电动车电池故障诊断技术分析

潘小明 王宁

摘 要：本文通过检索、统计、分析电动车电池故障诊断的相关专利申请文献，从中获取电动车电池故障诊断主要采取的技术种类，并重点分析该领域重点企业的研究方向，为该领域创新主体开展技术创新及专利布局提供一定的参考。

关键词：电池;故障;诊断

电池的故障诊断是指对电池的故障、失效进行诊断、分析、预警、修复等，该装置能够将电池的安全隐患消灭在萌芽状态，防止电池发生爆炸等更严重事故的发生，所以该装置和汽车的安全指标息息相关，而对电池故障的诊断一直是个难题，各个企业所运用的技术也不尽相同。

1 电池故障诊断的技术主题分析

目前的技术手段归纳起来大致有三个方向。

（1）直接测量电池的电压、电流、温度、气压等数据，根据该数据是否在正常阈值内，来判断电池的故障，而该测量的过程又细分为两类：1）直接用传感器测量;2）通过其它方式测量，例如通过交变电流的失真率或是温度评估模型。

（2）通过比较单体电池的电压和总电压，来判断是否出现故障（这两个数值正常情况下应该相等）。

（3）通过电池的充放电过程，来判断故障（例如测量其过充或过放的电压或是运用电化学频谱）。

2 重点企业的技术特点分析

中国的企业对电池故障诊断方面的技术研发比较重视，专利申请也遍布上述三类方向，但是由于我国电动车起步较晚，所以专利申请的年代普遍较晚。

奇瑞的技术特点分为两个部分：（1）通过检测电池的电压、温度来诊断电池是否故障。（2）通过充放电的过程判断电池是否故障，找出放电容量较低和充电容量较高的电池单体，如果电池单体二者都具备，则认为该单体已损坏。

惠州市亿能电子有限公司在电池的故障诊断方面申请了大量的专利，其主要的技术特点是建立电池故障诊断的系统，当电池出现故障时，通过先进的互联网通讯等手段，将信息及时传导出。

比亚迪的技术路线主要是比较单体电池电压和总电压（或双节电池电压），来判断电池的故障。

国家电网作为非电动车生产商也在电池的故障诊断方面进行了专利的布局，其主要技术手段分为两个方向：（1）测量电池的温度、气压等数据来判断故障。（2）在充放电过程中运用电化学频谱方法快速判断电池的劣化程度。

日韩企业在这一分支的专利分布也比较完善，遍布三个方向，而且由于其电动车发展比较早，所以相关专利申请的年代普遍早于国内企业。

LG的技术路线为基于電池组的电压和多个电池胞的每一个的电压来确定电池组的状态是否正常，正常情况下，二者应该相同。

现代技术路线也是测量电池的电压，内阻等，但是其特点在于不是通过传感器，而是基于交变电流的失真率诊断电池电压的下降，以及电池的阻抗，水量等。

日产的专利分布遍布上述三类：（1）检测电压温度来判断电池的故障。（2）通过单体电池电压和总电压比较来判断电池是否故障。（3）在电池过充或过放的状态下，检测电池的电压，来分析其是否故障。

欧美企业在这一分支的专利申请较少，而且技术手段也是普遍采用最基本的第一类方法。

3 总结

从上面的分析可以看出，第一类方法即直接测量电池的电压、电流、温度、气压等数据，然后在该数据的基础上进一步分析是国内外企业应用最广泛、最成熟的技术，而第二类方法通过比较单体电池的电压和总电压，来判断是否出现故障的特点是对连接线的故障能够及时发现，第二类方法采集的数据不如第一类方法全面，可能某些情况下不能反应出电池的一个全面的状态，电池的工作过程就是一个充放电的过程，所以电池的充放电情况最能反应出电池的性能，一些企业（例如奇瑞、国家电网、日产）在这方面也投入了研发力量，通过分析电池充放电过程中的数据，来反应电池的一个客观的状态，但是该方法可能对电池的瞬间故障难以做出及时的回应，通过以上分析可以看出，三种方法各有优缺点，而国内外各个企业采用的技术手段也不尽相同，可喜的是，中国的企业在这方面的研发遍布各个技术方向，已经不落后于国外企业，相信如果国内企业再接再厉，投入研发力量，在这一分支上，中国技术能够领先于国外技术，从而制作出安全性能指标更高的国产电动车。

参考文献：

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