新能源汽車動力電池的維護與保養

摘要：介紹了常見的新能源汽車動力電池類型，分別從專用工具準備、個人防護、車輛防護、技術要求和注意事項、電源系統常規維護程序、電源系統常規維護內容、電源系統常規維護方法、電源系統常規維護注意事項、電源系統重點維護、電源系統儲存維護等方面分析了動力電池的維護要點，并就優化充電管理、科學駕駛、避免暴曬或過冷等動力電池保養策略進行了討論。

關鍵詞：新能源汽車；動力電池；維護；保養

中圖分類號：U472? 收稿日期：2023-03-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.034

1 新能源汽車動力電池概述

新能源汽車作為以非傳統染料作為動力來源并集成各種先進技術的車輛，其具有清潔、綠色、集成度高等優勢。目前新能源汽車大多以電能作為動力來源，動力電池更是整個汽車的核心部分。新能源汽車動力電池可分為多種類型，不同類型的特點與優缺點存在差異。

1.1 鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池作為發展較早的新能源汽車動力電池，其在近年來的應用已經有所減少。鉛酸蓄電池本身應用于新能源汽車領域具有電壓較高、成本低廉、尺寸與結構不受限、電能效率較高、高低溫性能良好、倍率放電性能良好、易于浮充使用等優勢，但其本身也存在諸多難以有效解決的問題，如比能量相較于其他電池更低、難以長期使用、造價低但后期使用價格高、充滿電耗費時間較多、重金屬污染無法處理等，不能很好地滿足現代新能源汽車行業發展需求［1］。

1.2 鎳氫電池

鎳氫電池作為20世紀90年代發展起來的新型電池，其在當下的新能源汽車領域應用較為廣泛。氫鎳電池作為新能源汽車動力電池，具有比功率高、循環次數多、使用壽命長、無重金屬污染、耐過充過放且無記憶效應、溫度適應性良好、耐擠壓、耐振動等優勢，在各方面均能較好地滿足新能源汽車需求［2］。

1.3 鋰離子電池

鋰離子電池是20世紀90年代發展起來的新型電池，是目前新能源汽車中最常見的動力電池類型。鋰離子電池與鎳氫電池相比，其體積更小、成本更低、能源效率更高，適用性更強。鋰離子電池的工作電壓、比能量以及循環壽命等均超過了鎳氫電池，同時其自放電率僅為6%～8%，遠遠低于鎳氫電池［3］。鋰離子電池同樣具有無記憶性、無污染的優勢，能滿足新能源汽車發展需求。不過新能源汽車以鋰離子電池作為動力電池，必須設置特殊保護電路，否則會出現過充現象。

1.4 燃料電池

染料電池作為一種化學電池，其能將化學反應時釋放的能量轉變為電能。目前常用的燃料電池為氫電池，其應用于新能源汽車領域具有能量轉換效率高、無污染、結構簡單、噪聲低、氫能源來源充分且可再生等優勢，不過實踐中還面臨著成本高昂、氫純度要求高、儲存器具安全性要求高等挑戰，目前難以實現大規模量產。

2 新能源汽車動力電池的維護策略

2.1 做好準備工作

a.專用工具準備。對新能源汽車動力電池進行維護，需要準備好相應的專用工具，以免因工具準備不到位而影響維護工作有效開展［4］。首先確保檢修儀器準備妥當，應根據新能源汽車本身選擇合適的檢修儀器，譬如豐田普銳斯混合動力汽車就配備有專門的智能測試儀；其次確保常用儀表準備到位，主要包括電壓表、歐姆表、絕緣測試儀等。然后確保常用工具準備齊全，如螺絲刀、扳手等，且均應進行相應的絕緣處理；最后確保常用物料準備妥當，包括絕緣膠帶、扎帶等。

b.個人防護。為了避免和防止新能源汽車電池維護過程中工作人員因高壓電路遭受危害，需做好相應的個人防護工作。工作人員必須按照規定穿戴好工作服、防護鞋、絕緣手套等，同時必須摘除掉身上的所有金屬物品，以免金屬通電而危及維護人員人身安全。

c.車輛防護。檢查與維護車輛電池前，應對整輛車進行防護處理，常見防護包括于車輪處設置擋塊、于車內和車外進行絕緣處理、做好防撞擊準備等，盡可能保障工作安全、有效的進行。

2.2 明確技術要求和注意事項

進行新能源汽車電池維護需要明確相應的技術要求與注意事項，否則維護過程中可能出現各種意外與問題，影響維護效果的同時可能對維護人員人身安全造成威脅。維護人員對電池進行維修前，務必要認真研讀、充分熟悉待維修新能源汽車的車輛說明書、電源系統說明書［5］。維護過程中如果需要對高壓系統進行操作時務必要斷開電源。由于車輛電源斷開后，其系統內故障診斷代碼可能會丟失，進而影響車輛安全以及其他維修工作開展，故而實際操作時一定要先對該代碼進行讀取、備份處理，以免代碼丟失后無法找回。將電源斷開后，維護人員不得立即進行操作，而是要等待5 min以上，待車輛系統內高壓電容器放電結束后才可操作，以免發生安全事故。維護過程中對高壓電路的線束、連接器以及零部件等進行操作時，應當格外注意。如果維護人員要操作高壓系統，務必要做警示工作，以免他人靠近產生危險。將高壓配線拆下來過后，必須立即對其進行絕緣處理。而在高壓系統操作結束后，必須基于規定的扭矩將螺釘端子鈕緊，如果不符合規范可能出現松動或者變形。完成維護操作之后，維護人員需要再次進行全面檢查，確保不存在連接松動、遺漏零件或工具等情況。

2.3 電源系統常規維護

a.維護程序。對新能源汽車動力電池進行維護，一定要按照規定程序進行操作。通常而言，新能源汽車動力電池使用一兩個月后，就需要對電源系統的外觀、絕緣加以維護；使用三個月后，最好采取充放維護措施保障電池安全與穩定。對動力電池進行充放維護，需要確保電源系統處于正常工作狀態，并在維護操作前對電池狀態加以監測，確定電池所處的環境溫度、電池溫度、電池電壓等狀態均正常以及電源系統各部分正常后方可進行。動力電池充放維護對操作環境有較高要求，需確保操作環境的溫度維持在15～30 ℃、相對濕度維持在45%～75%、大氣壓維持在86～106 kPa。進行充放電維護操作后，維護人員應對包括管理系統功能是否正常、風扇是否正常運轉等在內的事項進行檢查，如果發現異常應做好記錄并進行處理。充放電維護結束后，維護人員需要對蓄電池包的絕緣電阻、最大電壓進行檢測，確保二者均符合指標要求，而且維護后汽車動力電源系統所有功能正常，那么意味著動力電池可正常使用。如果檢測的電壓不符合標準指標，或者維護后汽車動力電池存在異常和故障，那么應立即排除故障，而且無法排除故障的話應立即和廠家聯系。

b.維護內容。新能源汽車動力電源系統常規維護內容主要包含三部分：①動力電源系統狀態。對包括電池外觀、電池箱連接器、絕緣、電壓、通信等在內的各狀態進行綜合檢查與維護，確保狀態正常；②電源管理系統功能。對新能源汽車動力電池管理系統的功能進行檢查，確保其能實現包括實時監測電池狀態、對電池進行熱管理、電池均衡管理、充放電管理、故障報警、建立通信總線等在內的各項功能；③電池先放維護。

c.維護方法。新能源汽車動力電池的常規維護方法主要包括外觀維護、絕緣性能檢測、電池及管理系統維護、冷卻系統維護等。其中外觀維護較為簡單，一般而言，電池系統外觀維護需要對電池包箱體、各緊固件螺栓與螺母、電池包間的連接線、插頭、線束、電池包的冷卻通道等進行檢查，通過人眼觀察的方式判斷是否存在異常與故障，并根據實際情況進行處理。絕緣性能檢測則需要維護人員將電池組斷開并和整車的高壓系統進行連接，然后使用電壓表對個電池包的總正與總負端子對車體的電壓大小。如果經檢測發現電壓過高，那么需對電池包箱體和車體之間的絕緣性能進行檢測，發現故障的話應立即維修。如果經檢測發現電壓正常，可對新能源汽車進行充放電維護處理。對電池及管理系統進行維護，需要先將電池管理系統接通，然后采集、記錄開路狀態下電池組總電壓、各電池模塊電壓、各電池模塊溫度等重要數據。然后應根據汽車廠家的技術規范進行充、放電測試，并在測試過程中檢查電池管理系統顯示的電流、電壓、溫度、SOC等參數信息是否正確。然后可連接輔助電源，運行汽車，待冷卻系統工作后再對冷卻通道進行檢查，判斷冷卻通道是否足夠通暢、風機能否正常工作、防塵網是否需要清除或更換。最后再對管理系統和車輛不同部分的連接情況加以檢查，如發現松動需及時處理。應注意充放電測試的環境溫度，并實時觀察各電池模塊的溫度變化，一旦發現溫度過高應停止測試。

d.注意事項。對新能源汽車動力電池進行維護，應確保其正負極接法正確，不得接反或短路，否則會產生巨大的安全隱患。根據廠家提供的要求，對維護條件進行合理設置，盡可能避免因此產生的各種異常、故障與問題。不管是電池維護過程中還是維護過后，都應盡量避免動力電源系統處于倒置狀態。維護過程中嚴禁以金屬、導線等同時接觸電源系統的正負極，否則會短路。充放電測試如出現異味、異響，應立即停止充電。

2.4 電源系統重點維護

新能源汽車動力電池重點維護相較于常規維護需進行更為詳細的測試與檢查，通常每6～8個月進行一次，而且重點維護前應進行一次常規維護。將電池包拆下來后對其進行開包檢查，部分新能源汽車電池包安裝設計較為合理的話可不拆卸直接進行開包檢查與維護。先對電池包外觀進行檢查，確保不存在燃燒、漏液、撞擊等情況。然后將電池包上蓋固定螺釘擰開，取下上蓋并對內部進行檢查。使用電壓表對電池包的總正、總負端子對車體的電壓進行測量，如發現電壓過高應及時查找漏電位置并進行處理。如果電池包內有灰塵積聚，那么應清理灰塵后再進行絕緣檢測。對電池包底盤與支架進行檢查，如發現存在電解液、積水等現象應及時更換電池并對電池包安裝部位進行清理。檢查電池間連接是否存在松動與銹蝕等故障，如果有應立即清理、緊固或更換。

2.5 電源系統儲存維護

電池系統長期存儲而未使用，其性能可能會出現較為嚴重的衰降，同時電池組的安全隱患也會增多。故而新能源汽車動力電池超過三個月未使用的情況下，應對其進行儲存維護。電池儲存維護需要將環境維度與濕度分別控制在15～30 ℃與80%以下，然后對電池進行一次全充全放，從而活化電池性能。如果缺乏放電設備，也可按照規定的方式以小電流將電池充滿電，從而調整電池的電壓一致性以及提高電池的儲存性能。

3 新能源汽車動力電池的保養策略

3.1 優化充電管理

對新能源汽車動力電池進行充電應當做好科學、合理，盡量避免過度充電、過度放電、充電不足的情況發生，最好在充滿電后一段時間內停止充電，從而防止電池使用壽命受到影響。盡量避免長期不充電的情況發生，即便車輛閑置也應當做到每個月充一次電，否則可能會出現較為嚴重的虧電狀態，導致電池容量下降。充電時應確保溫度合適，防止插頭過熱造成的接觸不良乃至短路現象對充電器與電池造成傷害，通常電池溫度超過65 ℃就應停止充電。

3.2 注意科學駕駛

駕駛員在駕駛新能源汽車時，應當盡可能做到科學駕駛。a.注意路面狀況，避免在坑洼路段等路況不佳的路面行駛時損傷底盤并傷害電池，必要時刻在底盤上安裝護板；b.駕駛員在起步、載人、上坡等情況應注意避免猛踩加速踏板，否則容易在瞬間形成大電流放電的情況并對電池造成嚴重損傷。新能源汽車雖然具有一定的防水性能，但經常涉水依舊可能對電池造成影響，故而駕駛新能源汽車應盡量避免涉水。

3.3 避免暴曬或過冷

新能源汽車的動力電池受環境溫度影響較大，應盡可能避免暴曬或過冷。長期將新能源汽車暴曬，會導致電池內部壓力增加，電池失水嚴重，進而導致極板老化速度加快；新能源汽車長期處于寒冷環境中，汽車續航能力會明顯下降，電池組性能也會受到影響。

4 結語

加強動力電池的維護與保養對新能源汽車的安全駕駛、長期駕駛而言有著重要影響。隨著新能源汽車保有量的不斷增加，廣大新能源汽車駕駛員應當充分理解動力電池在車輛中的重要性，提高自身電池保養意識，積極配合維護人員定期對電池進行維護，從而保障自身駕駛安全以及良好體驗。

參考文獻：

[1]解晨寧.解析新能源汽車動力電池的維護與保養策略[J].時代汽車，2022（18）：181-183.

[2]劉影.淺談新能源汽車動力電池的維護與保養[J].時代汽車，2022（10）：122-123.

[3]謝鵬.淺析新能源汽車動力電池的維護與保養[J].內燃機與配件，2021（18）：170-171

[4]郭長軍.新能源汽車動力電池的維護與保養[J].湖北農機化，2020（13）：123-124.

[5]田曉鴻.解析新能源汽車動力電池的維護與保養策略[J].粘接，2019，40（11）：60-62.

作者簡介：

族青，男，1989年生，教師，研究方向為汽車維修、新能源汽車檢測、汽車故障排除。