纯电动汽车的动力电池故障诊断及维护技术探讨

胡银全 陈红红

摘要：随着环境形势日益严峻，各国大力推行新能源纯电动汽车，我国新能源汽车产业得到快速发展。汽车电池管理系统是新能源企业核心构成，新能源电池管理系统出现问题会影响整车安全行驶，发生爆炸等重大安全事故。纯电动汽车是依靠电力为驱动能源的车辆，是被认为最具发展前景的新能源汽车。动力电池决定电动汽车性能，由于电池储能系统安全性得不到技术保证，制约其广泛应用。针对纯电动汽车动力电池故障诊断要点分析，探讨动力电池常见故障维修方法，为纯电动汽车动力电池维修提供技术参考。

关键词：纯电动汽车;动力电池故障;维修技术

环境污染是当今汽车产业发展面临的主要条件，新能源汽车研发受到汽车集团的重视。电动汽车动力驱动方式为电力驱动，使用成本，续航里程，高压漏电等方面是电动汽车行业必须面对的问题。电动汽车有独特动力系统组成，汽修技师维修电动汽车普遍存在技术障碍。在纯电动汽车，燃料电池电动汽车应用中，需要通过串并联方式组成动力电池充放电。电动汽车故障检测诊断研究目前处于起步阶段，维修行业缺乏规范化操作流程，维修技师缺乏电动汽车故障检测经验。开展电镀工汽车系统故障检测诊断技术研究，有利于提高电动汽车使用安全系数，提高故障检测诊断效率，对促进电动汽车维修行业发展具有重要意义。

1.电动汽车动力系统构造

电动汽车由车载动力电源系统，动力传动系统构成，电动汽车基础维修保养与燃油车相似，电动汽车使用维修中需重视高压触电伤害，随着新能源汽车保有量增长，新能源汽车发展造就热门就业岗位。燃油汽车发展出完善的售后服务体系，但新能源汽车售后服务处于起步阶段，新能源汽车配件与传统燃油汽车不同，燃油车维修技师维修新能源汽车普遍存在技术等障碍，难以精准判断排除故障。

电动汽车是部分用电能驱动的汽车，由驱动电机，调速控制装置等部件组成。电动汽车驱动电机具有良好牵引特性，电池充电系统是电动汽车关键系统，可以为汽车稳定工作提供条件【1】。电动汽车驱动系统由控制器等部分构成。驱动电机作用是驱动车轮前景，电机调速控制装置通过控制电机电压完成电动机驱动转矩。电动汽车是当今社会科技系统的集合体现，将电力技术，新材料等融为一体，具有环保效果好，热效率高，能源可回收利用率高，控制性能佳等特点。动力电池是电动汽车动力源，型号主要有三元锂电池组，铅酸动力电池组等。电池组主要分布于车辆前后舱及汽车底板。电池管理系统对动力电池组充放电电流，电池温度进行控制，建立动力电池组维护体系【2】。系统根据电池组健康状态，功能状态进行可靠监测，减少电池失效导致车辆故障。

电动汽车电池分为蓄电池与燃料电池，蓄电池包括铅酸蓄电池，钠硫电池等，燃料电池用于燃料电池电动汽车，把控磷酸燃料电池，固体氧化物燃料电池等。动力电池性能对电动汽车行驶里程有很大影响，从温升特性，电池容量等方面体现。电动汽车是由电力驱动系统，相关辅助系统构成，动力电池内部出现温度过高，控制器功能部分丧失，内外部短路，电解液缺失等为蓄电池常见故障。

2.新能源汽车动力电池管理系统

电池管理系统是通过检测电池组各单元单体电池状态，根据其状态对动力电池系统控制调整。电池管理系统基本功能分为检测保护等方面。包括数据采集，均衡控制，信息管理等功能。动力电池管理系统组成包括软硬件。硬件分为主控与从控模块，由数据采集单元，中央处理单元，均衡单元检测模块等组成。

软件包括控制策略，底层操作系统。动力电池管理系统中软件设计，功能包括自检功能，电压检测，电流检测，CAN通讯，放电均衡功能等。动力电池管理技术指标包括最大可测量电流，单体电压测量精度，温度测量精度，CAN通讯，在线监测与调试功能等。BMS通过通讯接口与整车控制器，能量管理系统，远程监控终端等通讯。如在北汽新能源EV200车型中，电池管理系统，车载充电器为通讯报文收发节点，可相互通讯了解其他部件工作状态【3】。电动汽车动力电池厂商控制策略基本相同，但选用控制元器件精度不同，成为厂家特色。各厂商控制软件开发中根据使用中发现问题不断完善，通过刷程序为汽车升级，维修人员取得厂商授权，可通过OBD接口对有关控制程序重刷升级。

新能源汽车动力电池管理系统通过总电压等实时监控采样，动力电池管理系统对电池性能参数进行监控，可以进行应用环境管理，使得电池保持在优良环境温度。动力电池管理系统出现问题不能对电池准确监控，使得电池过载等问题发生严重影响电池性能，损害电池使用寿命。动力电池管理系统任务是保证高压供电系统绝缘安全，实现电池信息交流通讯等。

3.纯电动汽车动力电池常见故障诊断维修技术

新能源汽车动力电池管理系统中，常见故障有电压异常，预充电故障等。电动汽车管理系统常见故障分为通讯类，绝缘类与温度类等。汽车故障检测诊断目的是确定汽车技术状况，确定故障原因部位，确保车辆行驶安全。由于驱动系统动力源自高压动力电池，使用检修车辆需注意操作安全性。汽车使用中出现故障原因包括自然老化，設计技术，车辆使用条件等。车辆出现故障需借助故障检测方法及时排除故障。

新能源汽车通信故障主要原因包括CAN线等，BMS正常通电下使用万能表测量，直流电压档红表笔触碰CANH，对输出电压测量。正常通信线路CANH与CANL电压保持在1.5伏左右，如测量出现较大偏差断定动力电池管理系统出现故障。电压出现异常故障需要重点关注电池原因，采集线端子原因，采集第线保险丝故障等。诊断欠压故障需使用万用表，测量电池电压值与监控电压值比较，出现较大偏差确定电池原因。采集线固定螺栓出现松动，可能影响单体电压采集准确性。确认解除故障后对采集线加固确保良好接触性能。采集线上保险丝测量得出阻值，超出一兆范围断，需及时更换确保汽车良好行驶性能。确定从板故障需对电压测量，比较采集电压出现异常状况断定从板故障，及时更换并研究故障数据。

新能源汽车动力电池管理系统中，工作线束接插件内芯短接导致绝缘故障，电压采集线破损导致绝缘故障。电动汽车绝缘故障包括高压负载漏电，高压线出现破损情况，电池箱进水，电压采集线损坏等情况。出现高压负载漏电情况需及时断开PCU，空调等设备，找到故障原因及时维修零配件。连接器出现破损需用兆欧表进行测量，依据测量结果确定故障位置，及时维修更换配件。出现电池漏液需对电池箱内彻底清理，电池不能使用需及时更换。电压采集线出现损坏需准确判断漏电部位，更换修补破损线路。高压板检测出现误差需及时采取更换措施。

4.结语

随着国家加大对新能源汽车的支持力度，促进新能源汽车普及到人们生活中。新能源汽车动力主要依靠电池，加强对新能源汽车电池管理系统故障诊断研究具有重要现实意义。纯电动汽车动力电池故障维修难度较大，但把握好电池组拆卸等故障维修要点，掌握单体欠压等常见故障诊断方法，可以有效维修动力电池故障，保证新能源汽车安全使用。

参考文献

[1]郭伟伟.纯电动汽车动力电池故障诊断、维修探究[J].湖北农机化，2020（14）：123-124.

[2]晏和坤.新能源汽车的故障问题与维修技术分析[J].湖北农机化，2020（12）：112-113.

[3]邓宁.新能源汽车动力电池故障的诊断与维护[J].汽车实用技术，2020（08）：1-3.

基金项目：

项目名称：电动汽车电池健康状态诊断分析与研究

项目编号：KJA202006