《新能源汽車維護與故障診斷（第2版）》教案 第1課 新能源汽車維護與故障診斷基礎(chǔ)（一）

PAGE12 PAGE12PAGE11 PAGE11《新能源汽車維護與故障診斷（第二版）》教案課時分配表章序課程內(nèi)容課時備注1新能源汽車維護與故障診斷基礎(chǔ)82新能源汽車維護63電動化系統(tǒng)故障診斷164熱管理系統(tǒng)故障診斷105轉(zhuǎn)向與制動系統(tǒng)故障診斷106考核2合計52文旌課堂APP

課題新能源汽車維護與故障診斷認知（一）課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）掌握新能源汽車維護的概念及分類（2）掌握新能源汽車故障診斷的概念、內(nèi)容及方法素質(zhì)目標：（1）具有嚴格遵守安全操作規(guī)范的意識（2）具有團隊協(xié)作意識和吃苦耐勞精神，樹立正確的理想信念教學重難點教學重點：新能源汽車維護的概念及分類；新能源汽車故障診斷的概念、內(nèi)容及方法教學難點：新能源汽車故障診斷的方法教學方法任務(wù)引入法、問答法、討論法、實踐操作法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設(shè)計第1節(jié)課：傳授新知（23min）課堂討論（15min）第2節(jié)課：傳授新知（30min）

課堂討論（10min）課堂小結(jié)（3min）作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，和學生負責人取得聯(lián)系，組織學生下載“任務(wù)工單——新能源汽車維護與故障診斷認知”，并根據(jù)任務(wù)工單進行組內(nèi)分工，同時提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件，收集資料，了解當前新能源汽車的發(fā)展狀況【學生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材通過課前任務(wù)，使學生了解所學課程的重要性，增加學生的學習興趣考勤（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況新課預(yù)熱（5min）【教師】自我介紹，與學生簡單互動，介紹課程內(nèi)容、考核標準等【學生】聆聽、互動【教師】教師講一些汽車維修行業(yè)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括四大類型混合動力電動汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、其他新能源（如超級電容器、飛輪等高效儲能器）汽車等。提倡新能源汽車是為了應(yīng)付環(huán)保和石油危機需要，減少或放棄燃燒傳統(tǒng)的汽油或柴油驅(qū)動內(nèi)燃機的現(xiàn)時主流車型。2022年9月18日，財政部、稅務(wù)總局、工業(yè)和信息化部發(fā)布關(guān)于延續(xù)新能源汽車免征車輛購置稅政策的公告，對購置日期在2023年1月1日至2023年12月31日期間內(nèi)的新能源汽車，免征車輛購置稅。在人類歷史長河中，已經(jīng)經(jīng)歷了兩次交通能源動力系統(tǒng)變革，每一次變革都給人類的生產(chǎn)和生活帶來了巨大變化，同時也成就了先導國或地區(qū)的經(jīng)濟騰飛。第一次變革發(fā)生在18世紀60年代，以蒸汽機技術(shù)誕生為主要標志，是煤和蒸汽機使人類社會生產(chǎn)力獲得極大的提升，開創(chuàng)了人類的工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)文明，從而引發(fā)了歐洲工業(yè)革命，使歐洲各國成為當時的世界經(jīng)濟強國。而第二變革發(fā)生在19世紀70年代，石油和內(nèi)燃機替代了煤和蒸汽機，使世界經(jīng)濟結(jié)構(gòu)由輕工業(yè)主導向重工業(yè)轉(zhuǎn)變，同時也促成了美國的經(jīng)濟騰飛，并把人類帶入了基于石油的經(jīng)濟體系與物質(zhì)繁榮。今天，人類再次來到了交通能源動力系統(tǒng)變革的十字路口，第三次變革將是以電力和動力電池（包括燃料電池）替代石油和內(nèi)燃機，將人類帶入清潔能源時代，我們大膽的預(yù)測，第三次交通能源動力系統(tǒng)的變革將帶動亞洲經(jīng)濟的騰飛，使亞洲取代美國成為世界經(jīng)濟的發(fā)動機。在能源和環(huán)保的壓力下，新能源汽車無疑將成為未來汽車的發(fā)展方向。如果新能源汽車得到快速發(fā)展，以2020年中國汽車保有量1.4億計算，可以節(jié)約石油3229萬噸，替代石油3110萬噸，節(jié)約和替代石油共6339萬噸，相當于將汽車用油需求削減22.7%。2020年以前節(jié)約和替代石油主要依靠發(fā)展先進柴油車、混合動力汽車等實現(xiàn)。到2030年，新能源汽車的發(fā)展將節(jié)約石油7306萬噸、替代石油9100萬噸，節(jié)約和替代石油共16406萬噸，相當于將汽車石油需求削減41%。屆時，生物燃料、燃料電池在汽車石油替代中將發(fā)揮重要的作用。結(jié)合中國的能源資源狀況和國際汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢，預(yù)計到2025年后，中國普通汽油車占乘用車的保有量將僅占50%左右，而先進柴油車、燃氣汽車、生物燃料汽車等新能源汽車將迅猛發(fā)展?！緦W生】聆聽、思考通過新課預(yù)熱，與學生互相熟悉，并讓學生對了解這門課的前景傳授新知（28min）【教師】引入新知，講解新能源汽車維護的概念及分類1.1.1新能源汽車維護1．新能源汽車維護的概念新能源汽車維護是指對新能源汽車各部分進行以清潔、檢查、潤滑、緊固、調(diào)整和儀表檢測為中心內(nèi)容的作業(yè)。它的目的是保持車容整潔、車況良好，及時發(fā)現(xiàn)并消除故障隱患，延長使用壽命等?！菊n堂互動】隨機挑選學生回答問題當前所講的新能源汽車主要是指哪種汽車？【學生】聆聽、思考、回答問題【教師】總結(jié)學生的回答（1）清潔。清潔作業(yè)的目的是提高新能源汽車維護質(zhì)量、防止零件腐蝕、減輕零件磨損，并為檢查、潤滑、緊固、調(diào)整、儀表檢測作業(yè)做好準備。清潔作業(yè)的內(nèi)容包括清潔插座，清潔動力蓄電池、驅(qū)動電機、減速器和電機控制器的外表面等。（2）檢查。檢查作業(yè)的目的是檢查新能源汽車各零件是否松動或損壞。檢查作業(yè)的內(nèi)容包括檢查冷卻系統(tǒng)、驅(qū)動電機系統(tǒng)和制動能量回收系統(tǒng)的運行狀況等。（3）潤滑。潤滑作業(yè)的目的是為新能源汽車補充、更換潤滑油，使相關(guān)部件處于最佳運行狀態(tài)。潤滑作業(yè)的內(nèi)容包括使用符合車輛維修手冊規(guī)定的潤滑油進行潤滑，按規(guī)定補充或更換減速驅(qū)動橋、電動壓縮機的潤滑油等。（4）緊固。緊固作業(yè)的目的是保證新能源汽車各零件的連接部位處于正常狀態(tài)。緊固作業(yè)的內(nèi)容包括緊固動力蓄電池箱箱體及托架、高壓配電裝置的螺栓等。（5）調(diào)整。調(diào)整作業(yè)的目的是保證新能源汽車各部分長期處于正常運行狀態(tài)。調(diào)整作業(yè)的內(nèi)容包括調(diào)整潤滑油油量、冷卻液液位和輪胎氣壓等。（6）儀表檢測。儀表檢測作業(yè)的目的是保證新能源汽車某些部件的電阻、電壓等處于正常狀態(tài)。儀表檢測作業(yè)的內(nèi)容包括使用相關(guān)儀表對新能源汽車的輪胎氣壓、高壓系統(tǒng)的絕緣電阻等進行檢測。2．新能源汽車維護的分類新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車相比，其維護作業(yè)項目稍有不同。對于新能源汽車來說，它沒有發(fā)動機系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)等的維護作業(yè)項目，而是增加了動力蓄電池系統(tǒng)、驅(qū)動電機系統(tǒng)、充電系統(tǒng)等電動化系統(tǒng)的維護作業(yè)項目。新能源汽車維護主要有以下兩種分類情況，且其內(nèi)容基本相同。1）按維護內(nèi)容分類按維護內(nèi)容的不同，新能源汽車維護可分為常規(guī)維護和電動系統(tǒng)專用裝置維護兩類，具體如下。（1）常規(guī)維護是指為維持新能源汽車上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等機械系統(tǒng)（部件）及低壓電氣系統(tǒng)的完好技術(shù)狀況或工作能力而進行的作業(yè)。常規(guī)維護可按照《汽車維護、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范》（GB/T18344—2016）的規(guī)定進行。該規(guī)范于2016年12月13日發(fā)布，2017年7月1日起實施，適用于以汽油或柴油為燃料的在用汽車。（2）電動系統(tǒng)專用裝置維護是指為維持新能源汽車上的高壓系統(tǒng)及其相關(guān)附件的完好技術(shù)狀況或工作能力而進行的作業(yè)。電動系統(tǒng)專用裝置維護可按照《純電動汽車維護、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范》（JT/T1344—2020）的規(guī)定進行。該規(guī)范于2020年10月30日發(fā)布，2021年2月1日起實施，適用于在用純電動汽車。2）按維護周期分類按維護周期的不同，新能源汽車維護可分為日常維護和定期維護兩類，其中定期維護又可分為一級維護和二級維護兩類。其具體如下。新能源汽車日常維護、一級維護及二級維護基本作業(yè)項目如表所示。新能源汽車除了上述維護類型外，還包括磨合期維護。磨合期維護又稱首保，是指新車磨合期內(nèi)的維護，即新車使用初期，由專業(yè)人員按照車輛維修手冊對車輛進行維護作業(yè)?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述什么是新能源汽車維護周期新能源汽車維護周期是指根據(jù)車輛行駛里程或使用時間進行同級維護的間隔期，是參考新能源汽車制造廠商推薦的周期而制訂的。新能源汽車維護周期還可以結(jié)合車輛自身技術(shù)狀況和實際使用情況做出適當調(diào)整：對于一般技術(shù)狀況良好的新車，可適當延長周期；而對于技術(shù)狀況較差或使用條件惡劣的車輛，則可適當縮短周期。我國交通運輸行業(yè)標準《純電動汽車維護、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范》（JT/T1344—2020）對新能源汽車維護周期的規(guī)定如下。①日常維護由駕駛員在出車前、行車中和收車后執(zhí)行。②一級維護和二級維護周期應(yīng)按照車輛維修手冊、使用說明書及《汽車維護、檢測、診斷技術(shù)規(guī)范》（GB/T18344—2016）的規(guī)定，結(jié)合車輛類別、車輛運行狀況、行駛里程、道路條件和使用年限等確定?！緦W生】聆聽、思考【學生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學方法，讓學生掌握新能源汽車維護的概念及分類的相關(guān)知識點課堂討論（15min）【教師】組織學生以小組為單位討論以下問題：新能源汽車為什么要按照周期進行保養(yǎng)？其他類型汽車需要按照周期進行保養(yǎng)嗎？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言通過課堂討論，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對所學知識的理解第二節(jié)課傳授新知（30min）【教師】引入新知，講解新能源汽車故障診斷的概念、內(nèi)容及方法1.1.2新能源汽車故障診斷1．新能源汽車故障診斷的概念新能源汽車故障是指車輛局部或完全喪失工作能力的現(xiàn)象，它包括車輛不能行駛、功能不正常和個別性能指標超出規(guī)定的技術(shù)要求等。新能源汽車故障診斷是指在車輛不解體（或僅拆下個別小零件）的情況下，為確定車輛技術(shù)狀況、查找故障點和查明故障原因而進行的檢測、分析與判斷。新能源汽車故障按不同特征，可以分成不同的類型，具體如下。（1）按故障發(fā)生原因的不同，新能源汽車故障可分為自然故障和人為故障兩種。其中，自然故障是指新能源汽車在使用期內(nèi)受到外部、內(nèi)部不可抗自然因素的影響而產(chǎn)生的故障；人為故障是指人為不慎而造成的故障。（2）按故障發(fā)生速度的不同，新能源汽車故障可分為突發(fā)性故障和漸進性故障兩種。其中，突發(fā)性故障是指在故障發(fā)生前沒有可以被察覺的征兆，而瞬時出現(xiàn)的故障；漸進性故障是指新能源汽車某些零件的初始參數(shù)逐漸惡化，當參數(shù)值超出允許范圍時所引起的故障。（3）按故障表現(xiàn)穩(wěn)定程度的不同，新能源汽車故障可分為持續(xù)性故障和間歇性故障兩種。其中，持續(xù)性故障又稱“硬故障”，是指出現(xiàn)規(guī)律明顯、癥狀表現(xiàn)穩(wěn)定的故障；間歇性故障又稱“軟故障”，是指出現(xiàn)規(guī)律不明顯、時有時無，且具有突發(fā)性的故障。（4）按故障表現(xiàn)特征的不同，新能源汽車故障可分為可見性故障和隱蔽性故障兩種。其中，可見性故障是指已察覺到的故障；隱蔽性故障是指故障發(fā)生后難以察覺的故障2．新能源汽車故障診斷的內(nèi)容1）新能源汽車故障診斷的基本思路新能源汽車故障診斷的基本思路：從問診入手了解癥狀，經(jīng)過試車驗證癥狀，通過分析弄清故障原理，再通過假設(shè)推理出可能的原因，最后經(jīng)過測試驗證故障點是否成立，如圖所示。2）新能源汽車故障診斷的基本流程新能源汽車故障診斷的基本流程是在其基本思路的基礎(chǔ)上得來的。它包括從了解最初癥狀出發(fā)，通過問診試車、分析研究、推理假設(shè)、流程設(shè)計、測試確認、修復(fù)驗證，最后確定故障的最終原因，如圖所示。（1）了解最初癥狀。了解最初癥狀是故障診斷的出發(fā)點。最初癥狀包括可察覺到的性能和功能發(fā)生改變的癥狀，可察覺到的外觀和狀態(tài)發(fā)生改變的癥狀，以及可檢測到的參數(shù)和指標發(fā)生改變的癥狀。對于新能源汽車性能、功能和外觀變化導致的癥狀，在確認時相對簡單；但對于車輛狀態(tài)，或者參數(shù)和指標發(fā)生變化導致的癥狀，則需要以各種診斷工具、相關(guān)維修手冊及長期的經(jīng)驗總結(jié)為基礎(chǔ)，才能達到準確把握車輛故障的目的。（2）問診試車。問診是指通過詢問車主了解車輛故障的過程；試車是指對車輛故障進行實際驗證，進一步確認故障的過程。問診不僅要達到全面了解故障的目的，還要把握故障發(fā)生的前因后果，包括車主及車輛的基本情況，故障發(fā)生的時間、地點，以及曾經(jīng)維修保養(yǎng)的情況等。問診的詳細與完備程度將直接影響故障分析及診斷的準確性。（3）分析研究。在問診試車后，結(jié)合新能源汽車的結(jié)構(gòu)和原理，分析研究故障現(xiàn)象。分析研究的目的在于分析故障產(chǎn)生的機理、條件和特點，為下一步找到故障原因做準備。分析研究的前提是收集車輛故障點的結(jié)構(gòu)與原理資料，了解車輛正常運行的條件和規(guī)律，并對故障現(xiàn)象進行對比分析。分析研究的基礎(chǔ)材料是車輛結(jié)構(gòu)與原理方面的知識，以及相關(guān)維修手冊、技術(shù)參數(shù)表、技術(shù)信息通報等重要信息。因此，當接觸一款陌生的車型時，需要先了解該車的技術(shù)特點，通過制造廠商提供的維修資料熟悉車輛的結(jié)構(gòu)和線路布置的特點、元器件的原理及安裝位置、車輛的標準參數(shù)、系統(tǒng)控制特點等內(nèi)容。（4）推理假設(shè)。經(jīng)過分析研究后，專業(yè)人員通過邏輯推理和經(jīng)驗推斷對故障的可能原因進行推理假設(shè)。推理假設(shè)是對故障原因的初步判斷，通常初步判斷基于理論和實踐兩個方面：一方面是基于理論的邏輯推理，根據(jù)結(jié)構(gòu)原理或控制原理知識，加上故障的表現(xiàn)，再從邏輯分析出發(fā)推出導致故障發(fā)生的可能原因；另一方面是基于實踐的經(jīng)驗推斷，根據(jù)以往故障診斷的經(jīng)驗，對相同或相似結(jié)構(gòu)的類似故障做出可能故障原因的經(jīng)驗推斷。（5）流程設(shè)計。流程設(shè)計是指在推理假設(shè)后，根據(jù)假設(shè)的可能故障原因，設(shè)計出實際應(yīng)用的故障診斷流程圖的過程。新能源汽車故障診斷流程圖的設(shè)計是專業(yè)人員必須掌握的故障診斷工藝設(shè)計技術(shù)，它是維修作業(yè)中技術(shù)要求最高的，具有十分重要的地位和意義。（6）測試確認。測試確認是指在流程設(shè)計后，按照流程設(shè)計的步驟，逐一測試并確認中間事件或底端事件是否成立的過程。測試確認過程是從最高一層的中間事件逐一到最低一層的中間事件，然后再到底端事件，直至確認故障點的全過程。（7）修復(fù)驗證。修復(fù)驗證是指在測試并確認最小故障點發(fā)生的部位后，對故障點進行的修復(fù)，以及對修復(fù)后的結(jié)果所進行的驗證。修復(fù)驗證后的最終結(jié)果應(yīng)達到車輛的技術(shù)參數(shù)和性能要求。（8）確定最終原因。在修復(fù)驗證后，即使故障現(xiàn)象被消除，也不能認為故障診斷工作已經(jīng)結(jié)束，因為導致這個最小故障點的最終原因還沒有被認定，如果不繼續(xù)診斷下去就結(jié)束維修，很可能導致故障現(xiàn)象再次發(fā)生。因此，必須找到最小故障點的最終原因并進行分析，徹底消除故障，才能杜絕故障再次發(fā)生?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述在進行新能源汽車故障診斷的過程中需要注意事項①禁止在未確定故障范圍及原因之前對部件進行分解。②對于有控制單元的電路，既要充分利用故障診斷儀對部件進行測試，還要充分利用車輛維修手冊中的故障診斷流程，從可能性最大的原因和最容易檢查的部件開始檢查。③維修結(jié)束后，確認故障已經(jīng)排除，此時應(yīng)重新檢測車輛的相應(yīng)功能是否已恢復(fù)正常。④一些故障通常更多地依靠專業(yè)人員的經(jīng)驗來判斷，如長期維修某一車型的專業(yè)人員，有時只聽故障現(xiàn)象的介紹就可以準確判斷故障的部位及原因。在進行故障診斷時，不要總往復(fù)雜方面想，應(yīng)從簡到繁，由表及里，逐步深入。⑤分析時要追究導致故障產(chǎn)生的深層原因，不要“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”，否則可能會導致故障反復(fù)出現(xiàn)【學生】聆聽、思考3．新能源汽車故障診斷的方法新能源汽車故障診斷的方法有直觀診斷法、隨車診斷法、簡單儀表診斷法、車載診斷系統(tǒng)診斷法、換件診斷法、故障征兆模擬診斷法和故障樹診斷法等。其中，車載診斷系統(tǒng)診斷法又包括故障碼診斷法和數(shù)據(jù)流分析法兩種。1）直觀診斷法直觀診斷法又稱人工經(jīng)驗診斷法，是指在對車輛故障進行診斷的過程中，了解和掌握故障現(xiàn)象的特點，經(jīng)過問、看、聽、摸、聞、試、替、測、診等過程，對故障現(xiàn)象進行深入分析與準確判斷，從而找出故障點的方法。2）隨車診斷法隨車診斷法是指利用車載診斷系統(tǒng)通過組合儀表顯示的故障信息對故障進行診斷的方法。該方法僅適用于對電控系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行元件等相關(guān)電氣裝置的初步診斷，而具體的故障原因還需要通過直觀診斷法或借助簡單儀表甚至專用診斷設(shè)備（如故障診斷儀）進行深入診斷才能獲得。3）簡單儀表診斷法簡單儀表診斷法是指利用高壓絕緣檢測儀、鉗形電流表等常用測量儀表，對車輛故障進行診斷的方法。4）車載診斷系統(tǒng)診斷法車載診斷系統(tǒng)診斷法是指將故障診斷儀與故障診斷接口相結(jié)合，使車輛各系統(tǒng)控制模塊與故障診斷儀進行通信，以故障碼讀取和數(shù)據(jù)流分析等為手段，對車輛故障進行診斷的方法。（1）故障碼診斷法。故障碼診斷法是指利用故障診斷儀來讀取故障碼，并根據(jù)故障碼提供的信息，按照車輛維修手冊中故障碼的診斷流程來對故障進行診斷的方法。使用故障碼診斷法，首先要清楚故障碼的含義。通常，新能源汽車故障碼都遵循第二代車載診斷系統(tǒng)（onboardvehiclediagnosisⅡ，OBD-Ⅱ）命名協(xié)議，使用5個字符的代碼。故障碼由首字母和后面4位數(shù)字組成，其結(jié)構(gòu)和含義如圖所示。故障碼診斷法是一個對故障碼進行讀取、清除和鑒別分類的過程。當利用故障碼進行故障診斷時，應(yīng)按照如下步驟進行。①讀取故障碼，并仔細閱讀故障碼的定義和生成條件。②清除所有故障碼并進行確認。③模擬故障工況，運行車輛，以使故障重現(xiàn)。④再次讀取此時的故障碼。⑤區(qū)分間歇性故障碼和持續(xù)性故障碼。⑥區(qū)分與故障相關(guān)的故障碼和無關(guān)的故障碼。通過以上分析，進一步檢測故障碼所代表的傳感器、執(zhí)行器及相關(guān)電路狀態(tài)等，以便確定故障點的準確部位。（2）數(shù)據(jù)流分析法。數(shù)據(jù)流分析法是指利用故障診斷儀來讀取車輛相關(guān)數(shù)據(jù)，然后通過對該數(shù)據(jù)進行分析，查找故障原因的方法。數(shù)據(jù)流分析主要包括分析車輛數(shù)據(jù)的數(shù)值變化規(guī)律、數(shù)值變化范圍、數(shù)值響應(yīng)速率、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)間的響應(yīng)情況、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)間的關(guān)系，以及對比相同車型在相同條件下的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)的差別等。5）換件診斷法當懷疑某個元件發(fā)生故障時，可用一個好的元件替換，然后進行驗證。替換后，如果故障消失，則證明判斷正確，故障點確實在此；如果故障特征沒有變化，則證明故障點不在此處；如果故障有所好轉(zhuǎn)但未完全排除，則表明可能除了此處故障外，還存在其他故障，需要進一步查找。換件診斷法是一種行之有效的常用方法，被廣泛應(yīng)用于具備條件的維修企業(yè)。6）故障征兆模擬診斷法在新能源汽車故障診斷中，常會遇到某些在平時無明顯征