安全意識，全部賽程中沒有發生一起安全事故。

在本次大賽前，曾經對中職組和高職組的參賽隊分別做了一周的賽前培訓，對賽項和要點作了說明，并安排參賽隊選手就車訓練。這次培訓為那些沒有開辦新能源專業或者不具備實訓條件的院校提供了方便，為選手們在比賽中取得好成績打下了基礎。

賽前培訓過程中筆者感覺到，各個學校非常重視新能源汽車技術的教學創新，但是在師資隊伍建設、教學內容選擇和教學標準制定等方面還有困難，都處于探索階段。特別是對于新能源汽車維修作業的特點、典型作業的標準流程，參訓院?；旧隙疾皇煜?、不清楚。所以他們非常想了解應如何搞好本校的新能源汽車技術課程建設，很愿意通過培訓和參賽，加深對新能源課程建設以及專業建設的理解。

本次大賽邀請了沒有參賽的學校老師來比賽現場觀摩，得到了積極反響，比賽現場觀摩老師認真、有序觀看比賽、悄聲探討，給人留下深刻記憶。下面筆者就本次大賽的各個賽項設置、考核要點以及選手們的現場表現逐一分析，供廣大職業院校師生及關注新能源汽車職業教育和售后服務的業內人士參考。

一、新能源汽車動力電池總成更換（中職組）

1.賽項來源背景

動力電池的更換作業來自于北汽新能源汽車售后服務企業的實際作業項目。純電動汽車在使用過程中，用戶反映“車輛充電時會很快充滿電，使用時又很快顯示電量不足，續航里程下降”。這種情況需要用動力電池診斷儀對動力電池的技術性能進行診斷，而診斷結果是要對動力電池作補電均衡（由于客戶對動力電池特性不了解，長時間連續使用快充，或長時間停放等使用不當問題，導致動力電池性能下降）。這時維修人員要把動力電池從車上拆卸下來，送到電池維修車間維修；維修后送回，再由維修人員復裝到車上。這是一個標準化的作業流程。

2.考核要點及學生表現評析

在動力電池更換作業的賽項中，以下10個工作步驟是非常關鍵的考核點。

①對維修場地設施進行安全設置與檢測（車間還要有消防設施）；對人身防護用品檢測與佩戴；對測量儀器儀表進行檢測；對車輛停放位置、車輛維修前防護設置以及車內鑰匙位置和駐車制動等進行檢查。

②用新能源車輛專用診斷儀調取故障碼，清碼后再次調取故障碼，判斷車輛存在哪些故障，并做記錄。

③對車輛進行高壓斷電，包括驗電、放電、再驗電，確保人身和設備安全。

④使用舉升機舉升車輛。

⑤使用動力電池舉升車；拆卸動力電池；對動力電池外觀檢查、清潔及送修；對動力電池艙室檢查。

⑥動力電池維修送回后，在復裝前對電池包做絕緣檢測和等電位檢測。

⑦用動力電池舉升車將動力電池復裝在車身上。

⑧復裝后對動力電池與車身做等電位檢測。

⑨移出動力電池舉升車，對拆下的動力電池高壓線纜和低壓控制線束復裝；降下車輛，連接低壓控制回路，對車輛上電，儀表屏顯示“READY”。

⑩用新能源車輛診斷儀調取故障碼，清碼后再次調取故障碼，無故障碼后可以交付用戶，并做記錄。

從該賽項的任務完成過程來看，上述10個步驟中，大部分選手對于大多數的比賽任務都完成得很好。出現問題較多的集中在以下幾個方面。

很多選手對儀器儀表的初始檢測不會或者應付了事，萬用表測電阻前應“校表”，即選擇電阻擋，將正負表筆搭接，讀出數值。如果萬用表顯示的數值不是“0”，需要做記錄。一些選手在檢驗萬用表電阻擋時，隨便一看就報出“儀表正?！?，這是在糊弄自己，不知道裁判在關注這個打分點。

在校驗萬用表電壓擋工作正常時，要求選手把萬用表調到電壓擋，把正負表筆搭在12 V蓄電池正負極上測試電壓，驗證萬用表測試電壓正常。放電工裝使用前，也要求在12 V蓄電池正負極上，驗證是否放電正常。大部分選手按照要求做了驗證，少數選手只是把表筆在12 V蓄電池上比劃一下，讀數都不看就報正常，這種心態要改正。

存在問題較多的是往車上復裝電池包之前，對動力電池做絕緣檢測和等電位檢測。按照實際工作要求以及比賽考核要求，動力電池從電池維修車間送回后，應進行高壓插件正極對外殼的絕緣檢測、負極對外殼的絕緣檢測，還應該進行高壓插件屏蔽層對電池包鑄鋁底殼的等電位測量。絕緣檢測和等電位檢測合格后，用動力電池舉升車把動力電池在車身上復裝，復裝后對動力電池與車身做等電位檢測。這是驗證動力電池殼體與金屬車身可靠等電位聯結，一方面是在動力電池萬一漏電時確保人身安全，另一方面是確保整車電磁屏蔽完好可靠。

絕緣檢測對于多年從事內燃機汽車教學或者維修的技術人員來講，是一個容易忽略的作業項目。傳統燃油汽車通常使用12 V（24 V）電源，使用電流除了起動瞬間起動機用200～300 A的電流外，其他運行時間的使用電流并不大。純電動汽車運行時，一般使用300～400 V的直流電，電流強度可達到100 A以上，因此高壓直流母線對車身的絕緣性尤為重要，要求在500 Ω/V以上。

等電位檢測有兩方面的意義，一方面人體可接觸的導電體（不一定帶電），如果接觸部分之間電阻為0 Ω，則即使有漏電發生，由于接觸的地方電位相等，不會對人身造成傷害。通常把電氣部件外殼用良好導線連接起來，使電阻接近0 Ω，這稱為等電位聯結。檢測時用萬用表電阻擋測量不同點之間的電阻值來判斷，在萬一漏電時是否等電位。另一方面，動力電池殼體、高壓母線屏蔽層以及其他高壓部件殼體通過等電位聯結，可以有效屏蔽電磁干擾，這一點對于電動汽車尤為重要。電動汽車低壓控制的傳感器信號、CAN通訊信號比較弱小，容易受到外界和車輛本身的高壓電流產生的電磁信號干擾影響，所以必須檢測高壓部件外殼的等電位。當然電磁防護還有很多其他措施，這里只是其中一部分措施。

比賽中很多選手要么忘記做絕緣檢測和等電位檢測，要么沒有認真測量絕緣阻值，或是測量點不對，絕緣表擋位選用不對。還有些選手讀數不認真，只是報出“合格”，實際上為了圖快并沒有認真讀屏幕示值。不少學校對絕緣檢測和等電位檢測相關的教學內容不熟悉，實操訓練實效不夠好，今后應加強這方面的學習和實訓。

二、新能源汽車電氣系統常見故障診斷與排除（中職組）

1.賽項來源背景

中職組新能源汽車電氣系統常見故障診斷與排除的作業內容，是純電動汽車空調系統制熱功能的故障排除。汽車空調系統包括制冷和制熱，北汽新能源純電動汽車的空調制冷系統與傳統內燃機汽車的空調系統基本相同。由于沒有原來的發動機冷卻系統的熱源，北汽新能源純電動汽車空調暖風熱源來自于使用350 V左右高壓直流電的PTC加熱器，功率可達3.5 kW。制熱系統故障是冬季來臨時報修較多的工作任務，這是與傳統內燃機汽車相比截然不同的獨立系統。

來自動力電池正極的直流高壓電流經過PDU內部的導電排、PTC熔斷器進入PTC后，分別進入加熱電阻A組和B組，A組、B組電流通斷由PTC控制器（PDU內部）上的MOS器件控制是否流回動力電池負極。MOS控制A組、B組是否通斷的條件包括：PTC控制器必須有12 V直流電壓，此12 V電壓由空調壓縮機繼電器控制，并有熔絲保護；環境溫度傳感器信號（當環境溫度超過35℃時，PTC不工作）；PTC本體溫度傳感器測量到本體溫度沒有超過允許值；車內儀表臺上空調開關被按下且選擇暖風模式；空調鼓風機正常工作。這些條件滿足后，PTC的控制器件MOS打開A、B加熱電阻回路通道進行加熱，加熱功率由空調控制器到PTC控制器的CAN線通訊調節。

2.考核要點及學生表現評析

任務單上描述空調壓縮機和PTC都不工作，要求排除故障；排除故障后對PTC高壓回路上的器件進行檢測。目的是考核選手對制熱系統控制策略的掌握和控制條件的理解。診斷故障時選手首先要讀懂電路圖，然后找到相關元器件的檢測位置和接插件接腳號，選對儀表和擋位以及插件連接線，測出數值和計量單位。

空調制熱系統故障設置為：空調繼電器觸點損壞開路以及熔絲斷路，這2個故障串聯導致PTC得不到12 V直流電而不工作。

在該賽項比賽中，選手出現的問題主要集中在：對于在儀表信息顯示屏上調出制熱界面啟動制熱的操作不熟練；對空調制熱的控制策略不太熟悉；對制熱控制條件及其相關元件所在位置不熟悉；對低壓12 V繼電器和熔絲串聯形成的故障檢測方法不熟悉，占用很多時間，后續任務沒時間完成。另外，用電流鉗測量PTC工作電流的步驟只有幾個選手做了，大部分選手沒時間做或者不會檢測。

用電流鉗測量高壓部件工作電流，對于電動汽車來講是一種簡潔、方便、有效的分析判斷方法。傳統燃油車使用電流鉗測量機會不多，在電動汽車維修時會使用較多，所以職業院校在設計教學內容和教學標準時，應對此給予關注。

一些選手會讀電路圖，但沒有在實車上找到相關元件，所以根本無法對照電路圖檢測具體部件接腳的電壓、電阻和電流值，因此比賽感到非常困難。這是由于純電動汽車空調電加熱技術對職業院校是新的內容，很多教師在日常教學中對這方面的內容關注不夠，或者教學能力不足，學生的實操練習欠缺所導致。

三、新能源汽車充電系統常見故障診斷與排除（高職組）

1.賽項來源背景

該賽項的作業任務是，純電動汽車在交流慢充樁（充電模式3）充不上電，同時給出一個完好的移動充電樁（充電模式2充電器），要求排除故障。

車輛不能充電是新能源汽車使用過程中經常發生的故障。產生充電故障的原因一般有3種：一是可能出在車輛上，如車輛慢充座、慢充線、車載充電機、慢充熔斷器和動力電池高壓線纜，或者車載充電機低壓控制部分；二是可能出在交流慢充樁上，如慢充樁220 V電路及控制，或者慢充樁與車載充電機的連接和引導控制部分；三是可能出在充電槍上。

北汽新能源純電動汽車慢充控制條件包括：電池包溫度、電池包電量SOC值、蓄電池12 V對車載充電機常供電、車載充電機對整車控制器發出的12 V喚醒信號以及后續對動力電池、車輛儀表和DC/DC的喚醒信號；有些車輛還受遠程開關控制（本次比賽用車沒有遠程開關）。

選手看懂任務單后，首先要用充電模式2判斷車端是否存在充電故障，并排除故障；然后再排除慢充樁故障。所有充電故障排除后用診斷儀調取故障碼、清故障碼、再次調故障碼，沒有故障后交付車輛。

2.考核要點及學生表現評析

本次比賽中，車端故障點設置在慢充喚醒熔絲處，本應使用5 A熔絲，但故障設置為3 A且已經斷開的熔絲。充電機需要的12 V常供電正常，喚醒電路在熔絲前可以測量到12 V電壓。選手檢測到3 A熔絲斷開后，需要查看電路圖并能確認應該使用5 A的熔絲，向裁判領取5 A熔絲更換，即可排除故障。但是有些選手不看電路圖，向裁判領取3 A熔絲，導致失誤，有些可惜。

樁端故障設置在充電樁、充電槍和車載充電機之間的CP引導信號處。慢充樁沒能發出占空比信號，車載充電機接收不到到占空比信號，自然不能在引導到電路檢測點上出現9 V、6 V和9 V的信號，導致充電樁與車載充電機“握手”失敗。選手用萬用表在充電樁CP檢測點用占空比擋位測量不到9 V左右的信號，只能測到12 V信號，表明充電樁沒有跳轉到發出占空比信號。此時選手向裁判說明情況，裁判解除故障，即算排除故障成功。

有些選手對慢充連接確認過程，對連接引導過程不太清楚，對車端車載充電機等控制策略不大清楚，造成排除故障困難。這是各個院校今后教學需要改進的地方。與傳統燃油汽車不同，燃油汽車維修項目不會涉及到加油站，電動汽車維修充電故障就會涉及到充電站、充電樁，今后充電樁維護會成為重要的工作崗位。

慢充線纜測量應該用萬用表電阻擋、表筆和延長線。把慢充線纜從車載充電機上拔出，在車輛充電座和充電插件之間，依次測量L、N、PE、CC和CP各條線的阻值。很多選手用蜂鳴器測量，蜂鳴器一響就報出完好導通，這是錯誤的。比賽要求測出阻值，不是通斷那么簡單。

比如慢充線L線和N線是動力線纜，以3.3 kW220 V的充電機充電，電纜的通過電流15 A，如果6.6 kW的充電機充電，電流則達到30 A，如果線纜電阻大，則必然發熱導致事故。另外PE、CC和CP都是信號傳輸線，其電阻值如果過大，必然會造成測量點電位失真。通常萬用表蜂鳴器測線路導通，即使線路上有30～50 Ω電阻，蜂鳴器也會響，顯然慢充線上存在這么大的電阻是不允許的。

對于充電槍檢測，要求短時人為觸動解除鎖止按鍵3次（每次不超過4 s），不影響充電進行；長時間（超過4 s）人為觸動解除鎖止按鍵一次，應停止充電。這是為了避免隨機誤操作而斷開充電采取的控制策略。有些選手不知道有此項檢驗方法。

在比賽中做等電位測量時，一些選手讀表不準確，甚至有的選手報出的不是電阻單位“歐姆”，而是誤報為電流單位“安培”或電壓單位“伏特”。這些都屬于基礎理論知識，今后各院校應該加強理論知識的教學和實際測量的訓練。

四、新能源汽車高壓系統常見故障診斷與排除（高職組）

1.賽項來源背景

該賽項考察的是高壓回路絕緣故障排查。作業任務是，車輛無法起動，儀表顯示有高壓系統故障，請檢查并徹底排除故障。要求對高壓系統部件絕緣測試并更換故障元件，然后對高壓部件作等電位測試、高低壓互鎖測試記錄。

任務來自于電動汽車浸水后儀表顯示絕緣故障、動力電池斷開以及通訊故障，車輛不能起動。車輛高壓系統出現絕緣故障，整車控制器必然斷開動力電池，各控制系統不能通訊。這2個故障提示先不必管它，首先對高壓回路做斷電、驗電、放電和再驗電操作，對高壓線纜和接插件分別做絕緣檢測，找出絕緣故障出在哪一部位。確定故障元件后向裁判申請新的部件，檢測后更換新部件。通常更換完好的部件后，絕緣報警提示消失后，動力電池斷開和通訊故障的提示也隨之消失。

2.考核要點及學生表現評析

比賽過程中，不少選手們對高壓接插件拆裝不夠熟練，有些選手甚至對在高壓線纜的什么部位測絕緣、絕緣表選什么擋位測量以及如何使用絕緣表等不熟練，明顯可以看出他們平時這方面的實際操作訓練不夠。少數選手判斷出絕緣故障線纜并且更換了新的線纜，有的選手找到了故障線纜，但是沒有向裁判提出更換請求，丟分實在有點可惜。從參賽選手們的表現看，高職院校的學生更偏重書本上的理解，忽視實際動手訓練，沒有養成真正完成維修任務的習慣，滿足于“知道就行了”。

另外，高職選手對機艙內高壓部件殼體和高壓線束屏蔽層等電位測量不夠熟悉，對高壓線纜屏蔽層如何在內部與接插件固定螺栓連接在一起，整個高壓回路的線纜屏蔽層與高壓部件殼體如何形成等電位聯結不了解，導致不知如何測等電位，為什么要測等電位。

高低壓互鎖功能檢查只有少部分選手完成，他們知道高低壓互鎖回路走向，知道可以從VCU端子處測出全部互鎖回路對地是否導通。也有選手知道如何在不同插件的互鎖線接腳上測出12 V電壓，并在另一接腳測出對地導通電阻。這些選手在本校通過指導教師訓練，已經做得比較熟練了。

個別選手參賽過程比較隨意，沒有認真讀任務單，很快找出故障線束就自己終止操作，后續項目放棄完成，丟失大量分數。有個別選手不能按照裁判提示佩戴絕緣手套，隨意性較大，這在今后的學習和訓練中要引起注意。

總體分析來看，高職選手讀電路圖較快，但對于在車上確定相關元器件、傳感器、繼電器以及熔絲在什么地方，使用什么儀表、采用什么輔助端子線進行測量，實際訓練明顯不夠，導致排查故障困難。

后記

實踐是檢驗真理的惟一標準，本次大賽的目的，就是用來自于北汽新能源維修實踐任務形成的大賽試題，用來自于企業維修過程及標準而形成的評判標準，來檢驗出我們職業院校新能源汽車教學中的成功和不足。從大賽現場選手們的表現來看，這一目的基本達到。畢竟新能源汽車在我國剛剛發展起來，新能源汽車技術教學在職業院校開展得的時間也不長，而新能源汽車服務技能大賽也僅辦到第二屆。

所以，對于廣大參賽或者觀摩的職業院校來說，本次大賽取得的成績并不重要，通過參與大賽與同行們交流，找到本校教學中的不足，學習和掌握到一些新能源汽車關鍵知識點，這些才是參加大賽最重要的收獲。而對于本次大賽的承辦單位和大賽技術方案的規劃單位，北京匯智慧眾能夠為全國職業院校新能源汽車專業技術課程建設與創新做些事情，也是舉辦大賽最重要的收獲。