故障指示灯在新能源汽车动力电池系统的应用

何寿柏 蒋小健 朱小燕 邹亚强 谈旭敏

摘 要：新能源汽车的故障指示灯是发现和分析车辆故障的重要手段之一 这对车辆安全和可靠行驶具有重要意义。由于故障指示灯种类繁多 当出现多种故障灯提示时 给驾驶员带来许多困惑。文章简要分析了故障指示灯在动力电池系统出现故障时的不同状态 并分析故障发生原因 通过进一步的检测 采取合理的措施进行处理 为维修技术人员提供一些参考。

关键词：故障指示灯法;新能源汽车;常见故障

中图分类号：TM923.48  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）18-177-03

Abstract： The fault indicator lamp of new energy vehicle is one of the important means to find and analyze the vehicle fault， which is of great significance to the safe and reliable driving of the vehicle. Because of the variety of fault indicator lights， when there are many kinds of fault lights prompt， it brings a lot of confusion to the driver. This paper briefly analyzes the different states of the fault indicator lamp when the power battery system fails， and analyzes the causes of the failure. Through further detection， reasonable measures are taken to deal with it， so as to provide some reference for the technicians of wide maintenance.

Keywords： Fault indicator light method; New energy vehicle; Common faults

CLC NO.： TM923.48  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）18-177-03

前言

到2019年底 我國新能源汽车保有量为381万辆 与2018年底相比 增加120万辆 增长46.05%[1]。伴随新能源汽车故障频发 针对新能源汽车的常见故障 国内的许多技术和维修人员开展了相关方面的研究活动。徐晓东分析了新能源汽车慢充充电故障[2];闫云敬研究了新能源电动汽车在电机驱动系统的故障[3];方波 周欢 景志敏讨论了新能源汽车空调原理及常见故障[4]。本文从诊断方法的角度 通过分析故障指示灯在动力电池系统出现故障时不同组合的显示 研究产生的原因 运用汽车上的自诊断系统 确定故障范围 对故障进行维修。

1 新能源汽车在动力电池系统故障指示灯概述

动力电池系统由动力电池模组、电池管理系统、辅助元器件和动力电池箱体等构成[5]。动力电池模组是由若干电池芯通过并联和串联方式所构成的组合体;电池管理系统（BMS）分成数据采集单元和运算控制单元[6];辅助元件主要由电池低压管理系统、预充继电器、电阻、电流传感器、熔断器等;动力电池箱是稳固电池系统的组件 由上盖和下托盘组成 起承载和保护作用。

故障指示灯是指当车辆出现故障时 汽车自诊断系统检测后通过通信系统向车辆仪表系统显示的不同状态的仪表灯[7]。新能源汽车动力电池系统相关的故障指示灯如表1所示。

动力电池系统主要包含以下故障指示灯：（1）动力电池故障指示灯;（2）高压断开指示灯;（3）系统故障指示灯;（4）SOC低指示灯;（5）绝缘报警指示灯;（6）电池温度过高报警;（7）CAN故障灯;（8）高压互锁报警灯。当系统产生故障后 通常故障灯组合点亮：例如：当动力电池故障指示灯、电池温度过高指示灯、SOC低指示灯同时点亮 说明是动力电池系统故障;当高压断开指示灯、绝缘报警指示灯都点亮时 则存在汽车高压系统发生故障 并非是动力电池系统的故障。

2 故障指示灯不同组合的显示故障诊断与维修

2.1 故障指示灯显示组合一

故障现象：高压断开指示灯常亮、动力电池故障指示灯闪亮、SOC低指示灯闪亮、系统故障指示灯常亮 系统不能上高压电。

诊断与维修思路：当出现上述故障现象时 主要分析动力电池组电量值、动力电池单体电压值和动力电池单体数据收集值。观察车辆组合仪表显示 使用诊断仪检查动力电池组单体电压值 接着读取车辆故障码 最后分析故障原因 确定故障范围 进行维修。如果测得的每个动力电池单体电压值非常接近且比较低 这说明动力电池组电量偏低 首先充电;如果动力电池组的绝大多数的单体电压接近 仅其中一节或者几节单体电压非常的低 说明是动力电池单体电压过低故障。分析动力电池单体电压偏低的主要原因：一方面有可能是动力电池单体性能衰减造成的 另一方面也有可能是动力电池单体电压采集错误。当汽车充电结束后 如果所有或者绝大部分的动力电池单体电压值是0V 这说明是动力电池单体电压采集故障。

2.2 故障指示灯显示组合二

故障现象：动力电池故障指示灯、高压断开指示灯、系统故障指示灯同时点亮 而且车辆行驶中断高压、无法上高压。

原因分析：单体电压过高三级;总电压过高三级;放电瞬间电流过高二级与三级;正负总的电极接线柱、预充电的接触器粘合连接;高低压互锁故障;动力电池电流传感器故障。

诊断与维修思路：采用诊断仪读取汽车的故障码 分析故障原因 明确故障具体范围 排除故障。

2.3 故障指示灯显示组合三

故障现象：动力电池故障指示灯和系统故障指示灯同时点亮 可以上高压电 车辆可正常行驶。

原因分析：动力电池单体电压过高1级和2级;动力电池单体压差过大;动力电池组温度偏低1级;动力电池组温差过大;动力电池系统通讯失败等。

诊断与维修思路：观察车辆组合仪表分析动力电池相关参数判断或用采用诊断仪读取汽车的故障码 分析具体故障原因 明确故障具体范围 排除故障。

2.4 故障指示灯显示组合四

故障现象：动力电池故障指示灯、绝缘报警指示灯、系统故障指示灯 高压断开指示灯常亮 且系统高压不来电。

诊断与维修思路：这类故障 可能是高压系统绝缘电阻值过低 绝缘不良的故障。具体的检查步骤如下：

（1）检查电力电子单元（PEU）、动力电池组、车载充电机、电动压缩机、驱动电机、电液转向泵电机、制动空压机、PTC加热器等高压元件和高压线束的绝缘性。高压输入、输出极柱与零部件壳体和高压输入、输出极柱与车体的冷态电阻应≥220MΩ且热态电阻≥2MΩ 在此范围正常。检查极柱与高压线束屏蔽层 电阻应≥100MΩ 在此范围正常。

（2）绝缘电阻检测方法：测试电压≥500V（DC）或者是动力系统标称电压的1.5倍 两者选取较高的电压为测试电压。在测量高压线束绝缘电阻之前 必须彻底断开高压线束两端与高压部件的连接 否则检测结果有误。高压部件导电部位和外壳或车体应加载充足稳定的电压 确保测量的准确性。当对绝缘阻值不满足标准时 对相关部件进行更换和维修。

3 结语

新能源汽车行驶的过程中 动力系统出现故障是很常见的问题 解决这类故障问题有效和便捷的途径 首先可以分析故障指示灯显示状态 迅速确定故障的范围 再运用专业检测验证故障发生 进而采取措施及时处理 避免故障再次发生 提高汽车行驶的可靠性和安全性。

参考文献

[1] 2019年全国机动车和驾驶人统计分析[J].道路交通管理，2020（02）： 7-8.

[2] 徐晓东.新能源汽车慢充充电故障及维修技术研究[J].汽车零部件，2020（02）：85-87.

[3] 闫云敬.新能源电动汽车电机驱动系统的故障分析[J].内燃机与配件，2020（02）：127-129.

[4] 方波，周欢，景志敏.新能源汽车空调原理及常见故障分析[J].内燃机与配件2020（03）：155-156.

[5] 欧阳剑.电动汽车用锂离子动力电池SOC估算和SOF评估的研究[D].广州：华南理工大学，2016.

[6] 胡泽军.电池管理系统硬件在环仿真测试[D].重慶：重庆理工大学， 2019.

[7] 张雅洁.轻型车车载诊断二阶段（OBDⅡ）的中国适应性研究[D].长春：吉林大学，2019.