純電動汽車的動力電池故障診斷及維護技術探討

胡銀全 陳紅紅

摘要：隨著環境形勢日益嚴峻，各國大力推行新能源純電動汽車，我國新能源汽車產業得到快速發展。汽車電池管理系統是新能源企業核心構成，新能源電池管理系統出現問題會影響整車安全行駛，發生爆炸等重大安全事故。純電動汽車是依靠電力為驅動能源的車輛，是被認為最具發展前景的新能源汽車。動力電池決定電動汽車性能，由于電池儲能系統安全性得不到技術保證，制約其廣泛應用。針對純電動汽車動力電池故障診斷要點分析，探討動力電池常見故障維修方法，為純電動汽車動力電池維修提供技術參考。

關鍵詞：純電動汽車;動力電池故障;維修技術

環境污染是當今汽車產業發展面臨的主要條件，新能源汽車研發受到汽車集團的重視。電動汽車動力驅動方式為電力驅動，使用成本，續航里程，高壓漏電等方面是電動汽車行業必須面對的問題。電動汽車有獨特動力系統組成，汽修技師維修電動汽車普遍存在技術障礙。在純電動汽車，燃料電池電動汽車應用中，需要通過串并聯方式組成動力電池充放電。電動汽車故障檢測診斷研究目前處于起步階段，維修行業缺乏規范化操作流程，維修技師缺乏電動汽車故障檢測經驗。開展電鍍工汽車系統故障檢測診斷技術研究，有利于提高電動汽車使用安全系數，提高故障檢測診斷效率，對促進電動汽車維修行業發展具有重要意義。

1.電動汽車動力系統構造

電動汽車由車載動力電源系統，動力傳動系統構成，電動汽車基礎維修保養與燃油車相似，電動汽車使用維修中需重視高壓觸電傷害，隨著新能源汽車保有量增長，新能源汽車發展造就熱門就業崗位。燃油汽車發展出完善的售后服務體系，但新能源汽車售后服務處于起步階段，新能源汽車配件與傳統燃油汽車不同，燃油車維修技師維修新能源汽車普遍存在技術等障礙，難以精準判斷排除故障。

電動汽車是部分用電能驅動的汽車，由驅動電機，調速控制裝置等部件組成。電動汽車驅動電機具有良好牽引特性，電池充電系統是電動汽車關鍵系統，可以為汽車穩定工作提供條件【1】。電動汽車驅動系統由控制器等部分構成。驅動電機作用是驅動車輪前景，電機調速控制裝置通過控制電機電壓完成電動機驅動轉矩。電動汽車是當今社會科技系統的集合體現，將電力技術，新材料等融為一體，具有環保效果好，熱效率高，能源可回收利用率高，控制性能佳等特點。動力電池是電動汽車動力源，型號主要有三元鋰電池組，鉛酸動力電池組等。電池組主要分布于車輛前后艙及汽車底板。電池管理系統對動力電池組充放電電流，電池溫度進行控制，建立動力電池組維護體系【2】。系統根據電池組健康狀態，功能狀態進行可靠監測，減少電池失效導致車輛故障。

電動汽車電池分為蓄電池與燃料電池，蓄電池包括鉛酸蓄電池，鈉硫電池等，燃料電池用于燃料電池電動汽車，把控磷酸燃料電池，固體氧化物燃料電池等。動力電池性能對電動汽車行駛里程有很大影響，從溫升特性，電池容量等方面體現。電動汽車是由電力驅動系統，相關輔助系統構成，動力電池內部出現溫度過高，控制器功能部分喪失，內外部短路，電解液缺失等為蓄電池常見故障。

2.新能源汽車動力電池管理系統

電池管理系統是通過檢測電池組各單元單體電池狀態，根據其狀態對動力電池系統控制調整。電池管理系統基本功能分為檢測保護等方面。包括數據采集，均衡控制，信息管理等功能。動力電池管理系統組成包括軟硬件。硬件分為主控與從控模塊，由數據采集單元，中央處理單元，均衡單元檢測模塊等組成。

軟件包括控制策略，底層操作系統。動力電池管理系統中軟件設計，功能包括自檢功能，電壓檢測，電流檢測，CAN通訊，放電均衡功能等。動力電池管理技術指標包括最大可測量電流，單體電壓測量精度，溫度測量精度，CAN通訊，在線監測與調試功能等。BMS通過通訊接口與整車控制器，能量管理系統，遠程監控終端等通訊。如在北汽新能源EV200車型中，電池管理系統，車載充電器為通訊報文收發節點，可相互通訊了解其他部件工作狀態【3】。電動汽車動力電池廠商控制策略基本相同，但選用控制元器件精度不同，成為廠家特色。各廠商控制軟件開發中根據使用中發現問題不斷完善，通過刷程序為汽車升級，維修人員取得廠商授權，可通過OBD接口對有關控制程序重刷升級。

新能源汽車動力電池管理系統通過總電壓等實時監控采樣，動力電池管理系統對電池性能參數進行監控，可以進行應用環境管理，使得電池保持在優良環境溫度。動力電池管理系統出現問題不能對電池準確監控，使得電池過載等問題發生嚴重影響電池性能，損害電池使用壽命。動力電池管理系統任務是保證高壓供電系統絕緣安全，實現電池信息交流通訊等。

3.純電動汽車動力電池常見故障診斷維修技術

新能源汽車動力電池管理系統中，常見故障有電壓異常，預充電故障等。電動汽車管理系統常見故障分為通訊類，絕緣類與溫度類等。汽車故障檢測診斷目的是確定汽車技術狀況，確定故障原因部位，確保車輛行駛安全。由于驅動系統動力源自高壓動力電池，使用檢修車輛需注意操作安全性。汽車使用中出現故障原因包括自然老化，設計技術，車輛使用條件等。車輛出現故障需借助故障檢測方法及時排除故障。

新能源汽車通信故障主要原因包括CAN線等，BMS正常通電下使用萬能表測量，直流電壓檔紅表筆觸碰CANH，對輸出電壓測量。正常通信線路CANH與CANL電壓保持在1.5伏左右，如測量出現較大偏差斷定動力電池管理系統出現故障。電壓出現異常故障需要重點關注電池原因，采集線端子原因，采集第線保險絲故障等。診斷欠壓故障需使用萬用表，測量電池電壓值與監控電壓值比較，出現較大偏差確定電池原因。采集線固定螺栓出現松動，可能影響單體電壓采集準確性。確認解除故障后對采集線加固確保良好接觸性能。采集線上保險絲測量得出阻值，超出一兆范圍斷，需及時更換確保汽車良好行駛性能。確定從板故障需對電壓測量，比較采集電壓出現異常狀況斷定從板故障，及時更換并研究故障數據。

新能源汽車動力電池管理系統中，工作線束接插件內芯短接導致絕緣故障，電壓采集線破損導致絕緣故障。電動汽車絕緣故障包括高壓負載漏電，高壓線出現破損情況，電池箱進水，電壓采集線損壞等情況。出現高壓負載漏電情況需及時斷開PCU，空調等設備，找到故障原因及時維修零配件。連接器出現破損需用兆歐表進行測量，依據測量結果確定故障位置，及時維修更換配件。出現電池漏液需對電池箱內徹底清理，電池不能使用需及時更換。電壓采集線出現損壞需準確判斷漏電部位，更換修補破損線路。高壓板檢測出現誤差需及時采取更換措施。

4.結語

隨著國家加大對新能源汽車的支持力度，促進新能源汽車普及到人們生活中。新能源汽車動力主要依靠電池，加強對新能源汽車電池管理系統故障診斷研究具有重要現實意義。純電動汽車動力電池故障維修難度較大，但把握好電池組拆卸等故障維修要點，掌握單體欠壓等常見故障診斷方法，可以有效維修動力電池故障，保證新能源汽車安全使用。

參考文獻

[1]郭偉偉.純電動汽車動力電池故障診斷、維修探究[J].湖北農機化，2020（14）：123-124.

[2]晏和坤.新能源汽車的故障問題與維修技術分析[J].湖北農機化，2020（12）：112-113.

[3]鄧寧.新能源汽車動力電池故障的診斷與維護[J].汽車實用技術，2020（08）：1-3.

基金項目：

項目名稱：電動汽車電池健康狀態診斷分析與研究

項目編號：KJA202006