纯电动汽车常见故障的分析与研究

涂志军

武汉商学院 湖北 武汉 430056

新能源汽车是指汽车的动力来源于非常规车用燃料的汽车。在当前市场上企业所开发的新能源汽车种类有纯电动汽车、混合动力汽车、代用燃料汽车、燃料电池汽车等。

其中,纯电动汽车因其全部都由二次电池提供动力,以电动机实现驱动,且几乎无环境污染等特点已被认为是汽车产业的未来。2020年,我国新能源汽车产销分别完成136.6万辆和136.7万辆,产销较2019年有所回升。纯电动汽车的销量及保有量已占据整个新能源汽车市场规模的80%以上,并逐年扩大。因此,对纯电动汽车常见故障进行分析与研究,无论是对生产厂家的设计与生产,还是用户的日常使用及维护都具有一定的现实意义。

一、动力电池系统故障

1.单体电池

(1)电池温度相差过大。可能原因:散热风扇的插头没有插紧,散热风扇出现故障。处理办法:检查风扇插头线是否松动;为风扇单独供电,检查风扇是否正常。

(2)电池温度过高或过低。可能原因:散热风扇插头松动,散热风扇出现故障,温度探头有所损坏。处理办法:散热风扇的插头没有插紧;为风扇单独供电,检查风扇是否正常;检查电池温度是否存在异常;测量温度探头内阻。

(3)电池组容量降低,电动汽车续驶里程短。可能原因:单体电池SOC偏高/偏低。处理办法:对单体电池单独充电/放电。

(4)电池组充电不足,电动汽车续驶里程短。可能原因:单体电池容量不足或单体电池内阻偏大。处理办法:更换单体电池。

(5)电池内部短路、电池热失控、严重时引发起火、爆炸。可能原因:单体电池过度充电/放电。处理办法:检查电池管理系统。

(6)电池热失控,严重时会起火、爆炸。可能原因:单体电池内部短路、外部短路、正负极装反。处理办法:排除短路故障,更换单体电池。

2.电池管理系统

(1)无法检测电动汽车。可能原因:CAN通信故障。处理办法:检查CAN网络,排除故障。

(2)无法检测电压。可能原因:电压测量故障。处理办法:检查电压测量模块,排除故障。

(3)无法检测电池温度、电流。可能原因:温度、电流测量故障。处理办法:检查温度、电流模块,排除故障。

(4)电池温度偏高。可能原因:冷却系统故障。处理办法:检查冷却风扇控制线路,及时进行更换。

3.线路或连接件

(1)电动汽车动力不足,续驶里程短。可能原因:电池间虚接。处理办法:检查电池连接,紧固电池连接。

(2)电动汽车无法启动。可能原因:电池间短路;快速熔断器断开;动力电插接器断开。处理办法:检查电池连接;检查快速熔断器;检查动力插接器。

(3)插接器易烧蚀,电动汽车动力不足。可能原因:动力插接器虚接。处理办法:检查动力插接器的连接线路,及时进行更换。

(4)无法监控电动汽车。可能原因:信号插接器故障。处理办法:检查动力插接器,及时进行更换。

(5)电动汽车无法启动。可能原因:正极接触器故障;负极接触器故障。处理办法:检查接触器,及时进行更换。

(6)电池热失控,严重时会起火、爆炸。可能原因:电源线短路。处理办法:对电源线进行检查,观察其是否短路,及时进行修复更换。

二、电动机故障

(1)空载时电机不能正常运行。可能原因:电源没有插上;定子绕组出现问题;电源电压过低。处理办法:检查开关、接触器触点,检查后对其修复;检查逆变器;检查定子绕组,检查后对其修复;检查电源电压和每个连接处。

(2)电机通电后,电机不能正常运行,有“嗡嗡”响声。故障原因:电源没有连接;电源电压太低。处理办法:查明短路点进行修复;在定子绕组中通入直流,检查其绕组极性,判定绕组首末端是否正确;检查设备,排除故障;加固接线柱上松动的螺钉,检查电源线某相断线或假接故障,对其进行修复。

(3)定子过热。可能原因:输出线一向断线或定子绕组一相断路,造成走单相;过载;绕组匝数不对;通风不良。处理办法:减少负载或增加容量;检查绕组电阻;检查风机是否正常。

(4)绝缘电阻低。可能原因:绕组受潮或被水淋湿;引出线绝缘老划破裂;绕组绝缘老化。处理办法:进行加热烘干处理;重包引线绝缘;经鉴定,如果绝缘老化,则需要更换绝缘。

(5)电机振动。可能原因:轴承磨损,间隙不合格;气隙不均匀;转子段条不平衡;笼型转子导条;定子绕组故障;转轴弯曲;铁芯变形或松动。处理办法:检查轴承间隙;调整气隙;重新校对平衡;更换转子;查出绕组故障点并进行处理;校直转轴;重新叠装铁芯。

(6)电机空载运行时空载电流不平衡,而且相差很大。可能原因:绕组首端接错;电源电压不平衡。处理办法:检查首端和末端,发现问题修正后启动电机试验;测量电源电压,找出原因消除。

(7)电机运行时有杂音,不正常。可能原因:轴承磨损,有故障;定子、转子铁芯松动;电压不平衡;绕组有故障;轴承缺少润滑脂;气隙不均匀。处理办法:检修并更换轴承;检查振动原因,重新对铁芯进行压装;测量电源电压,检查并及时进行处理;检查绕组故障并处理;对轴承进行清洗后,添加润滑脂;调整气隙,提高装配质量。

(8)轴承发热超过规定。可能原因:润滑脂过多或过少;脂质不好,含有杂质;轴承与轴配合过松或过紧;轴承与端盖配合过松或过紧;油封间隙配合太紧;轴承有故障,磨损,有杂物等;轴承间隙过大或过小。处理办法:拆开轴承盖,检查润滑脂油量,按规定增加或减少油量;检查油脂内是否存在杂质,若存在应更换洁净的润滑脂[17];使轴承与轴配合符合要求;更换或修理油封;将端盖或轴承盖准确装入止口内,然后逐一紧固螺钉;对有破损的轴承及时进行更换,对含有杂质的轴承要全面清洗,换油;更换新轴承。

三、变速系统故障

(1)挂挡困难。可能原因:拨叉变形或损坏、换挡控制单元TCU故障。处理办法:检查校正或更换、更换TCU。

(2)掉档。可能原因:结合齿或齿套倒锥失效、操纵机构安装不当或损坏。处理办法:检查操纵机构,进行调整和更换。

(3)变速器漏油。可能原因:油封老化、磨损、通气阀堵塞。处理办法:检查变速器,检查是不是通气阀有堵塞,有堵塞情况及时疏通,存在漏油问题及时更换变速器。

(4)噪声或异响。可能原因:使用不符合产品要求的劣质润滑油或其润滑油粘度过低、润滑油不够、轴承损坏或有裂纹。处理办法:更换符合要求的润滑油、加注指定的润滑油、更换轴承。

四、转向系统故障

(1)转向沉重。可能原因:转向轴弯曲导致变形;转向器内主动部分的阻力过大;转向器内不够光滑,摩擦大;摇臂轴与衬套之间装配过紧;轮胎气压不足。处理办法:将前桥架起来,如果转向问题被改善,那么问题在前轴和轮胎等位置;如果转向问题没有被改变,则问题在转向器或者传动机构上。

(2)行驶跑偏。可能原因:前桥或者车架发生了形变,结构扭曲,前轮里面的轮毂轴承和主销连接不紧密间隙较大,定位参数也不一样,前面的两个轮胎使用程度不同或压力大小不一样;减震器出现问题没法正常运行等。处理办法:在条件良好的地面上检查轮胎的使用情况和其轮胎压力的大小;检查前桥、车架等的形状是否发生变化及其钢板弹簧的数量;在汽车行驶的时候注意轮毂的温度数值的波动。

五、制动系统故障

(1)制动不及时或没有作用。可能原因:制动管漏液或梗堵,制动液不充分,制动液的压力下降而失效;制动管混入其他气体使制动不利,制动管路里面温度变高,管子里面基本没什么压力,导致制动液变成气体因此失去其作用,管子里面有气泡产生;制动间除过大或过小;制动鼓和摩擦片之间没有很好地连接,启动时摩擦力矩变小;当水或是一些油渍弄到了摩擦片上会直接影响摩擦片的工作性能,摩擦系数就会马上变低,造成刹车不灵敏;制动主缸、轮缸皮碗或者其他零件出了问题,制动管路里压力不够,有液体的渗漏现象,导致不能及时有效的制动。处理办法:应有规律的检查制动管路,防止液体湘出、加入只制动的液体、保持管路通畅。修理时,要把制动轮缸的空气完全除去然后再添加制动液,将制动间隙调成标准的规定,就是把棘轮拨动,让将制动蹄全部伸展开,让缝隙变小直到达到规定标准。用汽油擦拭洗涤摩擦片,然后用喷灯加热烘干,让里面的油滴出来,如果不断有油滴出来就要及时更换了。

(2)只有一边制动。可能原因:由于两边的制动器的工作时的缝隙不一样或者是制动时的接触面积不一样。制动时,期中一个摩擦片先与制动鼓接触先工作起来,但是另一个摩擦片因为与制动鼓之间的问隙不对,所以运行的就会稍微慢一点,与之前的那个摩擦片之间产生了时间的差距;同一边的制动器的制动力矩并不相同,导致两边的车轮个转得快一个转得慢;一边的悬架或者车身底板变形;前面悬架的弹簧弹力部分失效以及车架等相关零件在汽车制动时作用不协调或者互相影响;车轮的定位出现了错误或者是轮胎使用程度不同。处理办法:两边的车轮个转得快一个转的慢时,这大多是因为一边的制动轮缸有油漏出来了、油和水使摩擦片被污染、摩擦片的粗糙程度不同,两边轮胎的压力也不同等原因造成。修理办法是把摩擦片上的油渍清理干净一般情况下,用汽油擦拭、确保轮胎气压相同且正常、将渗透的地方修理好。检查轮胎充气问题以及悬架车身变形问题,并加以修正。