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一汽 - 大众 ID.4 CROZZ 偶发车门无法开启的故障诊断

“双积分”办法下企业合规测算工具开发与应用

《汽车电气设备构造与维修》课程“1+X”课证融通体系探索

汽车智能座舱热点分析及发展趋势展望

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CONTENTS 目次

QICHE YU JIASHI WEIXIU

006 新能源维修技术 NEV TECHNOLOGY

吉利帝豪EV450纯电动汽车Ready灯不亮案例分析

一汽-大众ID.4 CROZZ偶发车门无法开启的故障诊断

009 维修笔记│REPAIR NOTES

奔驰车系故障诊断笔记（11）

广汽本田车系故障诊断笔记（23））

014 故障排除│TROUBLE CLEARING

LIN线故障导致长安福特福克斯电子扇不工作引起

温度过高报警

上汽通用雪佛兰迈锐宝XL为何遥控解锁和闭锁车门时

行李舱盖会自动开启

017 学术│ACADEMIC

“双积分”办法下企业合规测算工具开发与应用

基于DOE数据分析的车门辊压窗框外观工艺研究

仪表板支架组件尺寸合格率提升探讨

基于三次B样条曲线拟合的主车轨迹预测算法的研究

某乘用车的车身正面碰撞性能仿真分析

某三缸机车型蠕行工况整车抖动共振的分析与改善

浅谈车门防水膜漏水问题整改及优化方法

一种新能源车辆报警策略

某轻型电动客车扭杆安装点强度优化

《汽车电气设备构造与维修》课程“1+X”课证融通体系探索

疫情背景下汽车检测与维修专业信息化网络课程改革研究

之名师工作室助力网络课程建设

汽车智能座舱热点分析及发展趋势展望

浅析比亚迪e5无法慢充的故障诊断与排除

上海法兰克福汽配展 展位号:5.2F27 2021.11.24-27

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新能源维修技术

NEV TECHNOLOGY

006 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：黄丹妮

吉利帝豪 EV450 纯电动汽车 Ready 灯不亮

案例分析

关键词 ：Ready 灯、P-CAN

故障现象 ：一 辆 2018 年 产 吉 利

帝 豪 EV450 纯 电 动 汽 车， 行 驶 里 程

2.8 万 km。用户反映该车踩下制动踏

板按下起动开关后，仪表板上 READY 灯

不亮，SOC 有显示，动力系统故障灯点

亮，动力电池指示符号不变黄，蓄电池

充电指示灯、电子驻车制动（EPB）故

障灯和车辆稳定系统（ESC）故障灯点亮，

高压不能上电。

检查分析 ：维修人员接车后试车，

故障现象属实。打开车辆前舱盖，检查

前舱电机控制系统、低压线束和高压线

束的插接器以及低压蓄电池电压，均正

常。用故障诊断仪检测，发现诊断仪无

法与整车控制器（VCU）建立通讯 ；在

仪表控制单元和电池管理系统（BMS）

均存有当前故障码“U111487——与整

车控制器丢失通讯”。

整车控制器（VCU）是纯电动汽车整

车控制系统的核心，承担了数据交换与管

理、故障诊断、安全监控以及驾驶人意

图解析等功能。VCU 还能够通过 CAN 总

线协调 BMS、电子换挡器、电机控制器、

组合仪表、EPB、ESC、安全气囊模块以

及空调等系统控制单元相互通信。因此

根据故障现象和故障码的提示，可初步

判定故障与 VCU 相关，故障原因可能为：

VCU 供电故障 ；VCU 通讯故障 ；VCU 本

身故障。

首先，对 VCU 的供电故障进行检查。

根据维修手册和相关电路图可知（图 1），

VCU 具有多路供电电源。VCU 常电出现

故障，诊断仪将不能进入 VCU 模块 ；而

VCU 的 IG 电出现故障，诊断仪则可以进

入 VCU 模块。因此结合故障现象，直接

检查 VCU 的常电电源。

用万用表测量 VCU 插接器 CA66 的

12 号端子， 对搭铁电压为 11.96 V（标

准 值 为 11.00 ～ 14.00 V）， 正 常。检 测

插接器 CA66 搭铁端子的导通性，由图 1

可知，1 号、2 号、26 号和 54 号端子为

搭铁端子。关闭起动开关， 断开 CA66，

用万用表分别测量 1 号、2 号、26 号和

54 号端子与车身搭铁之间的电阻值，测

量结果如表 1 所示。

图 1 整车控制器（VCU）相关电路

VCU——整车控制器 Br/W——棕 / 白 Y——黄色 R/B——红 / 黑 R——红色

W/B——白 / 黑 L/B——蓝 / 黑 Gr/O——灰 / 橙 L/W——蓝 / 白 Gr——灰色 B——黑色

测量部位 实测

数据/Ω

参考

数据/Ω

是否

正常

1号端子 0.68 ＜1.00 正常

2号端子 0.72 ＜1.00 正常

26号端子 0.69 ＜1.00 正常

54号端子 0.54 ＜1.00 正常

表 1 VCU 搭铁端子导通性测量结果

根 据 上 述 检 测，

VCU 的供电和搭铁均

正常，于是维修人员

开 始 检 查 VCU 的 通

讯线路。

VCU 通 过 CAN

总 线 进 行 通 信。 查

阅 资 料 得 知， 如 果

是总线故障导致无

法 上 电， 那 么 动 力

CAN（P-CAN） 存 在

故障的可能性更大。

由 图 1 可 知， 插 接

器 CA66 的 7 号端子

和8号端子分别是

P-CAN 的 CAN-H 和

CAN-L 线。

（下转第 8 页）

新能源维修技术

NEV TECHNOLOGY

007 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：毕方英、张颖

一汽 - 大众 ID.4 CROZZ 偶发车门无法开启

的故障诊断

关键词 ：纯电动、无钥匙进入、

车门外把手触摸传感器、软件升级

故障现象 ：一辆 2021 年产一汽 - 大

众 ID.4 CROZZ 运动型多功能车，行驶里

程 1.2 万 km。用户因偶发无钥匙进入功

能失效无法打开车门报修。

检查分析 ：维修人员与用户沟通，

当用户携带钥匙用手按住车门外把手触

摸传感器开门时，偶尔会出现拉不开车

门的现象，但是用遥控钥匙能够正常开

锁和闭锁。维修员检查车辆，并未出现

用户所述现象，于是先根据该车型门锁

的结构与原理，进行如下 3 方面的操作，

以判断问题所在。

（1）携带多功能钥匙接近车辆，或

者遥控钥匙在工作距离内，并用手按压

车门外把手触摸传感器（图 1），钥匙上

工作指示灯时而亮起时而不亮，车门不

能开启。原地晃动钥匙或多次按压车门

外把手触摸传感器， 偶发车门可开启。

由此判断故障不在车门外把手或锁块的

机械机构上。

（2）作为新能源车，为提高事故安

全性，ID 车型的车门锁比传统车门锁增

加了积极打开功能，车门锁增加了一条

机械拉索（图 2）。当出现碰撞事故、门

锁电气故障或车辆供电电压缓慢降低到

10 V 以下时，机械拉索会自动结合，用

户只要稍用力向上拉车门，可紧急打开

车门把手。因此当通过车门外把手触摸

传感器无法打开车门锁时，维修人员采

用紧急打开车门的方式向上拉车门外把

手，但车门依然无法打开，说明车门锁

没有进入紧急状态。

（3）维修人员打开门锁装饰盖板（图3），

用机械钥匙能够正常开启和闭锁车门锁，

说明车门控制单元能够根据此信号，正

常对门锁电机进行控制。

做 完 上 述 检 查， 维 修 人 员 没 有 发

现什么有用的信息，于是用故障诊断仪

VAS6150 对车辆进行检测， 未发现任何

故障码。查看开启车门时的数据流，也

未发现异常。用诊断仪对车门锁进行执

行元件诊断，执行元件能够作动，判断

车门控制单元功能正常。

因为获得的故障线索有限，维修人

员没有盲目维修，而是根据用户的使用

环境条件， 尝试使故障再现。另外， 由

于无钥匙进入功能涉及面较广，因此维

修人员还多次进行不同环境条件下不能

开锁的故障模拟，以便找出故障的规律

性。经过一天的尝试，在不同的时间段

共复现 3 次车门无法正常开启的现象，

具体如下。

第一次故障重现时，钥匙上的遥控

指示灯不断闪烁。在故障重现之前，维

修人员反复通过左前门车门外把手触摸

传感器解锁和闭锁约 5 次。

第二次是通过左前车门外把手触

摸 传 感 器 反 复 解 锁 和 闭 锁 3 次 之 后，

锁 车 时 不 能 闭 锁， 再 按 压 2 次 后 才 成

功闭锁。等待 5 ～ 6 s 后解锁不能成功

图 1 按压车门外把手触摸传感器开锁 （钥 匙 遥 控 指 示 灯 一 直 在 闪）， 再按压

图 2 带机械拉锁的门锁 图 3 用机械钥匙开启门锁的锁孔

新能源维修技术

NEV TECHNOLOGY

008 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

3 ～ 4 次之后成功解锁。

第三次是通过遥控功能开车门时，

前照灯、尾灯以及迎宾灯光打开，外后视

镜从折叠状态打开，此时按压左前门车门

外把手触摸传感器却无法打开车门，钥匙

遥控指示灯也不闪烁。再次按压左前门车

门外把手触摸传感器时，车辆出现闭锁。

之后再按压触摸传感器 2 ～ 3 次， 钥匙

遥控指示灯再次闪烁，可以正常解锁。

根据 ID 车型无钥匙进入系统工作原

理（图 4），当遥控钥匙接近车辆或按压

车门外把手触摸传感器时，进入及起动

许可控制单元 J965 通过其天线搜索钥

图 4 无钥匙进入及起动系统布置图

匙，钥匙再通过其发送器发出带密码的

开门申请， 此时钥匙上的指示灯闪亮。

车载电网控制单元 J519 接收到钥匙发

出的开门申请后，进行钥匙身份认证和

密码审核，并再次与钥匙进行定位和身

份确认。认证完成后车辆网络控制单元

ICAS1 向舒适系统及车门控制单元发布

迎宾灯开启、后视镜打开及车门解锁。

按压左前车门外把手触摸传感器不

能解锁，此时遥控钥匙上的红色指示灯

闪烁，这说明车门外把手触摸传感器肯

定没问题 ；前照灯、尾灯灯光打开， 后

视镜能从折叠打开，但多次按压车门外

把手触摸传感器无法打开车门，这说明

车辆的防盗系统没有问题。综合上述检

查和分析，维修人员初步判断为遥控钥

匙问题或车辆网络控制单元 ICAS1 软件

有问题。

由于没有确切证据，维修人员只能

通过质保部门，运用车辆数据总线信息

记录仪，采集内部工作流并将数据流传

回总部。总部反馈该车的车门控制单元

内部无故障码，功能异常的原因为车门

控制单元检测到 ICAS1 转发过来的 ESP_

Signal 信号， 触发车门控制单元进入合

理的机械模式。电控汽车安全设计理念

下，当检测不到车速时，必须确保车门

能被打开，而机械模式是最可靠的开门

模式。只不过是此种情景属于误触发，

造成车门开启异常。

故障排除 ：对该车进行软件刷新，

升级车门控制单元的软件，故障得以彻

底解决。升级后的软件修改了原程序中，

车门控制单元关于车速信号的逻辑控制

关系。升级后的软件确保控制单元不会

错误进入应急模式，即不会出现停车时

无钥匙进入功能异常的现象。

（上接第 6 页）

P-CAN 在 电 机 控 制 器

（MCU） 和 BMS 上 分 别 串 联 了

一 个 120 Ω 的 终 端电 阻， 动 力

CAN（P-CAN） 与 MCU 和 BMS

连接电路如图 2 所示。

关闭起动开关，断开蓄电池

负极， 拔下插接器 CA66， 分别

测量 7 号端子和 8 号端子对搭

铁电阻，均为无穷大，正常 ；测

量 7 号 和 8 号 端 子 间 电 阻， 也

为无穷大，明显不正常（正常为 图 2 动力 CAN（P-CAN）与 PEU 和 BMS 连接电路

60.00 Ω ）。由此怀疑插接器 CA66 的 7

号或者 8 号端子相连线束有故障。

通过分析图 2， 关闭起动开关， 断

开 插 接 器 CA58， 分 别 对 CA66 的 7 号

端 子 与 CA58 的 21 号 端 子 间 的 电 阻 为

0.90 Ω ， 导通 ；测量 CA66 的 8 号端子

与 CA58 的 20 号端子间的电阻为无穷大，

存在断路。

故障排除 ：根据维修手册要求修复

线束， 重新按下起动开关， 车辆上电，

仪表 READY 灯点亮，无其他故障警告灯

点亮，故障排除。

维修笔记

REPAIR NOTES

009 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：林宇清

  大多数汽车的故障检测过程大同小异，其核心技术不在于找到故障根源，而在于是否形成正确的诊断思路。

比如通过综合分析车辆维修历史、故障码、数据流、原理图和电路图等信息，从中发现线索，然后再结合工作

经验快速、准确地找到故障原因，最终排除故障。

  培养诊断思路不是一朝一夕的事，需要技师在工作中不断总结经验、学习他人的检测方法，并在实践中触

类旁通、举一反三，日积月累才能成为故障诊断的“大师”。

奔驰车系故障诊断笔记 11

故障 22

关键词 ：空气悬架压力传感器、

空气压缩机

故障现象：一 辆 2012 年 产 进 口

ML350 运动型多功能车，配备 M276 型

3.5 V6 发动 机 和 7 挡手自一 体变 速器，

行驶里程 5.3 万 km。用户反映早上用车

时发现车身高度很低。

检查分析 ：维修人员检查车辆车身

高度，并无异常 ；起动车辆后按下车身

高度调节开关，仪表盘提示车辆正在升

起，同时车身高度慢慢地上升。查看车

辆维修记录，无任何保养和维修记录。

询问用户得知，车辆昨晚停在车库里，

早上用车时发现后部车身塌陷，高度很

低 ；但起动车辆后高度又变正常了。初

步判断为偶发性的故障。

用 XENTRY 对 车 辆 进 行 快 速 测

试，结果空气悬架控制单元有故障码 ：

C155664——系统压力压缩空气传感器

存在故障，存在一个不可信的信号。从

故障码来看，其产生的原因可能为 ：空

气悬架压力传感器故障、控制单元故障

或者二者之间的线路故障。

对故障码进行引导测试，结果要求

使用专用工具接线盒测量传感器的供

电、搭铁和信号电压。根据电路图测量

空气悬架压力传感器（图 57），结果供电

端与搭铁端的电压为 5.0 V 左右（标准为

4.8 ～ 5.3 V），信号端与搭铁端的电压为

2.9 V 左右（标准为 0.5 ～ 4.5 V），均正常。

根据检测结果，引导测试要求检查空

气悬架压力传感器至控制单元的导线和插

接器。测量 Y36b1 至 N51/3 的导线，导通

良好，插接器连接牢固，无腐蚀痕迹。空

气悬架压力传感器线路和插接器均正常。

用 XENTRY 对空气压缩机以及压缩机和阀

体之间的管路进行气动检测，结果空气压

缩机短时间内就能建立 1 400 kPa 以上的

压力，且空气压缩机和阀体之间的管路

密封正常。

综合上述检查，表明空气悬架系统

处于正常状态，故障检测陷入困境。重

新分析检测思路，注意到用户反映的是

车身高度很低，这一细节涉及了空气悬

架的基本原理 ：奔驰空气悬架系统的压

缩机单元集成了空气压缩机和减压阀，

当空气压缩机或减压阀工作时，可向空

气减振器和储气罐充气或放气，从而调

节车身高度上升或下降。

尝试复现用户描述的故障现象，将

车辆停放在车间一晚上，第二天上班后

观察车身高度，但故障并未出现。再次

用 XENTRY 对空气压缩机进行气动检测，

仍是正常的。外出试车，结果车子行驶

图 57 空气悬架压力传感器相关电路图 正常。继续将车辆停放在车间，打算再

N51/3——空气悬架控制单元 Y36——空气悬

架阀门单元 Y36b1——空气悬架压力传感器

Y36y1——左前高度调节阀 Y36y2——右前高度

调节阀 Y36y3——左后高度调节阀 Y36y4——

右后高度调节阀 Y36y5——空气悬架中央存

储器增压阀 BU——蓝色 BK——黑色 V T——

紫色 PK——粉色 GY——灰色 WH——白色

BN——棕色

维修笔记

REPAIR NOTES

010 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

放置一晚看看，不过在临近下班时发现，

车身后部高度降低了很多，很明显后悬

架的空气包或管路存在漏气故障。这样，

检查方向转移至气路上。

将 车 辆 举 升， 用 XENTRY 逐 个 激

活 2 个后减振器的空气弹簧使身升高

（图 58），同时让一个技师在相应的空气

弹簧旁听诊。结果在激活过程中没有发

出明显的漏气声。在激活 2 个后减振器

空气弹簧上升至较高点后，将泡沫水洒

在空气弹簧及相应的空气管路表面后仔

细观察，未发现表面有气泡产生，说明

管路和空气弹簧没有泄漏。

对空气 压缩机进行 气动测试，结

果 压 缩 机 没有 建 立 压 力， 也没有发出

运 转 声， 即压 缩 机 没有 工作。 继 续 检

查空气 压 缩 机 为何没有运转。根 据 压

缩 机 单元 的 电 路 图（ 图 59），A9/1m1

的供电由控制单元通过继电器 F58KT

进 行 控 制， 同 时 通 过 W52/11 搭 铁 ；

熔丝 F58f238 用于防止压缩机因为运

转时间过长而损坏。

再次对空气压缩机执行气动检测，

并 在 检 测 期 间脱 开 A9/1m1 的插 接 器，

测量其供电与搭铁之间的电压为 12.0 V

左右，正常。这说明压缩机自身故障导

致无法运转。

故障排除 ：更换压缩机，然后气动

测试多次，结果均正常。连续停放 2 天

故障也未再出现。交车给用户，1 周后电

话回访，用户反映车辆一直正常，故障

彻底排除。

故障 23

关键词 ：燃油压力和温 度传感

器、燃油压力、高压油泵

故障现象 ：一辆 2019 年产进口奔驰

AMG GT 轿跑车，配备 M178 型 4.0T V8

发动机和 7 挡双离合变速器，行驶里程

2.5 万 km。用户反映车辆行驶中发动机

抖动，故障灯亮。

检查分析 ：维修人员通过系统得知

该车无任何维修记录。起动发动机，仪

表板 上 发 动 机 故 障 灯点 亮， 同 时发 动

机 抖 动。 熄 火 后 重 起， 故 障 依 旧。 用

XENTRY 对 车 辆 进 行 快 速 测 试， 结 果

发 动 机 控 制 单 元（ME） 存 储 有 2 个

故 障 码 ：P01BE17—— 油 轨 压 力 传 感

器 2 存在电气故障，超出电压极限值 ；

P050B00——在冷起动时点火角度设置

存在功能故障。

由故障码可以判断出，发动机故障

灯亮是由故障码 P01BE17 引起的，所以

维修人员决定先从该故障码入手。

执行故 障码 P01BE17 的引导 测 试，

引导步骤显示燃油高压实际值不正常，要

求检查左侧燃油压力和温度传感器 B42/2

的供电，以及 B42/2 的信号线电压。根

据引导测试步骤，按照要求使用专用工具

插线盒测量（图 60），测量结果均在正常

范围内。根据此结果，引导测试提示更

换左侧燃油压力和温度传感器 B42/2。

维 修 人 员 分 析 认 为， 直 接 更 换

B42/2 显 得 太 武 断， 注 意 到 在 引 导

步骤中系统显示的燃油高压值不正常

（ 图 61）。 据此提示，在发动机怠速运

转的 情况下，用 XENTRY 进 入 ME 读取

燃油压力实际值，结果两侧气缸列的燃

油高压值均不正常（图 62）。

图 58 激活 2 个后减振器的空气弹簧

图 59 压缩机供电电路图

A9/1——空气悬架压缩机单元 A9/1m1——压缩机 A9/1y1——空气悬架减压阀 F58——发动机舱熔

丝和继电器 模块 F58f238——熔丝 238 F58kT——空气悬 架继电器 N51/3——空气悬 架控制单元

X 2 5/ 2——发动机舱 / 汽车内部空间电气 连接器 W52/11——右前上部纵 梁 接地点 PK /BK——粉 / 黑

WH——白色 RD/BK——红 / 黑 WH/BK——白 / 黑 GY/WH——灰 / 白

维修笔记

REPAIR NOTES

011 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

图 61 引导测试中显示的燃油高压值不正常

图 62 两侧气缸列的燃油高压值均不正常

图 63 燃油高压油路示意图

19a——左侧燃油高压泵 19b——右侧燃油高压泵 B42/1——右侧燃油压力和温度传感器

B 42/ 2——左侧燃油压力和温 度传感器 Y 76/1——1 缸的喷油器 Y 76/ 2——2 缸的喷油器 Y 76/3——

3 缸的喷油器 Y 76/4——4 缸的喷油器 Y 76/5——5 缸的喷油器 Y 76/6——6 缸的喷油器 Y 76/ 7——7

缸的喷油器 Y 76/8——8 缸的喷油器 Y94/1——左侧油量调节阀 Y94/2——右侧油量调节阀

图 64 流量调节阀的控制波形正常

图 65 两侧气缸列燃油高压值均正常

该款发动机的燃油供应系统由低压

回路和高压回路组成，燃油泵产生大约

0.40 ～ 0.67 MPa 的燃 油 低 压。燃 油经

过滤清器过滤杂质和吸收不规则的压力

波动后进入高压油泵，由高压油泵压缩

至最高 20.00 MPa，然后通过喷油器以

高压喷入气缸内燃烧。

另外，在两侧高压油泵上各集成了

一 个流 量 调节阀（Y94/1 和 Y94/2），由

ME 的脉冲宽度调制（PWM）信号促动，

可根据需求调节进入高压油泵的燃油流

量。油轨两侧各集成了一个燃油压力和

温度传感器，分别监测油轨左侧和右侧

的燃油压力和温度，相应的信号传送给

ME 评估，用于调节油压（图 63）。

结合燃油系统的工作原理，两侧的

燃油压力和温度传感器都是独立工作

的。换言之，左侧燃油压力和温度传感

器 B42/2 并不会影响右侧气缸列的燃油

高压值。因此，可以判断两侧气缸列的

燃油高压值不正常是由于高压油泵建立

的油压不足引起的。当然，左侧气缸列

也存在 B42/2 信号不准确的可能，但在

此暂时不考虑该可能。

分析高压油泵无法建立高压的因

素，除了自身之外，还有燃油低压回路、

流 量 调节阀及 其控 制电 路等。维修人

员先用燃油表测量了油路的低压值，为

0.57 MPa 左右，在正常范围，排除低压

回路故障的可能。

流量调节阀有 2 个端子，查看电路

图得知，这 2 个端子都是连接至 ME。其

中一个由 ME 通过 PWM 信号进行控制，

另一个搭铁。将示波器 HMS 分别连接到

Y94/1 和 Y94/2 的控 制线 上，在 起动车

辆时测量控制波形，结果有稳定的波形

输出（图 64），说明来自 ME 的控制正常。

在 怠 速 工 况 下用 XENTRY 促 动 2

个流 量 调节阀，结果调节阀的控 制角

度可在正常范围内变化，说明流量调

节阀正常。

综合上述检查，可以判断燃油高压

不足是由于高压油泵故障引起的。

故障排除 ：更换 2 个高压油泵总成，

然后再次读取燃油压力实际值，结果两

侧燃油高压值均正常（图 65）。试车，车

辆行驶正常，故障彻底排除。

（待续）

图 60 专用工具检测盒

维修笔记

REPAIR NOTES

012 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：赵月

广汽本田车系故障诊断笔记

  维修人员在日常工作中，常会与一些新奇故障不期而遇。这些故障时而令人感到异常棘手，时而让人兴奋

不已，它们在考验人的同时，也让其技术水平得到提高。如果人们能养成一种习惯，及时记录下故障的一些重

要信息，就能为今后的工作带来极大便利。笔者结合自己工作中遇到的实际问题，通过对故障现象、特点和形

成机理的深入剖析，旨在总结出一些即符合本人特点，又能行之有效的诊断方法。笔者以为这不失为一条提高

技术的途径，希望通过自己的这些切身体会来与大家分享汽车故障诊断的思路。

23

故障 55

关键词 ：换挡杆、解锁按钮、换

挡锁止电磁阀、加速踏板

故障现象：一 辆 2019 年 产广汽 本

田奥德赛多用途车，搭载 2.0 L 发动机

和电控无级变速器（ECVT），行驶里程

3.4 万 km。用户因为导航主机黑屏来店

索赔更换导航主机，维修人员更换完导

航主机后，维修顾问准备交车时，发现

起动后换挡杆无法从 P 挡移出，车辆无

法从车间开出。

检查分析 ：负责维修的维修人员接

车 后 检 查， 起 动 车 辆 踩 制 动 换 挡， 按

换挡杆上的解锁按钮时发现按不动（图

188），踩下制动踏板后制动灯可以正常

点亮。经询问更换导航主机的维修人员

得知，用户车辆进 店时车辆换 挡正常，

图 188 换挡杆上的解锁按钮按不动 图 189 换挡锁止电磁阀工作模式

更换导航时也可以将换挡杆移出 P 挡。

更换导航后，当时维修人员确认换挡杆

操作顺畅后熄火。

此故障是在更换导航后出现，维修

人员认为与更换导航有直接关系，但重

新拆装导航未发现异常。用专用故障诊

断仪 HDS 检测车辆，各系统未发现任何

故障码。换挡锁止系统的作用是避免在

某些特定情况下移动换挡杆，换挡锁止

电磁阀通常时关闭（图 189a）。在 P 挡

位置起动发动机后，换挡锁止挡块可防

止换挡杆从 P 挡位置移到其他任何挡位。

踩下制动踏板且未踩下加速踏板时，动

力系统控制单元 PCM 指令换挡锁止电磁

阀打开（图 189b），换挡锁止电磁阀中的

柱塞拉动换挡锁止挡块以松开锁销，此

时可以按下换挡杆解锁按钮使换挡杆移

到其他任何位置。如果同时踩下制动踏

板和加速踏板时，PCM 不会打开换挡锁

止电磁阀，且换挡锁止系统保持锁止。

打开点火开关，当踩下制动踏板时，

换挡杆处听不到换挡锁止电磁阀工作的

声音。虽然确认过制动灯在踩制动踏板

时可以正常点亮，但还是无法确认控制

单元接收到了制动信号。查看制动开关

相关和换挡锁止电磁阀相关电路图并结

合故障现象（图 190 和图 191），分析故

障可能原因有 ：①制动灯开关故障 ；②

换挡锁止电磁阀熔丝故障 ；③换挡锁止

电磁阀线路故障 ；④换挡锁止电磁阀本

身故障 ；⑤换挡拉线失调或断裂 ；⑥驻

车机构故障。

使用 HDS 诊断仪，踩下制动踏板，

查看发动机数据流中的制动开关显示为

打开（图 192），证明发动机控制单元接

收到了制动开关信号，排除制动灯开关

故障的可能性。

检查换挡锁止电磁阀的供电熔丝 B5

（7.5 A），该熔丝在仪表板下熔丝 / 继电

器盒 中（ 图 193）。经检查 该 熔丝 正常，

证明换挡锁止电磁阀的电源没问题。

由于换挡锁止电磁阀线路需要拆卸

换挡机构检查，比较费时，所以本着先易

后难的维修理念，先通过 HDS 诊断仪对

维修笔记

REPAIR NOTES

013 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

图 190 制动开关相关电路图

图 191 换挡锁止电磁阀电路图

图 192 制动开关处于打开的状态

图 194 故障车节气门相关数据异常

图 195 正常车辆的节气门相关数据

图 196 加速踏板与脚垫异常接触

图 193 换挡锁止电磁阀的供电熔丝 B5 位置

发动机数据流进行仔细的排查分析，发现

一个异常点 ：节气门位置（TP）传感器的

数值达到 61%，而且与节气门有关的数据

都显示过大（图 194）。找一辆同款正常车

辆，不踩加速踏板时，TP 传感器的数值

18%（图 195），难道是加速踏板没有回位。

仔细检查加速踏板发现，加速踏板与脚垫

有异常接触（图 196），导致加速踏板无法

回位，至此找到故障点。

故障排除 ：重新调整脚垫位置，使

加速踏板回位，车辆可以正常换挡。

（待续）

故障排除

TROUBLE CLEARING

014 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：邱志文、傅千里

LIN 线故障导致长安福特福克斯电子扇不工

作引起温度过高报警

关键词 ：冷却液温度、冷却风扇

总成控制器、LIN 线、PCM

故障现象 ：一辆 2015 年产长安福

特福克斯轿车，搭载 1.6 L 发动机和 6 挡

手自一体变速器， 行驶里程 9.5 万 km。

用户反映该车行驶过程中，发动机仪表

板显示冷却液温度过高。

检查分析 ：维修人员接车后未发现

有发动机冷却液温度过高现象。试车行

驶一段时间后，仪表板再次提示发动机

冷却液温度过高，水温表指示达到顶峰

值。在试车过程中，维修人员发现发动

机冷却风扇未工作。

用故障诊断仪检测，在发动机控制

单元读取到故障码“P0480——PCM 风

扇 1 控制电路 ：电路开路”。根据故障现

象以及故障码初步分析，故障原因包括

以下几点 ：①冷却风扇相关线路故障 ；

② 冷 却 风 扇 总 成 控 制 器 本 体 故 障 ；③

动力系统控制单元（PCM） 性能故障 ；

④ PCM 与冷却风扇总成控制器之间线路

故障 ；⑤冷却风扇本体故障。

因冷却风扇无法工作这个故障现象

较为明显，维修人员决定在故障出现时，

使用诊断仪查看 PCM 的电子扇驱动信

号。当发动机温度过高时，能看到 PCM

发给冷却风扇总成的驱动占空比指令，

证明 PCM 能正常发出指令控制冷却风扇

工作，但冷却风扇无动作。PCM 对冷却

风扇总成控制电路如图 1 所示。

根据发动机冷却风扇相关电路图

（图 2）， 分别测量冷却风扇总成控制器

的 1 号端子（供电）及 2 号端子（搭铁），

均为正常，暂且认为冷却风扇总成控制

器工作正常。因没有相同的冷却风扇总

成进行替换试验，故在发动机冷却风扇

总成控制器与风扇电机的连接线束之间

并联试灯进行测试。待发动机温度下降

后，起动发动机后再开启空调，空调运

行后风扇电机不工作，故障依旧。

接着测量发动机冷却风扇总成控制

器 4 号端子（LIN 线）接收驱动信号（占

空比）情况。使用试灯检测 4 号端子驱

动占空比信号变化，发现试灯闪烁状况

不能随着驱动占空比的变化而变化，正

常情况应该是在 0 ～ 12 V（即占空比波

谷与波峰）变化， 信号脉冲宽度越高，

（下转第 16 页）

图 1 PCM 对冷却风扇总成控制电路

图 2 冷却风扇相关电路图

故障排除

TROUBLE CLEARING

015 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

文 ：赵耀龙

上汽通用雪佛兰迈锐宝 XL 为何遥控解锁和闭

锁车门时行李舱盖会自动开启

关键词 ：行李舱盖、自动开启、

左前危险警告灯

故障现象 ：一辆上汽通用雪佛兰迈

锐宝 XL 轿车， 搭载 1.5T 发动机和 6 挡

手自一体变速器， 行驶里程 1.2 万 km。

用户反映在按遥控钥匙上的解锁或闭锁

按键时，该车的行李舱盖会自动开启。

检查分析 ：维修人员试车，故障现

象如用户所述（图 1）， 第一感觉就是

闭锁和解锁的驱动电路与行李舱开启

的驱动电路发生了短路。检查该车车

况，由于车辆较新，整车线路状况较好，

也没有发现特殊的改装情况。该车的门

锁驱动线路与行李舱开启驱动电路位

置相对较远， 按理应该很难发生交集，

而且电路图也能很好地印证这点。实际

测量了一下行李舱驱动电路与车门电

机驱动电路的导通情况，事实证明也确

实没有导通。

现 在 的 车 辆 都 是 高 度 智 能 化， 所

实现的功能都由程序控制，并且车辆各

控制单元之间可以通过局域网络交互来

实现信息共享。为了拓展车辆功能，有

的用户会去专业门店改写程序 ；或者在

OBD 接口上插一个协议盒子，来实现想

要的功能。这种情况下会导致一些奇怪

故障的发生，以前遇到过此类的案例。

于是维修人员询问车主，得知并没

有改动过原车程序，但是为了能够实现

遥控开窗功能，自己购买了一个 OBD 接

口的协议盒子。其功能是 ：连续按 2 次

遥控钥匙的闭锁键，可以实现关闭四门

车窗功能 ；连续按 2 次解锁键， 实现打

开四门车窗功能。得知这一信息，因为

涉及到了遥控功能，维修人员怀疑这与

故障相关。拔掉 OBD 接口上的协议盒子

（图 2）， 断开蓄电池负极 3 min， 彻底

清除其对整车网络的影响。重新连接负

极电缆，发现故障并没有消失。

一时没有了思路，无奈只好重新反

复验证车辆故障，期间发现故障发生的

时间似乎和危险警告灯的点亮时间较为

同步。当遥控解锁或闭锁车辆时，危险

警告灯都会闪烁以告知驾驶员车辆的状

态，闭锁时闪烁 1 次，解锁时闪烁 2 次。

维修人员找到了新的维修思路，危险警

告灯的电路是不是会和行李舱盖的驱动

电路发生某种瓜葛，从而造成故障。

逐个断开危险警告灯的线路插接器，

当断开左前危险警告灯灯泡时，故障消

失了，看来思路是正确的。将左前危险

警告灯的线路恢复，按下遥控解锁或闭

锁键仔细观察，发现左前危险警告灯的

亮度似乎比右侧稍微暗一些（图 3）。这

会不会和故障有关联？

查看危险警告灯的驱动电路图

（图 4）， 可以看到左前危险警告灯的驱

动电路搭铁不良，电流会重新找到另一

条回路，流向行李舱盖的驱动电机，和

电机串联后流向负极。这时左前危险警

告灯和行李舱盖电机都会工作，只是各

自 功 率 都 会 降 低， 这 就 很 好 地 解 释 了

图 1 遥控解锁或闭锁时行李舱盖自动开启 图 2 车主自行加装的 OBD 接口协议盒子 图 3 左前危险警告灯的亮度暗一些

故障排除

TROUBLE CLEARING

016 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

左前危险警告灯的亮度比右侧暗一些

的原因。

根据维修手册找到左前危险警告灯

的搭铁点，该搭铁点位于水箱框架左侧，

比较隐蔽。检查搭铁点良好，但搭铁线

图 4 危险警告灯驱动电路

图 5 左前危险警告灯的搭铁线断裂

已经断裂（图 5）。

故障排除 ：重新焊接搭铁线并作包

扎处理，故障彻底消除。

回顾总结 ：该车之前曾发生过事故，

在其他修理厂维修过。可能就是那次事

故造成了左前方的危险警告灯灯泡搭铁

线的断裂。而事故维修中，由于搭铁点

较为隐蔽，做事故维修的修理厂并没有

注意到，导致故障的发生。

本案例中，发现行李舱盖开启和危

险警告灯点亮之间的同步关系，是解决

问题的关键。所以在修复故障的过程中，

彻底验证故障是非常重要的。

（上接第 14 页）

灯泡亮度越强。此时发动机已经运转一

段时间，PCM 有驱动控制信号发出，但

发动机冷却风扇总成未收到信号指令，

可初步判定 LIN 线存在线路故障。

用万用表测量发动机冷却风扇总成

控制器 4 号端子与 PCM 插接器的 13 号

端子间是否存在断路现象。在检查线路

中发现该线路中有一个插接器 C90， 与

蓄电池连接盒（BJB）相连。测量 PCM

的 13 号端子与 C90 插接器端的线路导

通 性， 为 正 常 ；测 量 蓄 电 池 连 接 器 与

风扇总成控制器间的线路导通性，也为

正常 ；检查插接器 C90 与蓄电池连接盒

图 3 PCM 控制冷却风扇的 LIN 线断路

LIN 总线发生故障时的故障现象， 就可

以判断出发生断路点的大概位置。

（BJB） 连 接， 发 现 控 制 冷 却 风 扇 的 紫

色线端子插接口过大（图 3）。

故障排除 ：把该端子插接口重新处

理后安装试车，故障现象消失，故障排除。

回顾总结 ：对于 LIN 线故障主要分

为短路和断路 2 种。当 LIN 总线短路时，

无论是对正极短路， 还是对负极短路，

LIN 总线都会关闭， 无法工作。当 LIN

总线断路时，当断点在总线路上时，所

控制的从属控制单元均不能正常工作 ；

而当断点出现在分支线路处时，则分支

从属控制单元不能正常工作。由此根据

故障车电路可以看出，发动机冷却风扇

与 PCM 之间的呈单线连接关系， 结合

学术 | 制造研究

ACADEMIC

017 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

“双积分”办法下企业合规测算工具开发与应用

Development and Application of Enterprise

Compliance Calculation Tool under the

“Dual-Credit”Management Method

（1. 广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州 511434 ；2. 中国汽车技术研究中心有限公司 · 中汽数据有限公司，天津 300300）

（1.Automobile Engineering Institute，Guangzhou Automobile Group Co.,Ltd.，Guangzhou 511434，China ；

2.Automotive Data of China Co.,Ltd.，China Automotive Technology and Research Center Co.,Ltd.，Tianjin 300300，China）

田野1

、曹一哲 2

、王师 1

、李宏伟 2

摘要 ：随着第五阶段双积分管理办法的实施，乘用车企业面临的双积分考核目标进一步加严，除大力发展新能源车之外，传统能源车节能降耗也是企业至关重要的合

规手段。在传统车节能技术方面，增压、直喷和起停等常规节能技术虽然成本较低，但节油效果有限，而节油效果更好的 48 V 轻混、HEV 强混等技术，其技术使用成

本较高。因此，企业必须在降低油耗与缩减成本之间取得平衡。本文综合考虑积分办法核算要点及企业油耗、积分与成本测算流程，建立了一个简便易行的企业合规

测算工具。该工具通过导入现有产品技术状态及各产品技术升级路径，可测算得到不同技术升级方案下企业的积分情况及合规成本等。之后企业可通过对各方案计算

结果的综合评估，最终形成符合自身发展需求的节能技术升级方案。

关键词 ：双积分 ；节油效果 ；合规成本 ；合规测算工具

中图分类号 ：U468.3 文献标识码 ：A

Absrtact ：With the implementation of the phase V dual-credit management measures，the dual-credit assessment goals faced by passenger car Enterprises

have been further tightened. In addition to vigorously developing new energy vehicles，energy saving and consumption reduction of traditional energy vehicles

is also a vital compliance measure for Enterprises. In terms of traditional vehicle energy-saving technologies，conventional energy-saving technologies such as

turbocharging，direct injection and start-stop have low cost，but the fuel-saving effect is limited，while technologies such as 48 V MHEV and HEV with better fuelsaving effect have high cost. Therefore，enterprises must strike a balance between reducing fuel consumption and reducing costs. This paper comprehensively

considers the accounting points of the dual-credit management method and the calculation process of CAFC，credit and cost, and establishes a simple and

easy enterprise compliance calculation tool. The tool can calculate the credit situation and compliance cost of enterprises under different technology upgrading

schemes by importing the existing product technology status and each product technology upgrading path. After that，users can finally form an energy-saving

technology upgrading scheme in line with their own development needs through the comprehensive evaluation of the calculation results of each scheme.

Key words ：dual-credit ；energy saving effect ；compliance cost ；compliance calculation tool

Tian Ye1

、Cao Yizhe2

、Wang Shi1

、Li Hongwei2

0 引言

2021 年起，乘用车燃料消耗量五阶段标准开始实施。新阶

段标准在企业油耗核算方面进一步加严，如新能源车核算倍数继

续逐年降低，由 2021 年的 2 倍逐步降至 2025 年的 1 倍，预示着

生产新能源车在企业油耗核算方面优惠力度的下降。另外，企业

达标放大倍数也持续下降，由 2021 年的 123% 逐步降至 2025 年

的 100%，预示着企业油耗达标压力逐年升高。

2020 年 6 月，工业和信息化部发布了适用于 2021 ～ 2023

年的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理

办法》（以下简称“双积分”办法）。新一版双积分办法首次引

入“低油耗乘用车”概念，明确了低油耗乘用车的定义及鼓励

措施，这体现了国家对企业在生产燃油经济性表现优异传统能

源车方面的引导 [1]。

由此可见，随着政策法规对企业油耗核算的加严，新能源车

参与核算方面优惠力度的减弱，以及对“低油耗乘用车”鼓励措

施的引入，传统能源车如何节能降耗，传统车节能技术应如何投

放才能既满足合规要求，又尽可能降低成本，成为各乘用车企业

未来关注的重点 [2]。

本文综合考虑积分办法核算要点及企业油耗、积分与成本测算

流程，基于 MATLAB 建立了一个简便易行的企业合规测算工具（图

1）。该工具通过导入现有产品技术状态及各产品技术升级路径，

可测算得到不同技术升级方案下企业的积分情况及合规成本等。

之后企业可通过对各方案计算结果的综合评估，最终形成符合自

身发展需求的节能技术升级方案 [3-4]。

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018 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

1 合规测算工具构建思路

1.1 整体思路

该合规测算工具的整体思路为，首先输入企业现有车型参数

信息与未来各年整体规划信息 ；然后对需要进行技术升级的相关

车型进行技术升级配置选择，形成各技术方案。再利用工具内嵌

的运算逻辑与数据库，程序可自动测算出技术升级后相关车型的

油耗及技术升级成本，从而最终得到各技术方案下企业的积分情

况及整体技术升级成本（图 2）。

1.2 数据输入

该合规测算工具在进行合规测算之前需要输入以下 3 类数据。

第一类是企业现有车型参数信息，包括企业目前在产各车型

的燃料类型（汽油、柴油、混动和纯电等）、混动类型（MHEV、

HEV、PHEV 和 REEV）、发动机参数（排量、气缸数和进气方式等）、

变速器型式、变速器挡位数、整备质量、油耗、纯电续航以及产

量占比等共 24 个参数。

第二类为企业整体规划信息，即企业在目标年份的总产量规

划及各车型占比规划。

第三类为技术升级配置选择信息，即对需要进行技术升级的

车型及总成进行技术升级配置勾选及总成占比输入，与企业现有

车型参数对应，共 24 个参数。

1.3 工具运算

该合规测算工具利用内嵌的运算公式与技术经济性数据库

完成测算。内嵌运算公式包括总成油耗实际值、目标值、达标

值计算公式、企业平均油耗实际值、企业平均油耗目标值、企

业平均油耗达标值计算公式、新能源单车积分计算公式、企业

油耗积分与新能源积分计算公式、总成技术升级成本计算公式、

企业整体技术升级成本计算公式以及企业积分抵偿成本计算公

式等。内嵌技术经济性数据库包含在各年分下各类节能技术的

节油效果与成本 [5-7]。

其中，总成油耗目标值、总成油耗达标值、企业平均油耗

实际值、企业平均油耗目标值、企业平均油耗达标值、新能源单

车积分、企业油耗积分与新能源积分等计算方法，由 GB 27999-

2019《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》和“双积分”办法中

所确定的公式及方法计算。而总成油耗实际值、总成技术升级成

本、企业整体技术升级成本、企业积分抵偿成本和企业整体合规

成本，由如下方法计算。

总成油耗实际值计算公式 ：

图 1 基于 MATLAB 的合规测算工具构建

图 2 合规测算工具整体思路

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019 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

（1）

式中 CFa,m,n ——年份 a（基础年份）第 m 个车型的第 n 个总成

的油耗实际值

CFb,m,n——年份 b（目标年份）第 m 个车型的第 n 个总成

的油耗实际值（即技术升级后该总成油耗）

FSb,i ——新搭载的第 i 个节能技术在年份 b 的节油效果，如

表 1 所示

总成技术升级成本计算公式 ：

（2）

式中 TCb,m,n ——年份 b 第 m 个车型的第 n 个总成的技术升级成本

Cb,i ——新搭载的第 i 个节能技术在年份 b 的技术成本（表 1）

企业整体技术升级成本计算公式 ：

（3）

式中 GCb——年份 b 企业整体技术升级成本

TCb,m,n——年份 b 第 m 个车型的第 n 个总成的技术升级成本

企业积分抵偿成本计算公式 ：

（4）

式中 GPb——年份 b 企业积分抵偿成本

Pb——年份 b 积分价格

CRCAFC——该企业油耗积分

CRNEV ——该企业新能源积分

企业整体合规成本计算公式 ：

Gb = GCb + GPb （5）

式中 Gb——企业整体合规成本

GCb——年份 b 企业整体技术升级成本

GPb——年份 b 企业积分抵偿成本

1.4 结果输出

1.4.1 总成维度

总成维度的结果输出包括 ：目标年份各车型各动力总成的油

耗实际值、油耗目标值、油耗达标值、新能源单车积分和总成技

术升级成本。

1.4.2 企业维度

企业维度的结果输出包括 ：目标年份企业平均油耗实际值、

目标值、达标值、企业油耗积分、企业新能源积分、企业整体技

术升级成本、企业积分抵偿成本和企业整体合规成本。

1.4.3 方案选择

本文采用 2 种原则进行最终方案选择 ：一种是合规成本最低

方案，即“企业整体合规成本”最 ；另一种是政策风险最小方案，

即企业积分抵偿成本最低。

2 应用研究

基于上述测算原理与方法，本文以乘用车领域某年产百万辆

级典型合资企业为研究对象，以其 2020 年所产车型为测算基准，

进行合规测算工具的应用研究。

首先，导入该企业在 2020 年所产 25 款车型的信息，包括

各车型所含所有动力总成的燃料类型、排量、气缸数、进气方式、

供油方式、变速器型式、变速器挡位数、混动类别、混动构型、

整备质量、油耗实际值、纯电续航以及产量占比等共 24 个参数

的基础信息。

其次，导入该企业在目标年份的整体规划信息，本文以

2025 年作为目标年份，输入企业 2025 年的总产量规划及各车型

占比规划。

技术升级前 技术升级后 节油效果 技术成本/元

多点电喷 缸内直喷 2.99% 1 382

奥托循环 米勒循环 7.40% 922

— VVT、VVL 2.00% 138

— 停缸 2.93% 1 198

— 怠速启停 1.20% 369

4AT 5MT 10.00% -737

4AT 6MT 12.16% 922

4AT 5AT 3.24% 1 382

4AT 6AT 6.48% 1 659

4AT 7AT 9.72% 2 488

4AT 8AT 10.80% 4 147

4AT 9AT 11.34% 5 990

4AT 10AT 11.88% 6 912

4AT 6DCT 7.02% 1 290

4AT 7DCT 8.64% 1 567

4AT 8DCT 9.18% 2 120

4AT 9DCT 9.72% 4 147

4AT CVT 7.29% 1 106

汽油 混动-MHEV-P0 3.90% 4 608

汽油 混动-MHEV-P2 8.20% 9 216

汽油 混动-HEV 16.80% 19 906

汽油 混动-PHEV 54.80% 36 495

汽油 纯电动 100.00% 41 472

表 1 技术经济性数据库（节选，以 2021 年为例）

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020 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

表 4 方案三测算结果

表 3 方案二测算结果

类别 项目 数值

企业平均油耗

/（L/100 km）

实际值 6.14

目标值 4.73

达标值 4.73

企业积分/万分 油耗积分 -293.14

新能源积分 -46.68

合规成本/亿元 积分抵偿成本 107.38

技术升级成本 44.14

整体合规成本 141.42

类别 项目 数值

企业平均油耗

/（L/100 km）

实际值 5.52

目标值 4.85

达标值 4.85

企业积分/万分 油耗积分 -139.29

新能源积分 28.67

合规成本/亿元 积分抵偿成本 34.96

技术升级成本 112.96

整体合规成本 147.91

再次，输入企业 2025 年各车型及动力总成的技术升级配置

规划。由于不同规划方案可得到不同的企业积分及技术升级成本

计算结果，参考目标企业自身产品特点与规划信息，本文对该企

业 2025 年的车型设定了 4 种版本的规划方案。

方案一 ：仅对 1.4T 发动机进行技术升级，即目前的 1.4T 发

动机全部替换为全新 1.5T 发动机。

方案二 ：在方案一基础上，基于该企业某 A 级 SUV 产品规

划一款 HEV 车型，采用双电机混联结构。

方案三：在方案一与方案二的基础上，再规划一款 BEV 车型，

产量占比达到 10%。

方案四 ：对传统能源车型均不进行技术升级，仅规划一款

BEV 车型，产量占比达到 20%。

2.1 仅对 1.4T 发动机进行技术升级

参考目标企业自身规划信息，该企业将在 2022 年起引入一款全

新 1.5T 发动机，匹配可变截面（VTG）涡轮增压、35 Mpa（350 bar）

高压直喷和米勒循环等节能技术，用于替换目前使用的 1.4T 发

动机。方案一设定目前所有 1.4T 发动机在 2025 年均替换为 1.5T

发动机，因此 2025 年相关车型动力总成技术升级配置需将排量

由 1.4 L 变更为 1.5 L，进气方式由“涡轮增压”升级为“VTG 涡

轮增压”，供油方式由“缸内直喷”升级为“高压直喷”，循环方

式由“奥托循环”升级为“米勒循环”，再设定其总成占比，即

完成对各车型及动力总成的技术升级配置信息输入。该方案企业

平均油耗、企业积分与合规成本计算结果如表 2 所示。

2.2 在方案一基础上规划一款 HEV 车型

参考目标企业自身规划信息，该企业或将在 2025 年引入一

款 HEV 车型，混动系统采用双电机混联结构，匹配 1.5T 发动机。

设定该 HEV 车型基于某 A 级 SUV 开发，因此 2025 年需对该车型

增加一条动力总成信息，即燃料类型为“混动”，混动类别为“HEV”，

混动构型为“串并联”，再设定其总成占比及其他参数。同时依

照方案一设定其他车型技术升级配置信息，即完成所有车型动力

总成的技术升级配置信息输入。该方案企业平均油耗、企业积分

与合规成本计算结果如表 3 所示。

2.3 在前两方案基础上再规划一款 BEV 车型

参考目标企业自身规划信息，该企业在 2021 年开始推出全

新平台纯电动车型，并将在未来逐渐扩大纯电动车型规划。因此

以该企业 2021 年新上市的全新纯电平台 A 级 SUV 为样例，将其

设定为 2025 年推出的纯电动车型，占比达到 10%，燃料类型为

表 2 方案一测算结果

类别 项目 数值

企业平均油耗

/（L/100 km）

实际值 6.22

目标值 4.74

达标值 4.74

企业积分/万分 油耗积分 -307.69

新能源积分 -48.55

合规成本/亿元 积分抵偿成本 112.57

技术升级成本 27.96

整体合规成本 140.54

“纯电动”，再设定其他参数。同时依照方案一与方案二设定其他

车型技术升级配置信息，即完成所有车型动力总成的技术升级配

置信息输入。该方案企业平均油耗、企业积分与合规成本计算结

果如表 4 所示。

2.4 仅规划一款 BEV 车型

方案四仅规划一款 BEV 车型，因此在基准年份基础上仅增

加一条纯电动车型技术升级配置信息即可，其他车型均不进行技

术升级。与方案三中对纯电动车型的技术升级配置信息设定相同，

仅调整其产量占比为 20%。该方案企业平均油耗、企业积分与合

规成本计算结果如表 5 所示。

综合对比 4 个方案的合规成本（图 3），可以看出方案一是

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【参考文献】

[1] 禹如杰 , 赵冬昶 , 任焕焕 . 乘用车企业平均燃料消耗量额度积分管理影

响研究 [J]. 节能 ,2014, 33(12): 8-13+2.

[2] 苏卉 , 葛鹏 . 乘用车企业第四阶段燃料消耗量达标压力分析 [J]. 汽车工

业研究 ,2015(09): 24-27.

[3] 邹玉红 , 陈川 , 苏卉 ." 双积分 " 办法下企业合规测算模型开发与应用 [J].

汽车工程师 , 2017(11):50-53.

[4] 吕力 , 葛鹏 , 柳邵辉 . 基于节能与新能源技术路径的双积分合规成本测

算模型及其应用 [J]. 汽车工业研究 ,2019 (01):41-44.

[5] 曹一哲 , 冉纯嘉 , 禹如杰 . 关键节能技术节油效果与技术成本测算 [J].

时代汽车 ,2020(21):9-12.

[6] 抄佩佩 , 沈斌 . 四阶段油耗法规条件下乘用车节能技术成本分析 [J]. 汽

车工程学报 ,2015(02):144-149.

[7] Knittel C.R. Automobiles on Steroids: Product Attribute TradeOffs and Technological Progress in the Automobile Sector[J]. The

American Economic Review, 2011, 101(7): 3368-3399.

[8] H u o H , Ya o Z , H e K , e t a l . F u e l c o n s u m p t i o n r a t e s o f

passenger cars in China: Labels versus real-world[J]. Energy

Policy,2011,39(11):7130-7135.

[9] Zheng J, Yu R, Liu Y, et al.The Technological Progress of the Fuel

Consumption Rate for Passenger Vehicles in China:2009–2016[J].

Energies,2019,12(12):2384.

作者简介 :

田野，硕士，助理工程师，研究方向为节能减排及相关政策研究。

曹一哲，硕士，工程师，研究方向为汽车节能与新能源相关政策、技术和市场

研究。

合规成本最低方案，但积分抵偿成本最高，即所产生的负积分最

多，政策风险最大。方案三是政策风险最小方案，即积分抵偿成

本最低，所产生的负积分最少，虽然技术升级成本最高，但整体

合规成本折中。

由此可见，单纯对传统动力总成进行技术升级规划，虽然技

术升级成本低，但即便进行大范围换搭与升级，仍会产生较多油

耗与新能源负积分，造成企业面临较大的政策合规风险（方案一

与方案二）。由图 3 对比来看，加大 BEV 规划力度是企业积分降

低政策合规风险最行之有效的方法（方案四），但考虑到未来有

限的新能源市场空间与依然较大的负积分缺口，适度进行传统车

技术升级也是势在必行的合规手段。只有综合考虑新能源车投放

与传统能源车技术升级，才能在尽可能降低政策风险的同时，获

得一个可以接受的合规成本（方案三）[8-9]。

3 结论

本文基于企业积分合规整体测算原则，综合考虑车型动力总

成配置、油耗与积分达标情况以及整体合规成本之间的内在联系，

站在技术规划者的角度，为企业设计了一款简便易行的合规测算

工具，以解决“企业如何对产品进行技术升级规划以实现政策合

规的目的”这一问题。该工具通过输入企业在基准年份的车型动

力总成信息、目标年份总产量及各车型产量规划信息以及各车型

在目标年份的技术升级配置信息等，依照工具内嵌的计算公式与

技术经济型数据库，便可测算出目标年份各车型及企业整体的油

耗、积分与合规成本。

随后，本文以某典型合资企业 2020 年车型为基准，对其面

向 2025 年的规划设定了 4 种规划方案，分别测算了 4 种方案下

企业的积分与合规成本，并对其进行了综合比较。通过比较可以

看到，加大 BEV 规划力度是企业现阶段积分合规最行之有效的方

法，但考虑到未来有限的新能源市场空间以及较大的负积分缺口，

适度进行传统车技术升级也是势在必行的合规手段。只有综合考

虑新能源车投放与传统能源车技术升级，才能在尽可能降低政策

风险的同时，获得一个可以接受的合规成本。

本文由于时间与精力限制，还有很多工作有待进一步展开，

如技术经济性数据库中各技术的节油效果与技术成本数据需要进

一步细化与完善 ；未来各年份的积分价格、工况切换油耗上浮程

度等过程参数需继续进行优化，以获得更真实可靠的预测结果。

另外，目前该工具的规划方案仅能人为进行设定，未来应向实现

自动求解功能方向进步，即通过逻辑算法的嵌入实现模型的自动

迭代计算，以达到自动获得预定目标下最优规划方案的目的。

图 3 4 个方案合规成本对比

表 5 方案四测算结果

类别 项目 数值

企业平均油耗

/（L/100 km）

实际值 5.82

目标值 4.97

达标值 4.97

企业积分/万分 油耗积分 -176.71

新能源积分 26.99

合规成本/亿元 积分抵偿成本 47.31

技术升级成本 98.40

整体合规成本 145.71

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基于 DOE 数据分析的车门辊压窗框外观工艺研究

Research on Appearance Manufacturing Process of Door

Rolled Window Frame Based on DOE Data Analysi

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

（SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.，Liuzhou 545007，China）

陈浩

摘要 ：通过 Minitab 软件 DOE 模块，研究车门辊压窗框焊缝凹凸的关键影响因素，策划试验方案和计划，记录结果并拟合试验模型。然后对模型分析解释，得出关键

因素的显著性和交互作用，并给出最优工艺方案。

关键词 ：车门辊压窗框 ；A 级外观面 ；试验设计

中图分类号 ：U466 文献标识码 ：A

Absrtact ：Used DOE module of Minitab，analysis the key factors for the appearance defects of door rolled window frame,and make test scheme and plan, record

the results and fit the test model. Analysis and interpretation the model,obtained the significance and interaction of key factors，and get the optimal process

scheme.

Key words ：door rolled window frame ；class A appearance surface ；design of Experiments

Chen Hao

0 引言

为展现运动时尚色彩，开拓多元化市场，汽车车门更加青睐

高亮黑元素。高亮黑车门结构通常分为欧式导槽加外饰板、辊压

窗框加高亮黑膜及一体式车门套色等方案。由于辊压窗框具有较

高的材料利用率等成本优势，越来越多的车企采用辊压窗框加高

亮黑膜的配置。

车门辊压窗框是由辊压导轨通过保护焊拼接而成，焊缝位置

处于热变形影响区，焊缝凹凸属于系统性结构问题。常规做法是

使用亚光膜遮瑕，而高亮膜则会放大外观缺陷，因此相较于常规

车型，辊压窗框的外观要求更高，这对车门辊压窗框的工艺、模具、

设备以及加工过程等都是严峻的挑战。为提高效率和产能，降低

质量损失，本文使用 DOE 分析方法对焊缝外观的工艺进行研究。

1 Minitab 和 DOE 概述

1.1 Minitab 简介

Minitab 是一个全方位的统计软件包。它提供了普通统计学

所涉及的所有功能，如假设检验、相关与回归、列联表和多元统

计分析等。该软件包还包含了丰富的质量分析工具，如统计过程

控制、试验设计和测量系统分析等，这些内容都可以在软件中轻

松实现。同时 Minitab 能够绘制直方图、散点图、时间序列图以

及曲面图等统计图形，生动形象地显示数据分析结果 [1]。

1.2 DOE 简介

试验设计（DOE）是一种规划、实施、分析和研究的方法，

可用于分析阶段的因子筛选和改进阶段的因子优化。DOE 通过规

划和实施一系列试验，以控制自变量 X 的变化来观测和确定响应

变量 Y 变化。其目的有两方面 ：一是分析出哪些自变量 X 显著影

响 Y ；二是确定这些自变量 X 取什么值时将会使 Y 达到最佳 [2-3]。

全因子试验设计是 DOE 试验方法的一种，是所有因子所有

水平的所有组合都至少进行一次试验的设计，试验次数较多，分

析精度较高。通过模型分析解释可以找到 Y 与 X 的函数关系，给

出 X 的最优解，并预测 Y 的最佳值是多少以及在什么范围波动 [4]。

2 车门辊压窗框产品和工艺简介

2.1 辊压窗框产品结构

车门辊压窗框是由辊压导轨与冲压或辊压件拼接而成。这 2

个零件的弧面搭接会产生凹陷和面差，设计阶段需要检查零件数

模搭接面 ；开发阶段需要根据加工工艺的影响，对辊压导轨的截

型和弧面做工艺补偿。

2.2 辊压窗框生产工艺

车门辊压窗框工序过程长，生产工艺复杂，要经过辊压、拉弯、

冲压、包边、切角、焊接和打磨等多种工序（图 1）。根据外观要求

不同，车门辊压窗框生产线的工艺、工装和设备也会有较大的区别。

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2.3 工艺难点

车门辊压窗框的每个生产环节都可能造成外观缺陷，外观能

力提升需要做全工序的提升。在经过几个车型的迭代升级、生产

工艺和过程管理的系统改善后，我司对高亮膜发起终极挑战。而

摆在面前的最大难题是焊缝凹凸（图 2）。

焊缝凹凸属于产品结构上的工艺难点，切角工序根据上框和

B 柱的型面和轮廓来调整切角尺寸 ；角焊工序匹配切角工序件的

型面并进行拼焊 ；打磨工序最终把焊缝打磨平整（图 3）。为提高

效率并减少外观不良品，既需要提高工序件尺寸稳定性，又需要

改善总成工艺。

3.3 设计试验和数据收集

3.3.1 建立试验计划

响应变量 Y 为不良率 p，目标值为 5%，关键因子分别为

X1、X2、X3 和 X4。用 Minitab 创建试验计划矩阵 ：4 因子，2 水

平，16 次试验加 4 中心点试验，共 20 组试验计划。

3.3.2 确定每组抽样数量

车门辊压窗框角焊凹凸为合格和不合格，属于二项分布，数

据量较少时不良率 Y 会存在偏离正态的情况。当 n ＞ 100，不合

格数＞ 5 时，二项分布可以近似正态分布，预估每个试验组合的

样本量为 n ＞ 5/Y。因为 Y 的目标为 5%，最终设定每种试验组

合收集 100 个数据。当每组试验过程中不良数＜ 5 时，使用国际

标准修正公式 p=(x+0.5)/(n+1)。

3.3.3 离散型数据对数转化

响应变量 Y 为外观不良率，不良率是离散型数据 , 需要通过

对数 Logistic 模型转换，将响应变量转化为连续型数据 y。定义

“OK”与“NOK”两种结果出现的概率之比为优势比 odds=p/(1-p)，

求优势比的对数 y=ln(odds)。用这种类型的函数来拟合比率变化

规律的效果比较好，能够实现 p 从 0 变到 1 时，y 从负无穷变到

正无穷。

3.4 试验实施和数据分析

攻关团队严格按照试验计划矩阵的试验条件和试验顺序进行

试验，记录每组试验外观不良率，并做了对数转换（表 1）。

3.4.1 试验模型检验及改进

将收集的数据应用 Minitab 拟合选定模型、残差诊断以及评

估模型的适用性并进行改进，步骤如下。

第一步，模型总体评估。从方差分析中可以看出，主效应项

p 小于 0.05，模型效果显著有效。误差项中弯曲和失拟 p 大于 0.05，

图 1 辊压窗框生产线

图 2 焊缝凹凸 图 3 角焊焊缝

图 4 关键影响因素图示

3 全因子试验设计与分析

3.1 试验设计目的

公司的使命是为客户提供更加优质的产品，而目前某车型辊

压窗框角焊区域凹凸问题不良率 14%，引起客户投诉。需要解决

的问题是 ：角焊区域外观不良率降低到 5%。

3.2 关键因子筛选

经过团队在测量和分析阶段的测量系统分析、现有流程梳理

以及潜在失效模式树图分析，识别出 20 个潜在因子 ；再利用 CE

矩阵分析和 FMEA 分析分层聚焦，筛选出 10 个关键因子。最后

通过快赢改善、多变异分析和假设检验等过程后，保留了 4 个对

外观影响显著的因子：X1——上框型面公差；X2——B 柱型面公差；

X3——切角尺寸 ；X4——角焊搭接面差（图 4）。

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都是不显著的，拟合模型没有明显弯曲和失拟。

第二步：拟合效果确认，根据试验模型的相关系数进行判断，

本文拟合优度 R-Sq、R-Sq 调整和 R-Sq 预测接近 1，三者之间差

异小，说明模型与试验数据拟合效果较好。

第三步 ：因子显著性检验。判断试验设计中是否遗漏重要影

响因子，以及确认模型是否需要简化。本文去除影响不显著的高

阶交互作用后，数据符合正态（图 5）。从柏拉图中可以看到，因

子 A（上框公差）、B （B 柱公差）、C（切角尺寸）、D（角焊面差）

以及 CD 的交互作用是显著的（图 6）。

第四步 ：残差诊断，判断残差是否正常。如图 7 所示，观察

右下方的观测点时间序列图，残差随机在水平轴上下无规则的波

动，未出现任何时间趋势或异常的点偏离现象 ；观察右上方的残

差拟合预测散点图，图中没有漏斗或喇叭形状 ；观察左上方的正

态概率图和左下方的直方图，残差服从正态分布。如图 8 所示，

各因子的残差散点图没有弯曲，说明残差无异常，模型与试验数

据拟合得很好。

第五步 ：评估模型是否需要改进。通过以上步骤多次反复确

标准序 运行序 中心点 区组 上框

公差

B柱

公差

切角

高度

角焊

面差

n试验

数量

X不良

数量

Y不

良率

p=(x+0.5)/(n+1) Odds=p/(1-p) y=ln(Odds)

12 1 1 1 0.6 0.6 0 0.3 100 30 30% 0.301980198 0.432624113 -0.837886026

10 2 1 1 0.6 0.4 0 0.3 100 25 25% 0.252475248 0.337748344 -1.085454204

18 3 0 1 0.5 0.5 0.05 0.2 100 14 14% 0.143564356 0.167630058 -1.785995765

13 4 1 1 0.4 0.4 0.1 0.3 100 9 9% 0.094059406 0.103825137 -2.265047174

19 5 0 1 0.5 0.5 0.05 0.2 100 12 12% 0.123762376 0.141242938 -1.957273908

1 6 1 1 0.4 0.4 0 0.1 100 8 8% 0.084158416 0.091891892 -2.387142481

3 7 1 1 0.4 0.6 0 0.1 100 15 15% 0.153465347 0.18128655 -1.707676352

4 8 1 1 0.6 0.6 0 0.1 100 21 21% 0.212871287 0.270440252 -1.307704087

7 9 1 1 0.4 0.6 0.1 0.1 100 6 6% 0.064356436 0.068783069 -2.676797658

5 10 1 1 0.4 0.4 0.1 0.1 100 4 4% 0.044554455 0.046632124 -3.065465612

9 11 1 1 0.4 0.4 0 0.3 100 18 18% 0.183168317 0.224242424 -1.495027561

15 12 1 1 0.4 0.6 0.1 0.3 100 17 17% 0.173267327 0.209580838 -1.562645751

2 13 1 1 0.6 0.4 0 0.1 100 15 15% 0.153465347 0.18128655 -1.707676352

16 14 1 1 0.6 0.6 0.1 0.3 100 22 22% 0.222772277 0.286624204 -1.249583316

6 15 1 1 0.6 0.4 0.1 0.1 100 6 6% 0.064356436 0.068783069 -2.676797658

20 16 0 1 0.5 0.5 0.05 0.2 100 12 12% 0.123762376 0.141242938 -1.957273908

11 17 1 1 0.4 0.6 0 0.3 100 25 25% 0.252475248 0.337748344 -1.085454204

17 18 0 1 0.5 0.5 0.05 0.2 100 13 13% 0.133663366 0.154285714 -1.868949108

8 19 1 1 0.6 0.6 0.1 0.1 100 10 10% 0.103960396 0.116022099 -2.153974594

14 20 1 1 0.6 0.4 0.1 0.3 100 16 16% 0.163366337 0.195266272 -1.633391153

表 1 试验计划和结果

图 5 主效应正态图

图 6 柏拉图

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025 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

认，并经过团队内专家依据技术判断模型符合工艺原理，最终我

们获得一个最为满意的模型，将它定为选定的模型。Minitab 软

件依据选定模型确定试验数据的回归方程， y 与因子 X 的函数关

系如下 ：

y=-4.39306+2.24549× 上 框 公 差 +2.33393×B 柱 公

差 -10.2271× 切角尺寸 +3.25797× 角焊面差 +15.6999× 切角

高度 × 角焊面差 -0.0862654× 中心点

3.4.2 试验模型分析解释

经过模型改进和评估适用性后选定了最终模型。接下来对选

定模型进行分析解释，输出图形信息并做出解释。主要有以下 3

方面。

输出 1 ：输出各因子的主效应图和交互作用图。图形化可以

更具体地显示各项效应的显著性。从主效应图中可以看出，A（上

框公差）、B（B 柱公差）、C（切角尺寸）和 D（角焊面差）因子

对响应变量影响显著（图 9）；从交互效应图中可以看出，C（切

角尺寸）和 D（角焊面差）因子两条线不平行，交互作用对外观

不良率影响显著（图 10）。

输出 2 ：输出等值线图和响应曲面图。图形化更直观地显示

外观不良率受各因子影响的变化规律。从等值线图和曲面图可以

看出，CD 等高线弯曲（图 11），CD 曲面偏离平面（图 12）。为

使不良率降低，应该让 C 切角尺寸取高水平，D 角焊面差取低水平。

（下转第 28 页）

图 8 中心点残差

图 7 残差诊断

图 9 主效应图

图 11 等值线图

图 10 交互作用图

图 12 曲面图

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026 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

仪表板支架组件尺寸合格率提升探讨

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

黄建茌、王国鹏、谢卫佳

摘要 ：仪表板支架组件是仪表板系统的骨架，因其构造复杂多变而使得其尺寸合格率提升较难。本文从前期产品设计、中期模夹检（工艺）设计及评审、后期现场调

试进行探讨，找出提升仪表板支架组件尺寸合格率的重要因素。

关键词 ：尺寸合格率 ；产品设计 ；中期评审 ；现场调试

中图分类号 ：U463.8 文献标识码 ：A

0 引言

随着现代人们的需求提升，汽车更新换代步伐日益加快，汽

车的配置不断增加，汽车内部的结构也越来越复杂。仪表板支架

组件一直是汽车结构中尺寸合格率提升难度大的零件之一，其尺

寸合格率直接影响到各功能设备的安装，从而影响主机厂总装车

间生产线的顺利运行。本文从前期产品设计、中期模夹检（工艺）

设计及评审、后期现场调试进行探讨，找出提升仪表板支架组件

尺寸合格率的重要因素。希望能给各同行提供一定的参考。

1 产品设计

仪表板支架组件常规结构是一个主体管梁上焊接各类支架，

其中包括 ：转向立柱固定支架、倒车雷达固定支架、中控模块固

定支架及杂物箱固定支架等。管梁本体也需要进行钻孔，以用来

提供线束卡扣的安装。目前某公司最常规的仪表板支架组件结构，

按管梁形状结构分为直管型和弯管型（图 1）。产品设计工程师要

熟知各设计标准，在满足功能性要求的情况下同时满足制造需求 [1]。

（1）支架长度≥ 90 mm 时，推荐 2 个 φ6 mm 以上的定位孔，

定位孔法向一致 ；长度＜ 90 mm 时，推荐开 1 个 φ6 mm 以上

的定位孔，同时用面定位。

（2）2 个定位孔的距离应大于零件长度方向的 2/3，靠焊缝

端的定位孔距离焊缝≥ 35 mm。

（3）凸焊螺母钣金过孔大小为公称直径 M+1，凸焊螺栓钣

金过孔大小为公称直径 M。例如 M8 的螺母钣金过孔为 φ9 mm，

M8 的螺栓钣金过孔为 φ8 mm。

（4）CO2 保护焊的焊缝设计预留间隙为 0.5 mm，焊缝所在

焊接空间≥ 30 mm。

（5）为保证各小支架的刚性，应合理设计加强筋等。

产品未锁定前，SE 工程师要同时进行冲压件的成型性分析

及整体的焊接可行性分析，避免后续因制造问题而更改产品，延

长开发周期。

2 模夹检（工艺）设计及评审

零件供应商收到产品数模后，应及时开展冲压工艺及模具的

结构、焊接线工艺及工装夹具及检具的设计。一般设计完成的模

具、夹具及检具，都需要经过 SE 工程师、尺寸工程师、采购质

量工程师和产品工程师进行评审后，再锁定数据进行加工。

2.1 冲压工艺和模具结构设计及评审

管梁一般都是零件供应商在专业的二级供应商采购。对于直

管型横梁，无需冲压工艺直接购买即可 ；弯管型横梁则根据弯曲

程度，还需要经过冲压工艺或者专用弯管机进行处理。

钣金件根据零件的形状及尺寸，应用不同的冲压工艺。正常

的小件只需落料成型工艺即可 ；复杂的大件要保证其质量稳定，

则需拉延工艺。经分析仪表板支架组件中的支架都不算复杂，均

可采用落料成型工艺。冲压工艺评审时主要需要注意以下几点。

（1）冲压方向保证各工序工作内容无负角。

（2）整体考虑全工序，尽量简化工序内容，减少斜楔，降低

模具成本。

（3）考虑零件定位稳定性，优先选择孔定位，不能满足时才

选择型面定位。

图 1 某两款车型的仪表板支架组件 （4）为提高材料利用率，考虑采取合理的下料方式。

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027 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

模具结构则都采用钢板模即可。成型模结构评审时主要需要

注意以下几点。

（1）冲压角度特性 ：零件一般要“趴着”摆放。

（2）压力板的选用 ：①采用 CAE 分析，是否需要用压料力

调节成型过程起皱开裂问题 ；②考虑成型过程材料流动是否均衡 ；

③考虑压力源与模具空间布置关系。

（3）受力特性 ：成型受力大，注意考虑模具强度。

（4）压力源确认 ：成型模自动线生产，一般不使用矩形螺旋

弹簧。压力源应尽量均匀布置在成型区。

（5）注意排气，避免因凹腔内存在压缩空气无法成型到底，

或上模带料等问题。

（6）刻印 ：一般要求沿着冲压方向且在零件法向方向。

2.2 焊接工艺设计及工装夹具的评审

综合场地、一次性投入成本及焊接质量等考虑，目前仪表板

支架组件正式生产焊接已基本全部采用 CO2 焊接机器人。焊接线

工艺根据生产节拍、零件数量及焊缝分布等进行设计。低节拍（一

般少于 10JPH）生产时，可以采用少工（位）作站，工装夹具结

合变位机（转动盘）形式 ；高生产节拍时，可以采用多（位）工

作站，固定工装夹具形式（图 2）。

每个工装夹具上焊接的零件数量也跟节拍有关。一般情况下，

因仪表板支架组件支架零件较多、焊缝分布较散，很难在一个夹

具上焊接完成，即使有变位机，正常也要 2 个工位才能焊接完成。

因仪表板支架组件的定位安装点在两侧，故第 1 个工位必须优先

焊接两侧的定位支架。其余支架零件根据节拍、夹具分布及焊接

方向等分散到各个工位，但焊接顺序要满足从中间到两边的基本

原则，减少焊接应力引起的变形。为保证焊缝质量，必须选择合

理的焊接参数及焊枪摆放方向 [2]。

工装夹具的可靠性直接影响到零件尺寸状态，因此工装夹具

要根据国家及企业的标准来设计。工装夹具设计和评审时主要需

要注意以下几点。

（1）工装夹具的基本单元及零部件优先使用标准件，如气缸、

定位销、L 块及垫片等。

（2）按照基准一致性原则，零件在工装夹具的定位基准应该

优先与 CDLS 文件或者 GD&T 图纸一致 ；为保证六向约束可靠，

还可适当增加部分辅助夹紧。

（3）定位销必须保证两向可调，支撑夹紧面保证法向可调 ；

定位销（螺母）要易于拆卸，定位块及垫片要易于拆卸（预留拆

卸空间）。

（4）为保证夹紧力足够，应选择大小合适的气缸。1 个气缸

应只带动 3 个以下的夹紧块。

（5）靠近焊缝区域的安装螺母要注意防飞溅，所有的螺栓和

螺母都要有防漏装检测。

2.3 检具设计及评审

目前仪表板支架组件在供应商处检测工具主要为检具，为保

证零件的可靠性，首先要保证检具设计合理。仪表板支架组件总

成检具一般由主机厂认可的大型检具厂家来设计，此类检具在某

主机厂统称为 A 类检具。总成检具设计完成后由专业团队（该团

队一般由 SQE 检具专家、尺寸工程师、产品工程师及 SE 工程师

组成）进行评审，保证检具设计合理，所需功能位置均可检测。

其他小支架单件一般由零件供应商自行负责设计，但也需要由主

机厂 SE 工程师组织评审后方可下料，保证检具设计合理。

检具设计及评审需要注意有 ：

(1） 按照基准一致性原则，检具基准应该 CDLS 文件或者

GD&T 图纸一致。

(2） 图纸标注位置度要求的孔和标注轮廓度要求的匹配面必

须全部能够检测，检测孔还需配置划线销，未标注的孔面需要刻

线观察。

(3） 所有检测工具 ：通止规、插销、划线销及卡规等必须按

标准设计。

图 2 仪表板支架组件工装夹具 (4） 测量空间要足够，方便后续测量人员操作。

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028 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

【参考文献】

[1] 马逢时 , 周暐 , 刘传冰 . 六西格玛管理统计指南—MINTAB 使用指导 [M].

北京 : 中国人民大学出版社 ,2007.

[2] 闵亚能 . 实验设计（DOE）应用指南 [M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2011.

[3] Douglas C .Montgomery. 实验设计与分析 [M]. 第 6 版 . 傅珏生等 , 译 . 北

京 : 人民邮电出版社 ,2009.

[4] 何桢 . 六西格玛管理 [M]. 第 3 版 . 北京 : 中国人民大学出版社 ,2014.

作者简介 :

陈浩，硕士，工程师，研究方向为汽车制造。

些改进方案使关键因子达到最优组合。控制阶段对车门窗框不良

率进行跟踪，断点后不良率满足低于 5% 的目标。

5 结束语

本文运用六西格玛管理的思路定义问题，在测量和分析阶段

通层层筛选因子，改进阶段利用 DOE 方法对车门辊压窗框外观

工艺进行研究。DOE 具有由局部推测整体状态的性质，提供了一

套科学高效的试验方法，最大限度地保证试验精度并降低试验

周期和费用。通过分析与计算，得出最优工艺组合并满足预期

目标，经过结果监控，效率和质量运行指标也可以满足客户要求。

（上接第 25 页）

输出 3 ：实现目标最优化。期望外观不良率越小越好，使用响

应优化器得到一个最佳因子设置。即最优工艺方案为 ：上框公差取

0.4，B 柱公差取 0.4，切角高度取 0.1，角焊面差取 0.1，预测的响

应 y=ln(Odds) =-3.14032。对 ln(Odds) 进行反转换，得到在最优工

艺方案条件下，不良率 Y 的最优值 3.6%，符合目标要求 5%。

3.4.3 进行验证试验

通过验证试验以确保将来按最优工艺方案实施，外观不良率能

获得预期的改善效果，将最优工艺组合自变量 X 带入回归方程得出 y

拟合值 -3.14032，拟合值和与预测的最优值是一致的。通过反转换，

在最优工艺条件下有95%的把握断言，不良率Y在3.2%到 4.2% 之间。

4 改善实施和效果跟踪

不良率 Y 低于 5% 的试验目标已达成，Minitab 给出不良率

Y 的预测值及 X 的最优方案。通过改进阶段的一系列措施，对现

有工艺进行了改善。如基准一致性优化 ；辊压批次管理、线速及

焊点距离优化 ；拉弯模型面研配、设备参数优化 ；冲压模具型面

预回弹补偿 ；切角工序前 / 后角间隙控制 ；角焊面差校正等。这

【参考文献】

[1] 刘琴 , 刘金强 . 谈影响汽车仪表板支架质量的相关因素 [J]. 企业科技与

发展 ,2012(07):12-13+22.

[2] 蓝俊 , 赖沂铭 . 汽车仪表板横梁总成焊缝及尺寸调试技术 [J]. 企业科技

与发展 ,2015(03):29-31.

作者简介 :

黄建茌，本科，研究方向为汽车车身钣金焊接同步工程。

3 现场调试

现场调试完成后焊接出来的零件状态是尺寸合格率的最终体

现。现场调试主要从人、机、料、法和环 5 个维度进行分析。

（1）“人”主要主要是指操作员工。目前零件供应商基本上

都已使用机器人焊接，人主要是取放件，操作人员必须识别来料

的状态，杜绝不合格的物料。上件时必须要到位，量产时最忌讳

人员放件不到位就关夹进行焊接，此时最容易产生零件变形缺陷。

（2）“机”主要是指 CO2 焊接机器人系统及工装夹具。正常

用于 CO2 焊接的机器人可以选择 FANUC M-10iD/10L、OTS FDB6、安川 AR1440 等，只要保证机器人精度达标，运行平顺可靠即可。

CO2 焊机输出功率稳定可靠，一般可选择的品牌有松下、西门子

及奥太等。工装夹具进场前必须按照设计的数模进行三坐标检测，

保证原始状态与产品数模匹配，在焊接调试过程中，应只调整标

准垫片来控制产品的变形量。

（3）“料”主要是指冲压单件（包括圆管）来料及小分拼凸

焊来料。调试阶段的来料状态参差不齐，特别是各支架与圆管搭

接的切边长短部分需要实配，待稳定后再确认切边的长度。单件

来料要求面无起皱、无开裂等缺陷 ；需要凸焊螺栓螺母的支架，

无焊渣、无虚焊及无挡孔等缺陷。

（4）“法”主要指单件的冲压或者弯管工艺要根据前期设计

的要求进行。焊接参数及顺序要合理，保证焊接质量，必要时应

适当增加工艺焊缝来控制焊接变形。

（5)“环”指工作环境，要满足“5S”要求，保证设备运行稳定，

操作人员身心舒畅。

4 结束语

经过笔者参与的几个项目验证，只要前期产品设计合理、中

期模夹检（工艺）设计及评审严格把控、后期现场调试充分验证，

仪表板支架组件尺寸合格率能迅速达到主机厂的目标要求——关

键安装点 100%（±0.5）合格，其余测量点 90%（±0.75）合格。

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029 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

基于三次 B 样条曲线拟合的主车轨迹预测算法的研究

邓琬云、曲延羽、杨子钰、林智桂、廖尉华

摘要 ：主车轨迹预测算法是 ACC 功能中识别前方有效目标策略的关键算法。本文首先通过从传感器读取的车道线信息、前方目标信息和主车运动信息，对融合轨迹进

行离散化处理，然后根据不同情况对离散点进行融合处理，使用三次 B 样条曲线对主车预期行驶轨迹进行拟合。在 Matlab 软件 Simulink 工具的仿真环境下，对主车

轨迹预测算法进行验证，结果表明，使用本文所设计的主车轨迹预测算法拟合出来的轨迹，具有良好的连续性和可控性，符合一般驾驶员的驾驶习惯。

关键词 ：轨迹预测 ；有效目标识别 ；B 样条曲线 ；曲线拟合

中图分类号 ：U463.6 文献标识码 ：A

0 引言

自适应巡航控制功能（Adaptive Cruise Control，简称 ACC）

是利用摄像头、雷达等传感器识别周围环境，从前方众多目标中

选择一个有效目标，作为本车需要跟随的目标。然后系统通过控

制驱动和制动系统调整车速，使本车和有效目标之间保持一定的

安全距离，从而达到提升车辆主动安全能力和舒适性的目的 [1]。

ACC 功能的系统框架如图 1 所示，其中 , 选择有效目标模块、

速度控制模块及距离控制模块皆由选择有效目标模块决定。当选

择有效目标模块检测到前方探测范围内不存在有效目标时，则按

照驾驶员设定的巡航速度进行定速控制 ；当选择有效目标模块检

测到前方存在有效目标时，则按照驾驶员设定的安全距离进行跟

随控制。通常选择有效目标的策略是预测主车行驶轨迹，在预测

轨迹上选择较近目标作为前方有效目标。所以，主车轨迹预测算

法是 ACC 功能中识别前方有效目标的重要环节。

1 主车轨迹预测算法介绍

当前常用的主车轨迹预测算法包括定曲率识别算法 [2]、基于

前方目标拟合车道线算法 [3-4] 和基于前方目标和主车轨迹分两段

预测主车行驶轨迹算法 [5] 等。定曲率识别算法计算简单，它将当

前车头所指方向作为主车预期行驶轨迹，此方法导致主车行驶在

弯道时会存在严重的误差。基于前方目标拟合车道线算法是将前

方不同目标的运动轨迹进行融合得到主车预期行驶轨迹，但在交

叉路口、车辆换道等复杂工况下，不能体现出很好的适应性。用

两段回旋线预测主车行驶轨迹的算法是将主车预期轨迹分为两

段，近端由主车行驶轨迹的历史状态拟合得出，远端由前方车辆

行驶轨迹的历史状态拟合得出，该方法的预测准确性较高，但由

于要充分保证分段点处的曲率一致性，分段点较难选取。

上述算法普遍使用主车行驶轨迹和目标轨迹对主车预期行驶

轨迹进行拟合，但忽略了在行驶过程中车道信息对预期轨迹的影

响。因此，本文基于分两段预测主车行驶轨迹的算法，提出了采

用三次 B 样条曲线对主车预期行驶轨迹进行拟合的方法，以达到

提高运算效率、提升 ACC 性能的目的。

2 基于曲线拟合的主车轨迹预测算法

本文提出的主车轨迹预测算法模型架构如图 2 所示。将摄像

头、雷达和底盘读取的信号分别用于计算车道中心线、识别前方

目标运动轨迹及拟合主车行驶轨迹，在轨迹离散模块中将计算出

的路径和轨迹进行离散化处理，在轨迹融合模块中引入距离权重

图 1 ACC 功能的系统框架 图 2 主车轨迹预测算法模型架构

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

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030 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

的概念对 3 条轨迹线进行融合处理，最后用三次 B 样条曲线拟合

主车预期行驶轨迹。

图 3 描述了轨迹融合模块中进行融合操作的 3 种情况，即

根据轨迹和路径的有效性，选择有效的轨迹或路径进行融合。为

了保证主车行驶轨迹和本车道或者前方目标运动轨迹的方向一

致，需先判断所选择的有效轨迹或路径是否皆同号，如果同号则

对轨迹进行融合，否则不进行融合。为了保证预期行驶轨迹可以

包含所有潜在有效目标，预期行驶轨迹的长度应为主车到有效目

标的纵向距离。但在有效目标不存在的情况下，选择用车道中心

线的长度作为预期行驶轨迹的长度，保证预期行驶轨迹参数的完

整性。

在融合过程中，将同一时间戳上依据图 3 描述的 3 种融合情

况，选取轨迹线的离散点作为融合对象。使用 2 条有效轨迹进行

融合的公式如下 ：

（1）

式中 k——步长

W——权重，权重的大小为预期轨迹长度的倒数

（x1，y1 ）、（x2，y2 ）——同一时间戳上离散点的坐标

（x，y）——融合点的坐标

当使用主车行驶轨迹、前方目标运动轨迹和车道中心线三

者进行融合时，应优先保证主车在本车道上行驶，故使用车道

中心线和主车行驶轨迹的离散点代入式（1）进行计算。然后将

融合之后的点（x，y）作为（x1，y1），将前方目标运动轨迹的

点（x2，y2）代入式（2）进行计算，即可得到最终规划轨迹上

的点（x，y）。

（2）

对于规划轨迹上的点（x，y）需要使用曲线进行拟合。三次

B 样条曲线是一种参数曲线，它由多段贝塞尔曲线组成，并在交

点处具有连续性，拥有精度高、数值稳定性好等优点，常常作为

数据平滑拟合的方法应用于路径规划中。故本文选择使用三次 B

样条曲线对主车预期行驶轨迹进行拟合，可得到曲率连续、满足

车辆行驶要求的主车预期行驶轨迹。

3 MATLAB 算法仿真分析

在 Matlab 软件的 Simulink 环境下，基于三次 B 样条曲线对

主车预期行驶轨迹进行仿真研究。主车的预瞄距离应与车速和参

考轨迹的形状特征有关，所以要依据驾驶员驾驶行为统计数据进

行分析归纳，形成驾驶行为预瞄距离统计表。在该方法的实际应

用中，使用插值法对预瞄距离进行计算。

3.1 场景一 ：主车前方无目标车辆且存在车道线时

场景一模拟的是蓝车行驶在车道线清晰且前方没有目标车辆

的情况（图 4a）。从图 4b 中可以看到，拟合的轨迹从主车当前

位置出发，远端靠近车道中心线，满足一般驾驶员将远方车道中

心作为预瞄点的驾驶习惯。图 4c 得到主车预期行驶轨迹的曲率

与车道中心线的曲率偏差较小，故拟合的轨迹形状特征与车道中

心线一致。从图 4d 可知，主车与车道中心线的横向偏差逐渐减小，

说明主车逐渐靠近车道中心。

图 3 轨迹融合的三种情况 图 4 使用车道中心线和主车历史轨迹预测主车预期行驶轨迹

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031 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

【参考文献】

[1] Adaptive Cruise Control System Overview[C]//5th Meeting of the

U.S. Software System Safety Working Group.April 2005.

[2] 博世公司 . 汽车安全性与舒适性系统 [M]. 魏春源等译 . 北京 : 北京理工

大学出版社 ,2007.

[3] Schiffmann J K.Model-Based Scene Tracking Using Radar Sensors

For Intelligent Automotive Vehicle Systems[C]//Intelligent

Transportation Systems Conference 1997,Boston,Massachusetts,N

ov.1997.

[4] Uhler W, Scherl M, Lichtenberg B. Driving course prediction using

distance sensor data[J].SAE transactions,1999: 2253-2261.

[5] Khosla D.Accurate forward road geometry estimation for collision

warning applications[C]//The IEEE,International Conference

on Intelligent Transportation Systems,2002.Proceedings.

IEEE,2002:254-258.

作者简介 :

邓琬云，本科，工程师，研究方向为智能驾驶软件开发。

3.2 场景二 ：主车前方有目标车辆且不存在车道线时

场景二模拟的是蓝车行驶在不存在车道线，且前方绿车为目

标车辆的情况（图 5a）。从图 5b 中可以看出，拟合的轨迹从主

车当前位置出发，远端靠近前方目标，满足一般驾驶员的驾驶习

惯。图 5c 得到主车预期行驶轨迹的曲率与前方目标运动轨迹的

曲率偏差较小，故拟合的轨迹形状特征与前方目标运动轨迹一致。

从图 5d 可知，主车与前方目标运动轨迹的横向偏差逐渐减小，

说明主车逐渐靠近前方目标车辆。

3.3 仿真场景三 ：主车前方有目标车辆且存在车道线时

场景三模拟的是蓝车行驶在车道线清晰，且前方绿车为目标

车辆的情况（图 6a）。从图 6b 中可以看出拟合的轨迹从主车当

前位置出发，将前方目标运动轨迹作为参考轨迹，远端靠近车道

中心线，满足一般驾驶员的驾驶习惯。图 6c 得到主车预期行驶

轨迹的曲率与车道中心线及前方目标运动轨迹曲率的变化趋势相

近，故拟合的轨迹形状特征与已知轨迹一致。图 6d 可知，主车

与参考轨迹横向偏差的最大值小于国家标准车道宽度 3 m，故主

车仍在本车道上行驶，满足行驶轨迹的安全性的要求。

3.4 总结与分析

上述仿真实验结果表明，本文提出的方法对于仅存在车道线

或前方目标的场景，仍可使用三次 B 样条曲线对主车预期的行驶

轨迹进行预测。预测的行驶轨迹曲率变化平滑，且其最大值小于

车道中心线或前方目标运动轨迹的最大曲率值，主车预期行驶轨

迹与参考轨迹的横向偏差值逐渐减小。预测轨迹的近端以主车历

图 5 使用前方目标运动轨迹和主车历史轨迹预测主车预期行驶轨迹

图 6 使用车道中心线、前方目标运动轨迹和主车历史轨迹预测主车预期行驶轨迹

史轨迹为基准，远端以车道中心线或前方目标运动轨迹为基准，

符合一般驾驶员的驾驶习惯。

4 结束语

针对分两段预测主车行驶轨迹算法的局限性，本文提出了一

种基于三次 B 样条曲线对主车预期行驶轨迹进行拟合的方法，并

将其在 MATLAB 软件的 Simulink 中予以实现。通过仿真实验证

明此方法具有可行性，应用场景广泛，在不同情况下皆可对主车

预期轨迹进行拟合。并且，拟合出的轨迹具有良好的连续性和可

控性，计算过程简单，满足车辆对实时性的要求。

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032 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

某乘用车的车身正面碰撞性能仿真分析

（湖北国土资源职业学院，武汉 430090）

贺路、张琰

摘要：本文使用 Hypermesh 对某品牌乘用车进行了处理建模，采用 LS-DYNA 软件进行了求解运算，据此对正面碰撞后车身变形情况进行分析，对其碰撞性能做出评价。

通过对车身整体变形的观测以及对相关变形数据的分析，与实车碰撞结果的对比验证了仿真分析的正确性。本研究的结果对于该款车车身防撞性能的评价和改进有现

实意义，本文的方法也可为同类的分析提供一些借鉴。

关键词 ：正面碰撞 ；有限元模型 ；车身碰撞性能 ；仿真分析

中图分类号 ：U467.14 文献标识码 ：A

0 引言

在正面碰撞研究中，重点考虑的是发动机舱和乘员舱的结构

变化。根据车辆碰撞安全性规则，正面碰撞中最好的碰撞结果，

是通过发动机舱发生变形来吸收来自碰撞中产生的动能，发动机

舱吸能值要超过总能的 50%。同时要尽量减少乘员舱的变形，如

果在碰撞中对驾乘人员的空间侵入量过大，会对驾乘人员的生存

空间造成严重影响，进而威胁到驾乘人员的人生安全。正面刚性

壁碰撞中对车辆安全性能的分析，通常会从汽车保险杠的变形分

析、汽车前围板的变形分析、汽车前纵梁的变形分析以及 A 柱在

碰撞中变形分析入手。

1 正面碰撞模型的建立

建立车辆有限元模型之前，一般会将车辆的三维模型进行预

处理，将部分结构进行简化，例如省略一些诸如雨刮器、后视镜

等汽车辅助零件，删除一些倒角、倒圆的几何特征。其次，对碰

撞后变形较小的零件进行材料上的简化处理。接着把简化处理后

的整车几何模型导入 Hypermesh 软件中，然后根据汽车真实情

况分别设置各构件之间的连接方式等参数，对碰撞进行接触设置，

对运算结果进行输出控制等。然后利用 LS-DYNA 求解器对提交

过来的最后生成的 K 文件进行求解处理，再利用 Hyperview 中

读取求解后的文件，以此来获得数据的图像和曲线。最后，利用

Hyperview 查看仿真结果并针对该次结果进行有关的分析 [1]。碰

撞模型的建立如图 1 所示。

2 部分结构变形结果分析

2.1 A 柱变形分析

在正面碰撞中，发动机舱的动能会通过 A 柱进行传递，继而

造成车身变形。因此 A 柱会更容易发生变形，此变形形式以折

弯为主。这样的变形会使驾驶舱内的乘客受伤概率增加、受伤

程度加重。同时 A 柱变形过大的话，会造成驾乘人员无法打开

车门逃生或由于腿部挤压无法离开事故现场的情况。因此从保

护驾乘人员生命安全的角度出发，对 A 柱进行折弯变形分析意

义重大。图 2 所示为 A 柱变形后折弯角度测量图，选取 A 柱上 3

个点，可以测量其角度变化。

利 用 HyperView 得 到 A 柱 折 弯 角 度 变 化 曲 线（ 图 3）， 从

曲线中可以看出，折弯角度的变化整体呈现上升趋势。测量角

度初始数值约为 169.0°，碰撞中 0.11 s 时折弯角度达到最大值

175.5°，随后 A 柱发生弹性形变产生一定程度的回弹，回弹后最

图 1 正面碰撞模型

图 2 A 柱变形折弯角度测量图

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033 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

终角度约为 175.2°。对比碰撞前后状态，A 柱所测角度最终变化

量约为 6.2°。结果显示 A 柱的折弯变形角度变化不大，对驾乘人

员的生存空间保护作用明显。

2.2 前保险杠变形分析

保险杠作为在正面碰撞中汽车最先接触到刚性墙的部分，它

的变形对于缓冲和吸能都会起到作用，是车辆被动安全的第一道

门。保险杠吸能效果对于车辆的行驶安全起到了重要作用。在正

面碰撞中，保险杠基本呈现出被挤压破损或者完全压溃的状态。

图 4 所示为碰撞前后保险杠的位移云图，对图示可以看出，前端

区域变形区成环状均匀分布。从变形效果看，保险杠处于被压溃

缩的状态，说明在碰撞中对能量的吸收非常充分，保险杠的正面

碰撞安全性能良好。

2.3 前纵梁变形分析

前纵梁在车辆正面碰撞时的主要动能吸收部件中扮演着重要

角色，尤其是行驶速度比较高时，前纵梁的作用更加明显。在车

身前部的吸能结构中，当车辆发生正面碰撞时，保险杠总成被压

溃失效之后，前纵梁是通过发生塑性变形来吸收碰撞动能的第二

个部件。前纵梁最佳的变形吸能模式是发生褶皱变形，这样可以

通过最小的变形量吸收更多的碰撞能量。通过前纵梁的变形情况，

可以较好地分析出车辆碰撞时的被动安全状态。通过设置对应参

考点，可以得出前纵梁位移云图（图 5）。

图 5 中左侧部分为前纵梁诱导槽段，此部分通常被设计成

吸收第一波较大能量的主要区域，该部分压溃严重，变形量在

330.0 ～ 430.0 mm。在前纵梁的诱导槽部分 , 主要发生的都是褶

皱变形，说明此部分在前纵梁吸能过程中作用良好。中段位置的

变形以折弯为主，未见明显压溃现象。折弯变形在碰撞中会产生

较大的入侵量，而且这种变形对于能量吸收效果较差，不利于对

其后面驾驶舱的空间保护。该段部分的变形形式可以在后期的设

计中进行改善，减少折弯变形 [2]。

2.4 前围板变形分析

在汽车碰撞中，驾驶员的生存空间保障非常重要。其中腿部

生存空间的多少决定了驾驶员在碰撞之后，能否及时被救出或安

全离开事故车辆避免二次伤害。在正面碰撞中，车辆发动机舱的

零件都会向后移动，进而导致前围板向后发生变形，威胁到驾乘

人员空间特别是腿部的生存空间，带来安全隐患。因此在汽车车

身碰撞性能的研究中，需要对前围板的变形量进行分析，而前围

板的侵入量需要小于 150.0 mm，才能满足碰撞规则中对于腿部

伤害的要求 [3]。最终的碰撞后前围板的位移云图如图 6 所示。

通过位移云图可以看出，整个前围板的变形量呈环形分布，

从内向外的变形量逐渐增加。造成该现象的原因则是，汽车发动

机舱的零部件在碰撞中整体后移，对前围板产生了挤压作用，尤

其是整体刚性较大的发动机和变速器部分，挤压效果更为明显。

所以前围板中对应该部分的区域受挤变形量较大。变形量最大的

红色区域中，最大位移值为 142.7 mm，小于碰撞规则中对于腿

部入侵量应小于 150.0 mm 的要求。因此在该次碰撞仿真中，前

围板可以起到对前排驾乘人员腿部空间的保护作用，展现了良好

的结构件碰撞性能。

图 3 A 柱碰撞角度变曲线

图 5 前纵梁位移云图

图 4 保险杠位移变化云图

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034 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

【参考文献】

[1] 孟静 , 贺敬良 . 微车正面碰撞建模与仿真分析 [J]. 北京信息科技大学学

报 ( 自然科学版 ),2013,28(05):92-96.

[2] 邓晓龙 , 冯国胜 , 李鹏飞 , 等 . 某车正面 100% 刚性壁障碰撞仿真分析 [J].

农业装备与车辆工程 ,2015,53(12):6-9.

[3] 赵云 . 商用车驾驶室正面碰撞与后围穿透仿真分析 [D]. 长安大学 ,2017.

作者简介 :

贺路，硕士，讲师，研究方向为机械工程。

张琰，本科，助教，研究方向为控制工程。

3 仿真变形结果对比分析

针对本车型的仿真结果与执行同样碰撞标准的同车型实车碰

撞试验结果进行比对。通过对碰撞试验车发动机舱内部和对应底

盘部分观察，可以看出发动机缸盖罩和油底壳部分依然保持完好

（图 7）。发动机舱内零部件位置与正常发动机舱内布置相比，可

以看出发动机舱内各部件间的间隙完全被压缩，刚度较小的部分，

如水箱、冷凝器等部件产生较大挤压变形，动力总成部分向后发

生一定位移。发动机与防撞横梁的距离以及与前围板的距离，在

碰撞后几乎全部被压缩消失。动力总成部分在碰撞后自身没有形

变，但是受到前段零部件挤压，发生一定倾斜并整体后移，对前

围板造成了一定的挤压效果。这一表现与碰撞试验表现较一致。

4 结束语

总体而言，本款汽车在正面碰撞中具有较好的碰撞性能，在

车辆发生碰撞事故时可以对驾乘人员起到较好安全保护的作用。

汽车车身碰撞性能研究是一项耗时长、系统性强并要求细致的工

图 6 前围板位移云图

图 7 正面 100% 碰撞试验发动机舱变形情况

程，主要涉及的都是一些非线性大位移变形。车辆本身包含很多

零部件，本文主要针对在 100% 正面碰撞过程中 A 柱的变化、保

险杠的变化以及前纵梁的变化进行分析，对很多其他重要零部件

和重要结构变形和数据变化的研究分析，都具有一定的借鉴意义。

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035 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

某三缸机车型蠕行工况整车抖动共振的分析与改善

Analysis and optimal the problem of resonance vibration of

a vehicle equipped with one three-cylinder engin

（吉利汽车研究院（宁波）有限公司，宁波 315336）

（Zhejiang Geely Automobile Research Institute, Ningbo Zhejiang 315336,China）

马艳恒、韩全友、张翰芳、孙义勇、王冬冬

摘要 ：针对某三缸机车型在蠕行工况存在整车抖动共振问题，建立动力总成悬置系统多体动力学仿真模型，结合 LMS 设备进行实车试验。通过分析和对比试验，对液

压悬置阻尼特性优化后，抖动共振问题明显改善，达到可接受水平。

关键词 ：动力总成 ；悬置系统 ；共振 ；液压悬置 ；阻尼

中图分类号 ：U467 文献标识码 ：A

Absrtact ：In the light of the problem of resonance vibration of a vehicle equipped with one three-cylinder engine，set up the multi-body dynamic Model of

powertrain mount system，and used LMS equipment for the vehicle test. Through analysis and comparative tests，after the damping characteristics of hydraulic

mount are optimized，the resonance vibration problem is obviously improved to an acceptable level.

Keywords ：powertrain ；mount system ；resonance ；hydraulic mount ；dampin

Ma Yanheng,、Han Quanyou、Zhang Hanfang,、Sun Yiyong、 Wang Dongdong

0 引言

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，汽车的舒适性

越来越受到人们的关注。而汽车的舒适性受 NVH 性能影响较大，

因此各大整车厂商都已将汽车 NVH 性能作为一个重要的设计指

标。动力总成悬置是动力总成振动向车身和驾驶室传递的首要路

径，对整车隔振起着至关重要的作用。本文从动力总成悬置着手

研究优化方案，以期改善问题。

1 背景介绍

某车型在实车试驾过程中被发现，该车型蠕行工况存在较大

幅度的整车抖动共振，驾驶室振感明显，不可接受。该车型搭载

的动力总成为 1.0T 三缸增压发动机和 CVT 无级变速器，该发动

机无平衡轴。

进一步排查发现，在车辆定置状态下，换 P 挡轻踩加速踏板，

发动机转速维持在 1 050 r/min 左右时，整车出现较大幅度的共振，

与蠕行工况发动机转速 1 000 ～ 2 000 r/min 吻合。因此，初步

判断是由于动力总成振动引起的整车共振。

为分析该共振的根本原因，设置工况为 P 挡定置工况，

在悬置主动端、悬置被动端、座椅导轨以及方向盘上布置振动

加速度传感器，使用 LMS SCADAS Ⅲ数采前端设备，采集各

传感器上的振动加速度数据。然后应用 LMS Test.Lab 振动噪

声分析系统 [1]，对数据进行处理分析，判断问题的根本原因，

寻求解决问题的方案。

2 问题车测试及数据分析

2.1 问题车客观数据测试结果及数据分析

通过测试数据分析，座椅导轨 Z 向在 1 000 ～ 1 200 r/min

有一个较大幅度的振动（图 1），与试驾问题一致。进一步分析得

知，振动的主要阶次为 1 阶（图 2），同时分析得知，该转速区间

右悬置主动端同样存在一个较大幅度的 1 阶振动（图 3）。

2.2 问题车共振频率分析

根据客观测试结果，确定问题车共振的根源在于动力总成，

主要集中在发动机端，且振动阶次为 1 阶。该工况下只有发动机

在运转，其振动激励主要为点火激励。

发动机点火主要阶次的激励频率f 的计算公式如下 [2] ：

f=n×i/（60×τ/2） （1）

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036 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

式中 n——发动机转速

i——发动机缸数

τ——发动机冲程

该问题主要共振转速集中在 1 050 r/min，发动机为三缸四

冲程发动机。三缸发动机的主要点火激励阶次为 1.5 阶，计算可得，

该问题下发动机点火 1.5 阶激励频率为 26.25 Hz。而问题发生的

阶次为 1 阶，频率为 17.50 Hz。

2.3 问题车共振的根本原因分析

在定置工况下，仅发动机点火激励产生共振，判断是由于动

力总成悬置系统的刚体模态与动力总成点火激励频率耦合所致。

应用 Adams 建立动力总成悬置系统多体动力学仿真模型 [3]，代

入问题悬置的刚度参数进行分析，结果如下表 1。

对问题车动力总成悬置系统的刚体模态进行测试（表 2），

与仿真分析结果基本一致。由此可以确定问题的根本原因

为，动力总成悬置系统的刚体模态 Roll 方向频率与动力总

成 1 050 r/min 附近的点火激励 1 阶频率耦合，导致整车共振。

3 问题的优化改善

3.1 问题的优化方案思考

通过以上对问题车实测和分析，明确问题的根本原因为动力

总成悬置系统的刚体模态 Roll 方向频率与动力总成 1050 r/min

附近的点火激励 1 阶频率耦合导致。

对于频率耦合问题，通常采用避频的策略进行改善。但是，

对于该车存在的问题，若采用避频的策略，会存在以下 2 个问题

难以解决。

（1）往下避频，即使动力总成悬置系统的刚体模态 Roll 方

向频率降低到 16 .00 Hz 以下，可以避免蠕行工况的频率耦合。

但是，Roll 方向频率在 16.00 Hz 以下时，会与发动机转速为

940 r/min 以下的点火激励耦合。而该发动机的怠速转速处于该

区间，会导致怠速振动严重劣化，不可行。

（2）往上避频，即使动力总成悬置系统的刚体模态 Roll

方向频率提高到 19.00 Hz 以上，可以避免蠕行工况的频率耦

合。但是，Roll 方向频率在 19.00 Hz 以上时，会与发动机转

速为 1 200 r/min 以上的点火激励耦合。而该发动机的冷车热机

转速处于该区间，会导致冷车热机过程的振动严重劣化，不可行。

因此，对该车存在问题，考虑采用抑制共振的策略进行改善。

图 1 问题车座椅导轨上的振动数据

图 2 问题车座椅导轨 1 阶振动

表 1 问题车动力总成悬置系统的刚体模态仿真分析频率

表 2 问题车动力总成悬置系统的刚体模态实测频率

图 3 问题车右悬置主动端 1 阶振动

For/Aft（X） Lateral（Y） Bounce（Z） Roll（Rx） Pitch（Ry） Yaw（Rz）

Frequency 10.94 8.61 10.49 17.62 11.82 15.53

For/Aft（X） Lateral（Y） Bounce（Z） Roll（Rx） Pitch（Ry） Yaw（Rz）

Frequency 12.71 9.92 12.19 18.27 13.38 16.03

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037 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

【参考文献】

[1] 王若平 , 黄杰 . 基于 LMS 的怠速状态方向盘振动试验研究 [J]. 郑州大学

学报 ( 工学版 ),2016(03):83-87.

[2] 韩全友 , 廖武 , 李玉发 , 等 . 某三缸发动机悬置的优化设计 [J]. 客车技术

与研究 ,2012(05):10-12.

[3] 陈立平 , 张云清 , 任卫群 , 等 . 机械系统动力学分析及 ADAMS 应用教程

[M] . 北京 : 清华大学出版社 ,2005.

[4] 王方 , 彭宜爱 , 张兴 动力总成悬置系统隔振原理分析及振动解决措施 [J].

汽车实用技术 ,2017(10):197-200.

作者简介 :

马艳恒，本科，工程师，研究方向为悬置系统集成设计。

3.2 问题的优化的理论依据

根据动力总成悬置系统的隔振原理 [4], 不同阻尼系数下的频

率比与振动传递率的关系式公式为 ：

（2）

式中 TA——振动传递率

λ——频率比

C——阻尼比

由此可得到以下结论。

（1）当激励频率与受迫振动频率之比 λ ＞ 时，系统处于

隔振区域。系统中阻尼越低，越能获得更好的隔振性能。

（2）当激励频率与受迫振动频率之比 λ ＜ 时，系统处于

共振区域。系统中阻尼越大，对共振的抑制越好。

3.3 问题的实物验证

对于普通橡胶悬置而言，其阻尼直接由橡胶材料决定。常规

的橡胶材料阻尼基本在 2 ～ 4，很难通过调整橡胶材料在实现较

大的阻尼。而该系统中，为获得较好的车辆平顺性，右悬置设计

为液压悬置，故考虑优化液压悬置的液压特性，使其既具有较好

的整车平顺性，又能改善该蠕行共振问题。

车辆平顺性主要体现在整车过颠簸路工况，动力总成上的振

幅 PP（峰峰值）在 1.00 mm 以上，频率在 11.00 Hz 左右。故要

求液压悬置在此振幅与频率下应具有大阻尼的特性，该特性在初

始设计中已实现。

而蠕行共振问题的动力总成振幅与颠簸路工况的振幅并不一

致，其频率为 17.50 Hz。对问题车采集的右悬置主动端振动加速

度进行二次积分，得到右悬置主动端的振动位移曲线如图 4 所示，

可知该问题工况的共振振幅 PP 约为 0.12 mm。

对右悬置的阻尼角进行改制调试，分别制作 PP 为 0.10 mm

振幅下，17.50 Hz 时不同阻尼角的样件，装车进行主观评价和客

观测试。客观测试结果如图 5 所示，主观评价结果见下表 3。

由客观测试结果和主观评价结果可知，在阻尼角大于 6°时，

共振有明显改善 ；在阻尼角大于 8°时，共振问题已可接受。

4 结束语

本文通过对问题点的实测和解析，初步判断出问题的根本原

因，然后运用 Adams 多体动力学仿真手段对问题的根本原因进

改制方案

编号

PP为0.10 mm、

17.50 Hz时的阻尼角 实车主观评价结果 实车主观评分

1号 8.5° 轻微共振，可接受 6.0

2号 6.2° 轻微共振，可接受 5.5

3号 5.4° 强烈共振，同问题车 5.0

4号 7.6° 轻微共振，勉强可接受 6.0

5号 19.1° 难以感觉共振，较好 6.5

6号 12.3° 轻微共振，可接受 6.0

行确定，并根据动力总成悬置系统的隔振原理优化液压悬置特性

进行实车验证。结果表面，优化方案解决了该车型蠕行工况整车

共振问题，相比优化前取得了明显的改善效果。也进一步表明，

当出现共振问题无法避频时，采取提高共振系统阻尼的措施同样

能取得良好的效果。

表 3 问题车动力总成悬置系统的刚体模态实测频率

图 5 不同阻尼角下的座椅导轨振动曲线

图 4 问题工况的振动位移曲线

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038 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

浅谈车门防水膜漏水问题整改及优化方法

（奇瑞商用车（安徽）有限公司，芜湖 241000）

武倩倩、刘颖、焦小甫、秦等银、赵燕飞

摘要 ：车门防水膜是汽车密封系统的重要零部件之一，是保障车门密封性能的重要零部件，影响着整车的气密性及车内的舒适性。车门防水膜漏水问题在车辆强化淋

雨试验时常有发生，也是需要各大汽车企业不断改善的问题。本文提出了一种解决车门防水膜漏水的改善措施及优化方案，对后期开发新车型具有重要的指导意义。

关键词 ：车门防水膜 ；密封 ；优化方案

中图分类号 ：U463.834 文献标识码 ：A

0 引言

密封性是汽车性能评价的重要指标之一，每台车在出厂前都

要进行严格的淋雨验证，以检测其密封性。其中车门防水膜漏水

是常见的问题之一，如果得不到有效解决，将严重影响客户在车

辆使用过程中的车内环境及舒适性，对汽车品牌形象造成不良后

果。本文结合车辆在淋雨验证过程中出现的问题原因进行分析，

提出有效的解决措施及优化方案，规范防水膜设计原则，为后期

新产品开发提供借鉴和参考。

1 车门防水膜结构及技术要求

1.1 防水膜结构

车门防水膜是粘贴在车门内板上，阻挡水进入干区的零部件，

是车门门护板区域干湿分界面，可应用于侧门、滑门及行李舱盖

内板上。因车门内有线束、门锁拉线等需要穿过防水膜进行装配，

在防水膜上需开有圆形或矩形过孔。为了便于粘贴及确保装配精

度，在防水膜与车门内板上设有 2 个定位孔，以此为基准使安装

后防水膜与车门内板完全匹配。

1.2 防水膜技术要求

膜材要求：防水膜应按照规定程序图样及相关技术文件制造，

其表面应清洁、平整，不得有瑕点、杂质、洞眼、裂痕、污痕、

毛刺及划伤等明显缺陷。防水膜的轮廓线应平直、圆滑。

粘贴胶 ：粘贴胶可采用丁基胶或者压敏胶，其粘贴位置、尺

寸应按照图纸要求。涂胶时要求力度均匀，无斑点、漏胶 ；需保

持胶水粘接强度的持续性，禁止脱胶。

保护纸 ：要采用全木浆纸，要求其不粘胶、平整、易撕下。

2 车门防水膜漏水问题案例分析

2.1 问题现象

某款车型在做完强化淋雨试验后，左右后门护板下部批量漏

水。拆下门护板发现水从下部排水孔中流出。防水膜涂胶位置在

排水孔边缘上方，钣金孔没有被完全覆盖（图 1），无法阻止水从

排水孔下部流入车门内，从而造成漏水现象发生。

2.2 原因分析

（1）拆下门护板发现，防水膜涂胶位置不均匀，防水膜粘贴

位置整体偏车门上方。由于粘贴不规范，漏水处涂胶位置离防水

膜下边缘距离偏大，防水膜下边缘不能完全覆盖钣金上排水孔，

防水膜贴合处与排水孔密封不良，导致水从孔中流出。

（2）在装配过程中未按照工艺要求装配，涂胶轨迹与钣金孔

不匹配，水流无法排出车外。

（3）车门钣金安装面不平顺，设计数据未考虑防水膜装配粘

贴时误差，粘贴位置稍有偏差就会造成车门钣金孔不能被完全覆

盖，从而出现漏水现象。

2.3 整改措施

根据问题现象及原因分析制定以下措施 ：

（1）防水膜下边缘加宽 10 mm，同时涂胶轨迹外移，与下

边缘间距保持 5 ～ 6 mm（图 2）。

（2）根据车门钣金孔对防水膜及涂胶轨迹进行优化，使防水

膜边界及开孔处与钣金孔完全匹配。

（3）产品设计阶段对防水膜粘贴位置在车门钣金上预留粘贴

图 1 钣金孔未被防水膜完全覆盖 密封面。

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039 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

（4）在 Checklist 中增加防水膜粘贴轨迹及密封性校核。

（5）规范装配工艺，加强装配人员技能培训，根据定位孔装

配到位，减少装配误差，使防水膜与车门钣金孔位完全匹配。

3 车门防水膜设计优化

3.1 防水膜设计遵循以下原则

车门防水膜必须保证车门密封性，防止水流、灰尘和杂物

等进入车内，确保车内环境整洁及舒适性，同时起到隔音降噪

的作用 [1]。

3.1 车门防水膜优化数据

为了解决并预防水从钣金孔流入车内，根据车门钣金孔分布

位置对防水膜进行设计优化（图 3），已通过强化淋雨试验验证

25 台无漏水现象发生，市场未反馈有门护板漏水问题。

3.2 防水膜涂胶轨迹与钣金孔的配合关系

防水膜涂胶轨迹尽可能与钣金孔弧度相适配，涂胶位置与钣

金孔间距需大于等于 5 mm。间距过大容易引起积水将胶冲开，

从而水渗入车门内 ；间距过小会出现因装配误差等原因不能覆盖

尽可能减小防水膜设计尺寸，这样既节约成本，又可防止因防水

膜尺寸过大外漏到门护板外侧，影响美观。另外，防水膜涂胶轨

迹及尺寸大小设计需满足复杂型面密封，特别是车门内板漏液孔

及安装孔位置，必须能够得到有效密封。

4 车门防水膜装配工艺优化

针对防水膜出现的漏水问题现象、原因分析及整改措施，在

进行设计优化同时，对装配工艺进行优化及整改，具体方案如下。

（1）制定完善且合理的装配工艺说明书并下发至车间，做好

装配人员岗前培训，确保各零部件的装配质量。

（2）粘贴车门防水膜时要先根据定位孔进行定位，找好基准

点，确保车门内板干区孔洞被完全覆盖，杜绝水从孔洞流入车门

内的现象。

（3）要保证防水膜上粘贴胶的粘贴强度，装配前将防水膜放

入保温箱进行恒温保存。

（4）遵循自上而下的原则进行粘贴，尽量减少褶皱区域 [2]，

粘贴后用滚轮沿涂胶轨迹进行滚压，避免下部积水区域将粘贴胶

冲开。

（5）完善检验制度，加强自检、互检及过程检验管控，确保

无错漏装。

5 结束语

本文主要针对车辆在强化淋雨过程中出现的防水膜漏水问题

进行分析，制定相应的解决措施，对防水膜装配工艺及设计状态

进行优化。同时提供一种防水膜设计优化方案，对防水膜涂胶轨

迹与车门内板匹配及尺寸优化，可有效规避防水膜不能完全覆盖

车门钣金孔造成的漏水问题，为后续车门密封性能提升提供理论

支撑及进一步研究方向。随着汽车企业对漏水问题重视程度不断

提高，对防水膜设计方案提出了更高要求，防水膜设计尺寸及涂

胶轨迹要求是关键，同时也要重视防水膜装配工艺，对解决漏水

问题具有重要的意义。

图 2 整改后左车门防水膜

图 3 某车型优化后的防水膜结构

排水孔，从而造成漏

水。因此，在防水膜

设计过程中，涂胶轨

迹与钣金孔的配合关

系对解决漏水问题起

着关键作用。

3.3 防水膜尺寸大小

设计

在确保水不流

入车门内的前提下，

【参考文献】

[1] 高 凯 , 王 大 鹏 . 关 于 车 门 防 水 膜 的 设 计 研 究 [J]. 汽 车 实 用 技

术 ,2017(21):19-21.

[2] 冯 博 , 李 国 峰 , 谭 纯 岩 . 汽 车 车 门 漏 水 问 题 分 析 [J]. 汽 车 实 用 技

术 ,2019(3):41-43.

作者简介 :

武倩倩，硕士，高级工程师，研究方向为产品研发。

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040 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

一种新能源车辆报警策略

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，柳州 545007）

许凌睿、易远超、张亮、桂康哲

摘要 ：本文描述了一种新能源车辆的故障报警方法和推送闭环策略。该报警策略从信号项的采集、报警规则产生的方法、推送给下游（例如用户、售后部门和服务站）

以及到下游结果反馈，形成一种闭环策略。该策略提高了故障问题发现的及时性、审核效率和正确率，避免了因故障判定规则不够准确导致误判。

关键词 ：新能源车辆 ；报警规则 ；报警策略 ；闭环

中图分类号 ：U462 文献标识码 ：A

0 引言

近年来，新能源汽车发展迅速，已成为汽车领域必不可少

的一个重要组成部分。但与之相伴的，新能源车辆发生的故障和

问题也越来越多，例如电池起火、充电起火等。因此国家规定了

新能源车辆（纯电或混动）的国标报警 19 项。除国标报警之外，

新能源车辆还存在很多问题，能反映出车辆目前已存在或潜在的

风险，因此企业在国标报警的基础上还设定了企业报警，以检验

车辆自身问题和提升用户体验感。

目前大多企业都采用国家规定的最低上传帧数（30 s/ 帧），

但有些故障发生的时间其实很短，这就造成了故障的延迟报

出。另外，目前故障报警的审核大多是自动审核，就是直接

将报出的故障推送至售后部门或服务站等。但自动审核的方

法，若故障判定规则不够准确，则可能出现误判，既增加了

员工不必要的工作量，又给用户带来了不好的体验。这 2 个

问题都亟待解决。

1 相关平台介绍

1.1 采集平台

采集平台通过车上的车载终端动态采集国家规定和企业自定

义的信号项，并根据协议解析后传给各个需要的平台。

1.2 报警平台

报警平台接收来自采集平台的信号项，并根据一定的计算方

式配置所有新能源车辆不同种类的故障规则，例如 BMS（电池管

理系统）、MCU（电机控制单元）和 VCU（整车控制器）等。同时，

系统根据车辆型号、规则种类和报警等级等，对这些规则进行分

类管理、存储，并支持历史记录的查询和导出。

1.3 处置平台

用于对报警平台中报出的规则做进一步的审核和推送策略管

理，并支持历史记录的查询和导出。

2 报警的产生方法

2.1 信号项的采集

国标 GB/T 32960《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》

中明确规定，各企业对信号项的最低采集频率为 30 s/ 帧，各企业

根据自己的情况可在此基础上自行调整。信号项经过采集平台解

析后传输给需要的领域，不同型号的车辆所需采集的信号项不同 [1]。

2.2 报警规则的判定

报警规则由信号项、阈值和运算关系符号组成。报警平台对

采集的信号项按照规定的运算、逻辑关系进行缓存和计算，若计

算结果符合现有的报警规则，就在平台上显示并记录。每条报警

规则都代表了新能源车辆的一个故障，其准确度和涵盖率都可以

经过不断测试和修改后得到提高和完善。

2.3 报警规则的分类

报警规则按照阈值大小以及对用户和车辆的影响程度，主要

划分为 0、1、2 和 3 共 4 个等级。其中 0 级为最低级，包含很多

测试类报警规则，用于数据的分析和统计 ；而 3 级为最高级，所

有国家要求的 19 项报警规则都为 3 级报警，严重影响用户行车（包

含无法行车或安全问题比较严重）的报警规则，也都被判定为 3

级报警规则。由于不同车型的零件等配置不同，可能出现的故障

类型也不一样，所以报警规则也不同。报警规则可以按照车型分

类，也可以按照不同零件的类型分类，例如 BMS、MCU 和 VCU 等。

报警的产生流程如图 1 所示。

3 报警的审核及推送策略

3.1 报警规则的审核方式

报警规则的审核方式主要分为自动审核和人工审核。

自动审核是指报警规则比较准确或者等级很高且对车辆的行

驶、安全等问题有重大影响的，一旦产生则直接推给下游（例如

用户、售后部门和服务站）的审核方式，同时也会存储在报警平

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041 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

图 1 报警规则的产生和分类

【参考文献】

[1] 上海博泰悦臻电子设备制造有限公司 . 一种车辆报警方法、车载设、计

算机存储介质及系统 : 中国 ,111284429A[P].2020-06-16.

[2] 王春芳 , 姜朋昌 , 侯素礼 , 等 . 基于远程监控的纯电动汽车故障分析技术

[J]. 汽车工程师 .2016(3):36-39.

作者简介 :

许凌睿，硕士，工程师，研究方向为大数据。

台和处置平台。自动审核大大简化了人工反复确认的步骤，既节

省了人力资源又可以快速地审核报警规则。

人工审核是在报警规则产生后，不直接推送给下游，而是在

报警平台和处置平台上缓存下来，由各区域的工程师在查看原始

数据后，人为操作是否推送给下游的一种审核方式 [2]。人工审核

的规则大致分为以下几类 ：①报警规则还不够完善 ；②等级很低，

不直接影响车辆性能的 ；③规则代表的故障类型比较复杂，仅靠

规则的计算不足以准确判定该种故障是否真实发生。人工审核这

道程序的增加，既满足了公司内部分析所需数据的收集，又增加

了推送给下游的报警准确度。

3.2 报警规则的推送策略

报警规则产生后，需要推送给下游才能起到报警应有的作用，

并且下游的反馈是最直接判断规则准确性的方法。在人工审核过

程中，若工程师查看报警规则的原始数据并结合经验和车辆实际

状况后，判定该规则不需要推送给下游，则不推送，该条规则存

储至报警平台和处置平台。目前报警规则对于人工审核的推送和

自动推送的推送策略主要有以下 2 种。

（1）推送给售后、服务站。将报警规则推送给售后系统，由

客服打电话联系客户询问车辆是否出现故障或异常情况，根据客

户意愿进站维修或护理，增加了车辆故障的主动服务率。

（2）推送至用户（通过手机 APP、短信和电话等途径）。

判定报警规则是否属于自动推送有几个基本原则 ：①属于国

标报警 19 项 ；②该规则的准确率很高，且不属于测试规则 ；③

该规则会严重影响车辆的行驶或存在重大安全隐患。在报警规则

中，我们设计了一种较为特殊的自动推送方式。该条报警规则不

是在报出的同时推给下游，而是满足了在指定的一段时间内触发

到指定次数的条件后，才推送给下游。这是为了防止用户因不当

用车行为而导致报警规则的误触发，保证了报警规则的准确度。

直接推送给用户的报警多为亏电预警，可以让用户提前了解

到车辆电池的状态并及时采取措施，以防在用车时才发现亏电严

重。报警规则的审核和推送策略如图 2 所示。

图 2 报警规则的审核和推送策略

3.3 报警推送策略的闭环

服务站会记录所有车辆的情况，包括打电话给用户确认车辆

是否有故障、是否愿意进站维修、实际进站维修的车辆故障数以

及是否有新的故障类型出现等，并定期向售后部门反馈。售后部

门再反馈给各区域负责人，对报警规则进行增加、修改或删减，

从而完成整个报警规则推送的闭环策略。

4 结束语

本文介绍了新能源汽车报警规则的产生过程以及审核、推送

策略。车载终端采集并发送信号项至采集平台，经过解析处理后

传入报警平台，按照设计好的每条报警规则记录并传至处置平台，

在处置平台通过匹配规则和审核方式的关系决定是否推送，并通

过特定的推送方式推送至特定的区域。形成闭环的报警规则推送

策略大大保障了售后部门和服务站处理问题的效率，也提高了用

户满意度，是一种体系较为完善的新能源车辆报警策略。

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042 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

某轻型电动客车扭杆安装点强度优化

（厦门金龙联合汽车工业有限公司，厦门 361001）

林佳峰

摘要 ：文章介绍某轻型燃油客车拓展电动客车车型，在进行综合路况耐久过程中，车身车架扭杆安装处出现横梁强度不足开裂问题，存在安全隐患。本文对该问题进

行分析，重新设计强度提升方案，进行校核确认，并重新进行耐久，最终改善异常问题。

关键词 ：扭杆安装点 ；强度提升 ；电动车拓展

中图分类号 ：U463 文献标识码 ：A

0 引言

根据市场客户需求，对某轻型国六燃油客车拓展为电动客车

车型，为增大电池和后部驱动系统布置空间，提高电池容量和续

航里程，对扭杆长度进行缩短。为缩短项目开发周期，采用现有

扭杆缩短零件进行试制装车（图 1）。

试制样车完成后直接进行 SPC 耐久试验考核，在耐久试验

2 945 km 后，出现左 / 右扭杆安装座安装处横梁裂损失效现象，

扭杆无支撑且走偏，存在安全风险，无法继续耐久 [1]。如图 2 所

示，车架横梁在扭杆固定齿套安装处，前端磨损且开裂，表面光亮。

后端钣金裂损约 20.0 mm×20.0 mm，扭杆上调整垫块处横梁开

裂约 15.0 mm，扭杆横梁中间开孔处贯穿开裂，车架横梁钣金开

裂失效。

2 问题调查和分析

2.1 设计状态调查

开裂问题发生后，对试验车辆出厂记录进行点检。排查车架

横梁和扭杆各部件单品性能，包括车架横梁材质力学性能分析、

尺寸量测以及车身上相关安装点三坐标检测，结果均基本符合数

据设计状态。

通过 CAE 对扭杆梁进行分析，扭杆横梁（材质 B280VK，料

厚 1.5 mm）各工况所受最大应力 450.6 MPa, 大于材料屈服强度，

最小安全系数为 0.74，强度不足。

2.2 试制样车失效模式分析

由于该问题首次在电动车车型出现，传统燃油车均未出

现该问题。结合单品排查符合设计状态的结论，初步判定该

问题为车型拓展后，电动车整车空载质量（1 870 kg）相对

燃油车 (1 599 kg) 增加了 271 kg，车身载荷变大 ；同时扭杆缩

短 297.0 mm，扭杆力矩变大。这导致车身横梁钣金所受应力变大，

超过燃油车，最终导致裂损失效 [2]。综上，耐久失效模式判定如下。

（1）由于扭杆横梁前移，扭杆轴线较传统燃油车不变，扭杆

固定齿套安装处横梁安装点同扭杆固定齿套间隙变大。同时，后

端由于布置三电元器件，载荷变大，导致扭杆固定齿套同横梁搭

接不均衡，前后轮弧同扭杆齿套间隙不一致，对扭杆安装座限位

不足。两端受力不均，后轮弧较前轮弧所受应力大，横梁钣金（材

质 B280VK，料厚 1.5 mm）整体刚强度不足，后轮弧开裂至裂损，

前轮弧磨损严重。

（2）扭杆安装臂受力大，使得扭杆调整螺栓对扭杆上安装座

拉力大，导致扭杆上调整垫块配合轮弧处车身钣金开裂。

（3）车辆运行中，左右两侧扭杆安装点开裂，对横梁实施向

上的作用力，扭杆横梁本身抗弯曲刚度不足，导致两侧向上受力，

中间向下弯曲。弯曲过程中，由于横梁上高压线支架固定孔间距

小，且呈直线排布，导致应力集中开裂贯穿。

图 1 装配状态

图 2 扭杆安装座安装处横梁裂损

学术 | 制造研究

ACADEMIC

043 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

3 优化改善

针对上述调查结论，对车身扭杆横梁处结构进行重新设计和

优化。初步优化方案如下。

（1）提升扭杆横梁材质等级和料厚，调整高压线固定位置，

取消横梁中间直线排布孔位，减小应力集中，增加扭杆横梁刚性

和强度。

（2）新增加扭杆固定臂固定支架增大齿套安装配合轮弧进行

配合，取消原扭杆横梁整体配合结构，改善约束不足问题，增大

圆弧配接长度，增加受力面积，减小应力。扭杆固定臂固定支架

按整体式和分体式进行设计和优化（图 3）。整体式刚性较分体式

好，因此料厚按较分体式小的数值进行设定。由于旧扭杆横梁配

接处强度不足，因此材质等级提升，分体式按 SAPH440，整体式

按 B340/590DP 进行设定（表 1）。

准，车轮向上负荷 4G，扭杆弹簧、下摆臂缓冲块同时受力，输

入该客车的扭杆力矩，此工况下零件不允许产生永久变形。分析

结果如表 2 所示。

图 3 分体式和整体式

表 1 原方案与新方案材料对比

表 2 应力分析结果

序号 零件名称 原方案 分体式 整体式 备注

材质 料厚/mm 材质 料厚/mm 材质 料厚/mm

1 扭杆横梁 B280VK 1.5 SAPH440 2.0 SAPH440 2.0

2 左/右前扭杆固定臂固定支架 —— —— SAPH440 3.5 B340/590DP 3.3

3 左/右后扭杆固定臂固定支架 —— —— SAPH440 3.5

序号 零件名称 材料 最大应力

/MPa

屈服强度

/MPa

抗拉强度

/MPa

备注

1 扭杆横梁 SAPH440 251.1 360 533

2 扭杆固定臂

支架

SAPH440 339.9 360 533 分体式

3 扭杆固定臂

支架

B340/590DP 346.7 423 635 整体式

（3）横梁上的扭杆上调整垫块配合孔大小由 R18 mm 调整

为 R17 mm，减小配合间隙。

（4）优化扭杆横梁两侧连接工艺，增加扭杆横梁同纵梁侧面

焊点数量，两侧二保焊含点优化为点焊。

（5）扭杆横梁同地板搭接处涂结构胶，增大受力面积，形成

封闭管梁结构，使所受应力可以通过整根横梁进行释放。

4 相关验证

对车身加强方案优化后，进一步进行 CAE 校核、方案选定

和重新耐久验证。

4.1 CAE 校核确认

输入材料参数后，对扭杆梁连接车身的一端全约束，扭杆放

开轴向旋转，其余自由度全约束。按照企业前悬架静强度试验标

经过 CAE 校核结果分析可知 ：分体式和整体式扭杆横梁（取

两个方案最大应力）和扭杆固定臂支架所受应力均小于材质屈服

强度，无塑性变形，满足静强度要求 ；经过优化后的车身强度

有较大改善，车身应力最小安全系数由 BASE 版的 0.74 提高到

CASE 版的 1.06（分体式）和 1.22（整体式）。

4.2 方案选定

两个方案均符合强度要求，从工艺和成本角度选择最优方案，

确认如下。

4.2.1 工艺

（1） 冲 压 工 艺 ：分 体 式 与 整 体 式 钣 金 方 案 冲 压 均 可 成

型，但由于整体式（B340/590DP）钣金材质强度高于分体式

（SAPH440），且钣金结构导致工序涉及侧冲孔和侧整形工序

较为复杂，成型后存在应力集中，反弹难控制，精度差，产品

不良率较分体式高问题。因此，分体式钣金冲压性能和产品精

度优于整体式方案。

（2）焊接工艺 ：整体式和分体式均可通过夹具设变与扭杆横

梁实现焊接，整体式由于增加和纵梁搭接焊点，相对分体式需要

新增车架夹具设变，费用较分体式略高。

（3）涂装和总装工艺及维修性 ：两个方案涂装与总装工艺均

可施行，装配性和维修性同原方案 [3]。

4.2.2 成本

两者零件质量相当，分体式钣金模具为钢板模，共拉延、修

（下转第 47 页）

044 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

学术 | 职业教育

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《汽车电气设备构造与维修》课程“1+X”课证融通体系探索

（福建林业职业技术学院，南平 353000）

刘晓丹

摘要 ：在职业教育进入“1+X”的时代背景下，汽车运用与维修专业的发展方向和教学模式应该要朝着书证融通、岗课结合的方向发展。《汽车电气设备构造与维修》

作为汽车类专业的核心课程，加上现代轿车的电子化、智能化和网络化的程度越来越高，其教学内容的整合重构、教学模式的优化改革以及和“1+X”制度的课证融通

体系构建，都影响着培养汽车电子电气维修专业人才的质量水平。本文就该课程的课证融通体系构建展开探索。

关键词 ：“1+X”；汽车 ；电气设备 ；课证融通

中图分类号 ：G712 文献标识码 ：A

0 引言

2019 年 1 月 24 日，国务院印发了《国家职业教育改革实施

方案》。该《方案》明确指出 ：职业教育与普通教育是两种不同

教育类型，具有同等重要地位。但目前我们国家职业教育仍然面

临着体系不完善、标准不健全、产教融合水平不够深入以及人才

培养质量参差不齐等诸多问题。为了解决上述问题，培养复合型

技术技能人才，《方案》指出，2019 年开始启动“学历证书 + 若

干职业技能等级证书”制度试点，即“1+X”证书试点工作。

汽车运用与维修专业是首批参加“1+X”证书试点的专业之

一，汽车售后维修服务行业也是当下人才最紧缺行业之一。再加

上现代汽车技术进步非常快，电子化、智能化和网络化的程度越

来越高，这就更需要学校和企业培养出高质量的汽车电子电气检

修人才 [1]。

1 现状分析

1.1 课程之间知识内容的整合度不足，缺乏典型的工作任务

当下汽修专业存在着部分教学内容在课程之间出现相互重叠

的现象，比如 ：汽车点火系统相关的知识内容在《汽车电气设备

构造与维修》、《汽车故障诊断技术》以及《汽车发动机电控技术》

等专业课程中均有涉及。知识点重复、技能点被分割，这种碎片

化的教学不利于学生形成系统的、完整的知识链体系。

重新梳理和整合课程的知识点与技能点，形成各个课程典型

工作任务是解决上述问题的有效手段。典型工作任务的来源是在

岗位上，但目前各个职业院校产教融合的深度参差不齐，设计的

教学工作任务不够典型。

1.2 教学手段缺乏创新，在课堂中学生的主体地位不够突出

《汽车电气设备构造与维修》这门课程的实践性很强，教学

中学生动手操作的学时要多，但是院校的设备资源是有限的 [2]。

目前的教学现况是一部分学生在练习，另一部分学生则在边上看，

甚至在一旁玩起手机。在常规的教学模式下，学生的主体地位很

难得到体现，课堂参与度自然不高，极大降低了课堂效率。

1.3 缺乏统一的评价标准和完整、全面的评价方式

该门课程在教学与考核中有着评价标准不统一的怪象。课程

标准定一套，实际教学用一套，技能鉴定考一套，高职大赛比一

套，用人单位新一套，究竟还有多少套？这也意味着在传统教学

中，教师对学生的成绩评定缺乏客观性，影响着用人单位对学生

能力的甄别。

2 课证融通体系探索

2.1 设计思路

根据北京中车行高新技术有限公司职业教育培训评价组织发

布的《汽车运用与维修 1+X 证书制度职业技能等级标准》，汽车

电子电气与空调舒适系统技术 - 中级模块考核分为 ：电子控制电

路检测与维修、起动与充电系统检测维修、电器与控制部件检测

与维修以及空调和舒适系统检测维修 4 个部分。每个部分又细分

为 5 个子任务，一共有 20 项典型工作任务。

为了避免这些技能点在课程之间出现重复教学、知识点分割

的现象，对照汽车运用与维修“1+X”证书职业技能等级标准，对《汽

车电气设备构造与维修》这门课程的授课内容进行了梳理、整合

和重新构建。其中，汽车点火系统的相关部分知识内容移到《汽

车发动机电控技术》这门课程讲授 ；汽车空调相关知识内容移到

《汽车空调系统课程》讲授 ；汽车电子防盗系统与安全气囊相关

知识内容移到《车载网络技术》这门课程讲授。

剩余知识内容重新整合后划分为 ：汽车电路读识与电路元件

045 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

学术 | 职业教育

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检测、汽车电源系统的性能检测与故障排除、汽车起动系统检测

与故障排除、汽车照明与信号系统检测与故障排除以及汽车辅助

电器检测与故障排除 5 个教学情景。具体学习目标如下。

2.1.1 汽车电路读识与电路元件检测

该部分内容要求学生通过查阅技术资料、电路图，能够找到

指定工作电路的熔丝、继电器和执行器的位置 ；能根据电路图识

别各个端子和导线的特征，判断其功用。并要求学生可以利用万

用表、试灯、示波器和故障诊断仪等工具对相应电路元件进行诊

断、判别。

2.1.2 汽车电源系统的性能检测与故障排除

该部分内容要求学生对充电系统的性能有正确的评估判断，

能检测蓄电池电压、起动时电压降和瞬时电流以及电源系统充电

电压和电流等。并要求学生能完成交流发电机的不解体和解体检

测，能完成发电机的拆装与更换。

2.1.3 汽车起动系统检测与故障排除

该部分内容要求学生对起动系统的工作原理要精通，能够用

听音的方式对起动控制电路是否接入工作有基本判别。能完成起

动系统的不解体和解体检测。

2.1.4 汽车照明与信号系统检测与故障排除

该部分内容要求学生能根据技术资料查找车内、外灯光和信

号电路系统中，开关、熔丝、继电器和灯泡等电路元件的位置，

并能使用正确的工具、仪表判断其性能好坏，以及完成更换。

2.1.5 汽车辅助电器检测与故障排除

该部分内容要求学生能根据技术资料查找玻璃升降器、电动

刮水器和电动座椅等辅助电器设备电路系统中，开关、熔丝、继

电器和执行器等电路元件的位置，并能使用正确的工具、仪表判

断其性能好坏，以及完成更换。

按上述方式对教学内容进行重新构建后（图 1），《汽车电气

设备构造与维修》课程的教学和实训内容可以完全覆盖“起动与

充电系统检测维修”和“电器与控制部件检测维修”两个考核模

块的所有典型工作任务，使得“1+X”证书的考核内容与平时的

课堂教学、实训紧密结合起来，达到课证融通、学技并重的效果，

为人才培养质量的不断提高打好基础。

2.2 教学实施与安排

《汽车电气设备构造与维修》课程的实践性非常强，要提高

人才培养的质量，必须要给予充沛的实训学时。但是大多数学校

图 1 课证融通对应关系

046 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

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在实训环节中，往往存在着设备资源不足的问题。同一实训任务

学生可以利用的设备台套数是非常有限的，一般院校也就只能满

足 4 ～ 6 台设备同时使用。而一个班的学生人数通常接近 50 人，

按传统教学模式进行分组实训，每组学生数将达到 8 ～ 12 人。

学生多、资源有限，如此安排就意味着学生实际练习的时间将大

大减少，学生“闲”的时间多，就容易不自觉地玩起手机，导致

课堂效率大大降低，难以保障教学效果。

为了解决上述问题，使学生的技能实训有可靠的保障，我校

采用如下教学策略。

2.2.1 基础知识课前学

依托手机、电脑等智能终端展开课前预习，教师在网络平台

上传微课视频，并让学生完成相关预习作业，培养学生利用碎片

时间自主学习的习惯。把“分类”、“结构”、“组成”和“作用”

这些基础知识，通过学生自学来完成。

2.2.2 核心知识课堂学

通过线上预习后，学生对课程内容有了一定的掌握。课堂教

学在安排上要直截了当，直入主题。教学时长要向讲授重点知识

和解决难点问题倾斜，在“工作原理”、“诊断思路”和“诊断方法”

等核心知识上下足功夫。

2.2.3 技能本领动手学

所谓“动手学”，就是尽可能提高学生实训教学的时长，打

造一种常规教学和翻转实训相结合的教学模式。常规教学中主

要通过教师讲授和示范对核心知识进行讲解，课时要少，内容

要精。余下的大量学时进行集中翻转实训，作为“1+X”证书的

考核强化培训。如图 2 所示，该课程分别在情景 3 和情景 5 教

学结束后进行集中的翻转实训，累积学时达到 50 个，约占总学

时的 55%。

翻转实训具体应该怎么实施，以“起动与充电系统检测维修”

模块为例。该模块有 5 个工作任务，每个任务 4 个学时，共 20

个学时。把 50 人的班级分成 10 组，每组 5 名同学，并按图 3

方式安排教学。在第一个 4 学时，1 组和 2 组同时进行“起动

电路检测维修”典型工作任务训练，剩下的小组也同时进行着

不同工作任务的训练。4 个学时过后，各个小组按图中的安排

依次轮换，以此类推。20 个学时后，所有小组都依次完成了这

5 个典型工作任务。

图 3 翻转实训教学安排

图 2 教学学时安排

这样实施教学的优点在于 ：第一，教学设备每项任务只需

2 台套即可开展实训，极大程度缓解了教学设备资源不足的压

力，也提高了教学设备的整体利用率 ；第二，每组学生数大大

减少，学生的课堂参与度极大提高，同时成员间也可以在学员、

考官和助教之间进行角色互换，培养了自我评价和相互评价的

本领。

2.2.4 疑难问题反复学

所谓教学难点，是要建立在一定的学情分析之上的。面对

不同的学生，教学的难点一定也不尽相同，那么如何准确把握

047 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

学术 | 职业教育

ACADEMIC

[1] 陈 琦 . 人 才 严 重 稀 缺 已 成 为 汽 车 维 修 行 业 之“痛”[J]. 汽 车 与 配

件 ,2020(18):31.

[2] 陈启新 . 基于高职院校汽车电气系统课程教学的研究 [J]. 农家参

谋 ,2020(09):259.

[3] 蓝民华 , 王晓洋 .”1+X”证书制度下汽车电器与电子设备教学改革研究

[J]. 汽车维护与修理 ,2021(04):46-47.

【参考文献】

作者简介 :

刘晓丹，本科，助理实验师，研究方向为汽车“1+X”教学改革。

图 4 评分细则

教学难点，因材施教呢？学生的主动提问是一种可靠且便捷的

解决方法，通过网络平台搭建起师生相互交流答疑平台，可以

快速、准确定位到学生的困惑点，从而有针对性地帮助学生解

决难题。

2.3 考核与评价

在传统的教学模式中，考试是评价学生学习效果的重要手段。

但作为一门实践性很强的专业课程，其过程性评价应该要有充分

体现 [3]。比如在起动系统的检测中，一名学生在规定时间内没有

准确找出故障位置，但是在操作过程中他懂得查阅相应的技术资

料，找到了熔丝、继电器等关键电路元件并对其进行检测，只是

检测的结果不完全正确，导致其未完成任务。

这样他在相应的技能点上应酌情扣分，而在操作面上应给予

他查阅、分析技术资料的相应分数。构建这样细化的评分体系，

才能完全把过程性考核融入教学和考核过程中，对学生的综合评

价才更加科学、客观和准确。

参照培训评价组织发布的“1+X”证书职业技能等级标准，

评分细则应包含 6 个方面（图 4）。为了保证评价的客观性，还应

该从自评、互评和师评三个维度考量。

3 结束语

打造汽车运用与维修专业书证融通的人才培养模式要从

课程改革、课证融通体系的构建开始，《汽车电气设备构造与

维修》作为培养汽车电子电器检修人才的关键课程之一，必然

要充分与 X 证书相融合。但是仅仅完成课证融通体系的构建还

是远远不够的，真正能使“1+X”证书制度落地的有效举措，

还应该从三教改革开始 , 该课程三教改革究竟如何推进，将另

作一番论述。

（上接第 43 页）

边冲孔和翻边整形三序 ；而整体式钣金模具为铸造模，共落料冲

孔、翻边成型、折弯、侧整形和侧冲孔侧切五序。整体式模具较

分体式模具材质费用高，工序多，因此，整体式钣金模具费用较

高。同时整体式钣金材料利用率为 47.53%，较分体式材料利用

率 54.16% 低，整体式钣金材料较为浪费。

综上，在满足强度的前提下，分体式结构方案从各工艺环节

和成本进行评估，整体方案优于整体式。因此，采用分体式方案

进行问题点对应。

4.3 车辆耐久验证

按照分体式方案进行支架开发后，进行耐久验证，耐久

8 037 km 后，局部有压痕，未开裂，优化后方案满足设计及试验

强度要求。

【参考文献】

[1] 余志生 . 汽车理论 [M]. 第 5 版 . 北京 : 机械工业出版社 ,2009.

[2] 刘惟信 . 汽车设计 [M]. 北京 : 清华大学出版社 ,2001.

[3] 段华东 . 城轨转向架抗侧滚扭杆的刚度和强度分析 [J], 电力机车与城轨

车辆 ,2010,33(02):41-44.

作者简介 :

林佳峰，本科，工程师，研究方向为轻型客车车身结构设计和开发。

5 结束语

在以传统燃油车为平台对车型进行电动车拓展的过程中，

需要对整车和各系统进行校核确认，对系统变更引起的问题进

行优化改善。同时，通过模拟分析和试验进行验证，结合工艺

和成本考量，寻求最优方案，以确保拓展后车型满足国家各项

新法规要求。

048 AUTO DRIVING & SERVICE 2021 . 11

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疫情背景下汽车检测与维修专业信息化网络课程改革研究之

名师工作室助力网络课程建设

（长春汽车工业高等专科学校，长春 130013 ；吉林省第二实验学校，长春 130011 ；长春一东离合器股份有限公司，长春 130011）

郭紫威 1

、程瑶 2

、王鑫 3

摘要：名师工作室充分发挥了名师的示范、辐射和指导作用，实现了资源共享、智慧生成、全员提升的目的，疫情期间在汽车检测与维修技术专业的网络课程建设、发展、

创新和维护方面起到了至关重要的作用。本文将综述，名师工作室助力汽检专业网络课程建设的作用、对优秀教师团队的培养和整合优质网络课程教学资源的实施办法。

关键词 ：名师工作室 ；团队培养 ；整合资源

中图分类号 ：G710 文献标识码 ：A

基金项目 ：吉林省职业教育与成人教育教学改革研究 2020 年度《疫情背景下汽车检测与维修专业信息化网络课程改革研究》课题（课题编号 ：2020ZCY199）成果。

0 引言

2020 年疫情的突如其来，使得汽车检测与维修专业的网络

课程迎来了重大变革。本课题研究的目标是对这些变革进行归纳

总结，吸取成功经验，为建设完善的汽检网络课程提供支持。本

课题已经完成了对疫情期间汽检专业网络课程面临的问题及对

策、汽检专业在重大公共事件下的网络教学管理制度的研究等。

本课题还对疫情期间我校孙雪梅名师工作室助力汽车检测与维修

专业信息化网络课程建设方面进行了重要研究。

我校孙雪梅名师工作室自 2015 年成立以来，已经完成了培

养教师团队、整合优质教育资源、社会咨询与服务等方面的工作。

研究发现，名师工作室这些年的工作成果可以辅助汽检专业网络

课程建设，不仅可以为青年教师提供权威示范教学的“教材”，

还可以利用工作室整合的优质视频教学资源用于疫情期间的线上

线下教学。

1 疫情期间名师工作室在专业网络课程建设中的作用

1.1 为网络课程建设教学团队搭建专业提升的平台

网络课程建设离不开一些基础设施和设备保障，工作室为此

建成一间高水平的专用技能培训教室，用于专业教师汽车维修技

能培训。教室能容纳 20 人，方便车辆及实训设备进出，配备有

实训车辆和完善的设备工具，以及投影仪、电子白板和实物投影

装置等教学仪器设备。

工作室对专业教师的现有技能水平进行摸底，将教师划分成初

级、中级、高级和专家四个层次，并制定每个级别的岗位技能标准。

工作室依据标准对每一个级别的教师制定培训计划和方案，开展针

对性强的个性化培训，让每一位专业教师技能都能提升一个层次。

工作室还组织全校青年专业教师进行技能微视频大赛，研究

技能点的标准操作流程，组织现场实施展示。此外，还组织青年

教师研究视频剪辑和制作，提升他们专业技能水平和教学微视频

制作能力。这些都为汽检专业在疫情期间网络课程开发奠定了汽

检专业技术基础和信息技术应用基础。

1.2 成为网络课程开发及实施的实验室

在日常授课过程中，工作室利用摄像机拍摄教学录像和演示

录像，将这些视频收集起来，经过后期的精心制作，形成实用的

技能培训视频资源库，进而开发一系列的慕课和微课。在工作室

的牵头下，我校相继开发了汽车使用与维护（50 个技能点）、发

动机检修（30 个技能点）、汽车底盘（40 个技能点）、汽车电气

系统（40 个技能点）、汽车舒适与安全系统（40 个技能点）、以

及汽车综合故障诊断（20 个技能点）等技能视频资源库。

这些日常开发出来的视频资源在疫情期间的线上教学过程中

发挥了很重要的辅助作用，同时也能让很多同类院校收益。

此外，工作室还结合每一个课程模块，开发制作了一批能充

分实现预期教学培训功能的教具。在应用这些教具的过程中不断

对其进行完善，最终可以在省内及全国范围内推广。

1.3 成为学生参与建设网络课程的强力支撑

网络课程的建设光有老师是不够的，需要学生们的广泛参与，

要让学生既是网络课程的受益者，同时也是网络课程的建设者。

工作室努力为学生创造提升技能、展示自我水平以及参与网络课

程建设的机会。比如为学生创造汽车维修技能竞赛的机会，鼓励

学生积极参赛，通过大赛调动学生的学习兴趣，达到以赛促学、

以赛促练的目的。工作室的团队成员也对参赛学生进行有效的指

导，使学生们的技能水平迅速得到提升。