新能源汽車專業常見故障維修技術應用及案例分析

摘 要：全球對環境保護和可持續發展的日益重視，新能源汽車的普及率正在迅速提高，新能源汽車的復雜性和獨特性也對其維修技術提出了更高的要求，深入探討了新能源汽車日常使用中可能遇到的常見故障，包括電池管理系統故障、電機控制器問題、車輛充電系統異常等，并針對這些故障提出了相應的維修技術應用策略。此外，文章還通過實際案例分析詳細展示了新能源汽車維修的實際操作，旨在為維修人員提供全面的技術參考和指導，促進新能源汽車維修技術的不斷進步和發展。

關鍵詞：新能源汽車 常見故障 維修技術應用 案例分析

近年來，新能源汽車在全球范圍內取得了令人矚目的發展成就，市場份額不斷增加，新能源汽車與傳統燃油汽車在結構和原理上存在顯著差異，給其維修技術帶來諸多挑戰。為了迎接這些挑戰，本文將對新能源汽車常見故障及其維修技術進行全面深入的探討，并結合實際案例進行詳細分析，以期為維修人員提供有益的參考和指導。

1 新能源汽車的發展歷程

1.1 新能源汽車的起源和早期探索（19世紀）

新能源汽車的發展歷史可以追溯到19世紀，其起點是電動汽車的誕生，20世紀30年代，電動車的雛形開始出現。蘇格蘭發明家伯特·安德森（也稱羅伯特·戴維森）于1834年或1837年成功將電動機安裝在一輛馬車上，被視為電動汽車的早期嘗試，隨后，在1832年至1839年間，美國人托馬斯·達文波特（又名安德森）也制造了類似的電動三輪車，但這些早期的電動汽車受到當時不可充電電池技術的限制，因此沒有得到廣泛應用。1842年，安德森與達文波特合作，制造了世界上第一輛電池驅動的電動汽車，使用的是不可充電的玻璃封裝電池。1881年，法國人古斯塔夫·特魯夫（Gustav Truff）在巴黎展出了一輛電動三輪車，這是第一輛具有實用價值的可充電電動汽車，比卡爾·本茨制造世界上第一輛汽車還要早幾年，接著，1884年，托馬斯·派克發明了具有一定駕駛能力的電動汽車，并在英法兩國廣泛推廣。19世紀末到20世紀初，是電動汽車發展的黃金時代，這一時期，電動汽車不僅成為金融巨頭的交通工具，也在美、英、法等國得到廣泛應用。據統計，1890年世界上4200輛汽車中，38%是電動汽車，40%是蒸汽汽車，22%是內燃機汽車，到1900年，美國制造的汽車中，電動汽車的數量達到了15755輛，而汽油發動機的數量只有936輛，1900年在歐美銷售的4200輛汽車中，40%是蒸汽機車，38%是電動車，剩下的22%是燃油車。

1.2 新能源汽車的沉寂與復蘇（20世紀初至20世紀末）

隨著內燃機技術的進步和石油開發的推進，燃油車逐漸顯示出優勢，內燃機車成本下降明顯，而電動車價格相對較高，受限于當時的儲能技術，電動汽車的續航里程也成為了一個難以解決的問題，所以從20世紀20年代開始，電動車逐漸沉寂，被燃油車取代。盡管如此，新能源汽車并沒有完全消失，二戰后，由于歐洲和日本石油供應緊張，電動汽車在部分地區出現復蘇跡象，尤其是日本，1943年注冊的電動車超過3000輛，但這一時期的電動汽車性能仍然有限，只能滿足短途低速運輸的需求。20世紀60年代，隨著內燃機汽車的大規模使用帶來的嚴重空氣污染，以及內燃機汽車對石油的過度依賴帶來的政治和國家安全問題，人們開始重新審視電動汽車。1973年的石油危機催生了電動汽車的第一次發展熱潮，在此期間，雖然電動車銷量仍然有限，但越來越多的電動車開始出現，為新能源汽車的復蘇奠定了基礎。

1.3 新能源汽車的快速發展和全球普及（21世紀至今）

進入21世紀后，隨著電池技術的突破和國家政策的支持，新能源汽車迎來了快速發展，特別是中國，已經成為全球新能源汽車保有量和產量最高的國家。2008年以前，中國新能源汽車處于研發和小規模示范階段；2009年開始大規模進入公共領域；2013年大規模進入民間；2016年，車輛達到100萬輛；2018年產銷進入百萬輛時代。在此期間，以特斯拉為代表的新勢力推動了新能源汽車產業的發展，特斯拉不僅整合了產業鏈，還通過購買聯合開發、開發核心技術、開放技術專利等方式推動技術進步。與此同時，我國新能源汽車的發展也經歷了一個從粗放型到精細化的過程，互聯網公司的參與推動了技術的不斷進步，使得新能源汽車的續航里程、充電速度、智能化都有了顯著進步。根據CleanTechnica網站公布的2021年新能源品牌全球銷量數據，2021年全球新能源汽車累計銷量近650萬輛，同比增長108%，其中，我國新能源汽車產銷量已連續八年位居世界第一，2022年，全球新能源汽車（不含HEV）銷量突破1000萬輛，達到1039萬輛，滲透率12.9%，這一數據表明，新能源汽車已經在全球范圍內得到了廣泛的推廣和應用。

2 新能源汽車專業常見故障深度分析

2.1 電池管理系統（BMS）數據異常和電池健康監控挑戰

電池組是新能源汽車的心臟，它的健康與否直接關系到汽車的續航能力和使用壽命，電池管理系統（BMS）作為電池組的“大腦”，負責監測電池組的電壓、電流、溫度等關鍵參數，保證電池安全高效運行。然而，BMS數據異常已經成為一個不容忽視的問題，這種異常可能表現為電池電量顯示不準確，電池狀態估計偏差較大，甚至在某些極端情況下，BMS可能會誤報電池故障，導致車輛無法正常啟動或行駛。深入分析發現，BMS數據異常往往來自傳感器精度下降、數據傳輸錯誤、算法模型不匹配或軟件bug，作為管理系統的眼睛，傳感器的準確性直接影響數據的準確性，隨著使用時間的增加，傳感器的精度可能會因老化、污染或物理損壞而降低。此外，數據傳輸過程中可能會出現丟包、延時或錯誤，特別是在強電磁干擾的環境下尤為突出，算法模型不匹配可能是由于車輛設計更新與BMS軟件升級不同步，導致模型不能準確反映電池組的實際狀態。[1]電池健康監控也面臨挑戰，電池健康通常通過內阻、容量衰減率等指標來評價，這些指標的測量和計算受到許多因素的影響，包括測量設備的準確性、測量條件的一致性以及電池組中單個電池之間的差異。例如，內阻的測量可能會受到接觸電阻、溫度效應和電池內部化學反應動力學的影響，導致測量結果出現較大波動，容量衰減率的計算需要長期的跟蹤和數據積累，受到駕駛習慣、環境條件等諸多因素的干擾，準確可靠地監測電池健康狀況對于防止電池失效、延長電池使用壽命具有重要意義。

2.2 驅動電機效率下降和電磁兼容性（EMC）問題

驅動電機效率直接關系到車輛的能耗和續航能力，隨著使用時間的增加，驅動電機的效率可能會降低，這種下降可能是由于電機繞組老化、永磁體退磁、軸承磨損和冷卻系統故障。繞組老化會導致電阻增加，增加能耗；永磁體退磁會降低電機的輸出轉矩和效率；軸承磨損會增加機械損失，降低整體效率；冷卻系統故障可能導致電機過熱，進一步加速老化過程。此外，電磁兼容性（EMC）問題也是驅動電機系統的常見故障之一，電磁兼容問題可能表現為電機運行時的電磁干擾，影響車內其他電子設備的正常工作，甚至可能干擾周圍車輛的通信系統，這種干擾可能來自電機控制器的開關動作，電機繞組的電磁輻射，以及車內電纜的布置和屏蔽措施不夠，比如電機控制器的開關頻率設計不當，就可能產生高頻諧波，通過電源線或信號線傳播，干擾其他設備的正常工作。

2.3 高壓電氣系統絕緣性能下降和電弧故障風險

新能源汽車的高壓電系統包括高壓線束、高壓連接器、高壓繼電器等關鍵部件，其絕緣性能直接關系到車輛的安全性，但是，隨著使用時間的增加，高壓電氣系統的絕緣性能可能會逐漸下降，這種下降可能是由于線束老化、連接器密封不良、濕氣侵入或污染物積聚，絕緣性能的下降不僅會增加漏電的風險，還會引起電弧失效，導致車輛起火或損壞。電弧故障是一種潛在的災難性故障，可能由高壓線束或連接器中的短路、開路或接觸不良引起，電弧發生時會產生高溫高能輻射，可能會迅速引燃周圍的絕緣材料，引起火災。據統計，新能源汽車因高壓電氣系統絕緣性能退化導致的電弧故障屢見不鮮，這些故障往往發生在車輛長時間停放、環境濕度大或溫度變化大的情況下，增加了車輛的安全隱患。

2.4 車輛網絡和信息系統通信故障和數據安全威脅

新能源汽車廣泛采用先進的車載網絡和信息系統，實現車輛部件之間的信息交互和智能控制，車載網絡的通信故障和數據安全威脅已經成為日益突出的問題，通信故障可能表現為網絡延遲、丟包或通信中斷，導致車輛功能受限或完全失效，這種故障可能是由于網絡拓撲設計不合理、網絡設備性能瓶頸或軟件bug造成的，比如網絡拓撲設計不當，可能導致網絡擁塞或通信死鎖，影響車輛正常運行。數據安全威脅更加微妙和嚴重，隨著車輛智能化程度的提高，車聯網存儲和傳輸的數據量急劇增加，包括車輛狀態信息、駕駛行為數據、用戶個人信息等敏感信息，如果這些數據被非法訪問或篡改，不僅可能泄露用戶隱私，還可能對車輛安全構成威脅。例如，黑客可能通過攻擊車輛網絡來獲得對車輛的控制，執行遠程惡意操作或竊取車輛信息，隨著車輛與外部網絡的聯系日益緊密，外部網絡的安全威脅也可能滲透到車載網絡中，進一步加劇數據安全問題。

3 新能源汽車專業常見故障維修技術應用策略及案例分析

3.1 高效電池管理系統（BMS）故障修復技術與特斯拉Model Y案例

在新能源汽車領域，電池管理系統（BMS）的故障修復技術非常重要，直接關系到車輛的續航能力和安全性能，作為一款高端新能源汽車，特斯拉Model Y在其BMS系統中集成了先進的電池監控和管理功能，即使是這樣先進的技術系統，也可能面臨數據異常、算法失效等故障。對于特斯拉Model Y的BMS故障，維修技術人員通常采用“系統級診斷修復”的策略，該策略強調從整個系統出發，通過模擬電池充放電過程，監測BMS的反應和數據輸出，從而準確定位故障點。[2]例如，在一個真實的維修案例中，一輛特斯拉Model Y的續航里程大幅下降，經初步檢查，發現BMS上報的電池剩余容量與實際情況嚴重不符，維修技術人員利用專業設備模擬電池在各種行駛場景下的充放電過程，實時監控BMS的數據輸出。最后，通過對比分析，發現BMS中某個傳感器的精度下降，導致數據異常。在修復過程中，技術人員采用了“高精度傳感器更換校準”技術，成功更換了故障傳感器，并對BMS進行了全面校準，修復后車輛續航里程恢復正常，BMS數據輸出準確可靠，這個案例不僅說明了高效電池管理系統故障修復技術的重要性，也體現了維修技術人員在復雜系統故障診斷和修復方面的專業能力。

3.2 驅動電機高效維護技術及比亞迪秦plusDMI案例分析

作為新能源汽車的動力核心，驅動電機的維護技術也非常重要。比亞迪秦plusDMI的驅動電機作為一款插電式混動車，提供了強勁的動力，但也可能面臨效率下降、噪音增大等故障。針對比亞迪秦plusDMI的驅動電機故障，維修技術人員通常采取“電機拆解分析，精準修復”的策略，這種策略強調對電機進行拆卸，深入分析故障原因，利用精確的技術手段進行修復。比如在一次真實的維修案例中，一輛比亞迪秦plusDMI出現了加速無力，噪音增大的問題。經過初步檢查，維修技術人員懷疑驅動電機內部存在故障，于是，他們把電機拆開，逐一檢查繞組、永磁體、軸承等關鍵部件，最后發現繞組有輕微短路，導致電機效率下降。在修復過程中，技術人員采用了“精密繞組修復及平衡測試”技術，成功修復了繞組短路問題，并對電機進行了全面的平衡測試，修復完成后，車輛加速強勁，噪音明顯降低，驅動電機效率恢復如初，這個案例不僅說明了驅動電機高效維修技術的重要性，也體現了維修技術人員在復雜機械故障診斷和維修中的高超技巧。

3.3 高壓電氣系統絕緣性能提升及北汽EU5案例分析

高壓電氣系統的絕緣性能直接關系到新能源汽車的安全性，作為一款熱銷的新能源汽車，北汽EU5的高壓電氣系統在長期使用過程中也可能面臨絕緣性能下降的問題。為了解決北汽EU5高壓電氣系統絕緣性能下降的問題，維護技術人員通常采用“全面檢測絕緣性能并有針對性地修復”的策略，該策略強調對高壓電氣系統各部件絕緣性能的檢測，并根據檢測結果采取針對性的修復措施。例如，在一個真實的維修案例中，一輛北汽EU5在行駛過程中出現了高壓系統報警的問題，維修技術人員初步檢查后發現，高壓線束某部位絕緣性能下降，存在漏電風險。[3]在修復過程中，技術人員首先對高壓線束進行了全面的絕緣性能測試，確定了絕緣性能下降的具體位置，然后采用“絕緣材料局部強化密封處理”的技術，對絕緣性能退化的部位進行強化，保證線束的密封性能。修復完成后，車輛高壓系統報警問題得到解決，絕緣性能恢復如初，這個案例不僅說明了提高高壓電氣系統絕緣性能的重要性，也體現了維修技術人員在電氣系統安全檢測和維修方面的專業能力。

4 結語

新能源汽車作為推動綠色出行和減少碳排放的重要手段，其可靠性和安全性至關重要，本文通過對新能源汽車常見故障類型的深入分析，探討了相應的維修技術研究。未來，隨著新能源汽車技術的不斷進步和維修經驗的積累，新能源汽車的可靠性和安全性將得到進一步提升，同時，新能源汽車維修技術也將不斷發展和完善，為新能源汽車的維修工作提供更加有力的支持。

基金項目：項目名稱“線上線下混合式一流課程《汽車電器》”，項目來源：校級一流課程，項目號：鄭工政〔2021〕15號。

參考文獻：

[1]李國婧.新能源汽車常見故障與維修關鍵技術分析[J].汽車知識，2024，24（06）：143-145.

[2]蘇春麗. 新能源汽車常見故障及維修關鍵技術[J]. 汽車畫刊，2024（06）：116-118.

[3]陳啟優. 論新能源汽車常見故障及維修關鍵技術[J]. 汽車維修技師，2024（10）：38.