純電動汽車常見故障與維修關鍵技術探析

浙江長征職業技術學院 張衡

引言

環保與節能是全世界在21 世紀必須面對的重要問題，而汽車保有量的不斷增加使能源緊缺、空氣污染、溫室效應等挑戰更加棘手。很多國家和汽車公司已經意識到電動汽車是解決這一問題的關鍵，并投入了巨大的財力和人力[1]。我國也在積極推進電動汽車產業布局，近年來，電動汽車新勢力如雨后春筍不斷涌現，目前，我國已成為電動汽車最大的生產國和銷售國，隨著電動汽車保有量的增加，電動汽車的故障也隨之增加，這就對電動汽車的維修提出了新要求[2]。

純電動汽車和傳統燃油汽車相比有很多區別，比如燃油轉變為電池，發動機轉變為電機；電動汽車還增加了高壓驅動系統和充電系統等新系統，新零件和新系統的產生意味著會有新問題出現，利用傳統燃油車的故障排除和維修經驗已不能滿足純電動汽車的維修需求，本文將對純電動汽車常見故障及其維修關鍵技術進行探析。

1 電池系統常見故障與維修關鍵技術

1.1 電池系統常見故障

作為電動汽車的核心，電池系統是電動汽車安全行駛的關鍵保障，電池系統包括電池和電池管理系統[3]。電池的最小組成單元是電芯，數十個電芯通過并聯和串聯形成電池組，數個電池組串聯形成電池；每個電池組都有多個電壓、電流、溫度傳感器，電池管理系統通過分析傳感器數據，及時調節電池組充放電量并開啟散熱和加熱功能，保證電池安全充放電功能。

單體電芯故障或連接線路故障會導致電池充電不足、電芯放電不均、內部絕緣異常等問題，例如典型的充電不足現象：儀表顯示電量已充滿，但是車子有效里程突然縮短幾十公里，且電池系統報個別電芯欠壓故障。電池管理系統常見故障有CAN 系統通信故障、BMS 故障、傳感器信號故障等異常，管理系統故障會導致電池的升溫、降溫、漏電等異常無法被調節，使電池長時間在惡劣環境下充放電，降低了電池壽命，嚴重時會導致電芯不可逆損壞。

1.2 電池系統維修關鍵技術

（1）注意維修人員個人防護。電動汽車動力電池額定電壓在550V 以上，比傳統汽車12V 電壓高很多，且電芯主要由腐蝕性電解液組成，因此給維修人員帶來很多新的隱患[4]。維修人員在對動力電池系統進行檢修時，務必佩戴安全防護用具，保證車輛處于OFF 檔并切斷所有動力電池外部連接線，并確保電池沒有外部機械損傷的情況下才能對動力電池進行檢修，以免維修人員觸電或被電池液灼傷。

（2）盡量更換故障零件。對動力電池系統檢修時需嚴格遵守維修手冊，在維修前，盡可能使用診斷系統明確故障零件，對動力電池內部的故障硬件盡量只換不修。

（3）保證電池密閉性。如維修時拆除了動力電池外殼，維修完畢后需對動力電池總成進行密閉性和絕緣性測試，確保動力電池不會進水，不漏電。

2 充電系統常見故障與維修關鍵技術

2.1 充電系統常見故障

電動汽車的充電系統主要由直/ 交流充電口、直/ 交流充電槍、車載充電器、高壓電控總成和電池系統組成[5]。以交流充電過程為例，插槍后，充電槍上的CC（充電槍連接確認）信號通過充電口傳送給高壓電控總成，高壓電控總成將連接信號發給BCM（車身控制器），BCM 發出指令給電池管理系統供電，電池管理系統通電并檢測達到預充條件時會發送指令使高壓預充接觸器閉合，預充完畢后，高壓控制系統與充電槍進行CP（充電控制）信號確認，確認無誤后，電池管理系統會斷開預充接觸器并控制交流充電接觸器閉合，外部開始給充電機供電進入電池充電狀態，同時儀表上也會顯示充電功率和電量[6-8]。

CC 信號故障、CP 信號故障和充電電流霍爾信號故障是充電系統常見故障,會造成車輛無法識別充電槍的連接狀態或電流狀態識別錯誤，導致電動車無法充電，比如車輛行駛功能正常，電槍連接慢充接口和外部交流電，儀表不顯示充電槍已連接。

2.2 充電系統維修關鍵技術

充電系統故障大多是由信號故障引起，判斷故障時要充分利用儀表提示信息，如果電動車無法充電且儀表無任何充電提示，可首先排查CC 線路故障導致的CC 信號異常；若儀表提示充電槍已連接，但無法充電且功率和充電剩余時間顯示異常，此時需對CP 線路和霍爾電流傳感器相關電路進行數據流確認和硬件排查。充電口插口異物、充電線束長久彎折、信號連接處pin針松脫等是比較常見的信號故障原因。

3 電機系統常見故障與維修關鍵技術

3.1 電機系統常見故障

電機系統主要由驅動電機及其控制系統組成，其直接影響車輛動力性和經濟性[9]。整車控制器根據駕駛員意圖發出各種指令，電機控制器響應指令并實時調整電機輸出狀態，電機控制器可控制電機實現正轉、反轉、能量回收等功能，同時電機控制器還會實時檢測電機系統的狀態，保證電機在最佳溫度、電壓、電流等狀態下工作，并及時對異常狀況報警[10]。

電機系統故障會影響新能源汽車的正常運行，甚至會導致行車事故的發生。一般來說驅動電機及其控制系統故障可以分為機械系統故障和電氣系統故障兩大方面[11]，常見的機械故障有軸承磨損或轉子掃膛導致電機異響，或內部靜電效應吸附異物導致的運行頓挫；常見的電器故障有控制器異常導致扭矩突變，電機缺相導致電機停頓或噪音過大，電機內部電阻過大導致電機溫度過高。

3.2 電機系統維修關鍵技術

在對電機系統進行維修前首先要退電OFF 檔，并將電機三相線拔掉。電機機械故障相對容易判斷，但仍有事項需注意：異物頓挫維修時需同時對電機表面和線路間的臟污進行清理，以降低電機內吸附更多異物的風險；檢查轉子掃膛主要通過塞尺檢查轉子和定子之間的間隙，或查看軸承有無磨損。

相比機械故障，電器系統故障更為復雜，檢測手段需多借助診斷報文，這就對維修人員的專業水平要求更高，而目前新能源汽車的普及率并不高，很多汽車維修人員都缺乏診斷故障的經驗，這就給電氣系統故障的判斷帶來了困難，霍爾元件損壞、旋轉變壓器損壞、控制器損壞、端子松脫是比較常見的電器故障，可優先逐項排除，如有損壞，建議直接更換。

4 提升新能源汽車維修技術的方法

4.1 加強和汽車廠商的合作

隨著電動汽車市場保有量不斷增加，電動汽車故障數量也將增加，汽車維修行業面對著巨大機遇，同時也將遇到很多新的挑戰。多方面因素導致目前電動汽車品牌眾多、內部構造差異較大，汽修企業可以通過相關單位直接聯系電動汽車生產商，邀請廠家專業技術人員對維修人員開展定期培訓或技術指導，使維修人員可以掌握更先進的維修技術。電動汽車廠商和汽修企業的合作對汽車廠商來說也是有利的：首先能更好地促進該電動汽車品牌的推廣，使該品牌的車在哪都能維修，這樣將打消潛在購買者擔心不好維修的后顧之憂；其次還能更精確地發現汽車的常見故障，幫助汽車生產廠商提升汽車品質，改善市場口碑。

4.2 維修前對汽車故障相關細節仔細檢查

電動汽車與燃油汽車相比少了發動機和變速箱，但對電控系統依賴性更強，因此其電路布局比燃油汽車要復雜很多，故障現象產生的原因也更復雜，因此對電動汽車維修前和維修后均需進行細致的檢查。比如在剎車系統出現故障時要從以下幾個方面入手：首先，檢查真空泵和控制器能否正常工作，主要方法是在汽車靜止狀態下，多次腳踩制動踏板查看真空泵的運行狀態；其次，對真空管路是否泄漏進行檢查；最后，全方位檢測真空泵相關管路有無破損、漏氣、漏液等現象，仔細檢查相關控制線路，保證線路安全，接頭無松脫或氧化。維修結束后需對電動汽車制動系統、燈光系統、胎壓等常規項目進行檢查，避免維修時造成的連帶損壞，保證車輛安全行駛。

4.3 改進維修方法

電子診斷技術在電動汽車的維修中應得到廣泛應用，即在維修工作中通過電子設備對電動汽車故障進行全面的檢測，采取科學的維修技術與方法盡量做到不拆車診斷。例如維修人員應用電子診斷技術對全車故障做出檢測，確定故障后征求車主的維修意見，據此制定汽車故障維修方案。通過電子診斷技術對電動汽車進行檢查時不需要拆車，可以在最短時間內確定發生故障的位置以及原因，大大提高了電動汽車維修效率，預防浪費資源，確保車身的完整性，顯著提高了電動汽車維修技術水平。維修方法的改進需要對設備進行更新、升級，特別是要升級診斷設備，保證電子診斷設備滿足檢測電動汽車故障的要求。例如針對電動汽車維修設計的解碼器、讀碼卡、電子診斷儀，利用這一系列電子診斷設備確保有序開展維修工作，除了要進行設備的改進外，還要求維修人員必須熟練運用電子診斷設備檢測電動汽車的故障，定期接受專業技術知識、實際操作訓練，及時掌握先進的電動汽車維修技術，將其靈活運用于電動汽車維修實踐。

5 結語

電動汽車作為高新技術和節能減排時代背景共同作用下的產物，具有強大的發展勢頭，同時也對售后維修人員提出了更高的要求。掌握電動汽車維修的關鍵技術，為迎接電動汽車市場爆發的到來做好準備，將有效促進電動汽車產業的長久發展。本文介紹的電動汽車常見故障及關鍵維修技術是筆者在實踐維修和教學中得到的經驗總結，希望通過本文的探析能給電動汽車維修從業者帶來一些啟示和幫助。