纯电动汽车常见故障与维修关键技术探析

浙江长征职业技术学院 张衡

引言

环保与节能是全世界在21 世纪必须面对的重要问题，而汽车保有量的不断增加使能源紧缺、空气污染、温室效应等挑战更加棘手。很多国家和汽车公司已经意识到电动汽车是解决这一问题的关键，并投入了巨大的财力和人力[1]。我国也在积极推进电动汽车产业布局，近年来，电动汽车新势力如雨后春笋不断涌现，目前，我国已成为电动汽车最大的生产国和销售国，随着电动汽车保有量的增加，电动汽车的故障也随之增加，这就对电动汽车的维修提出了新要求[2]。

纯电动汽车和传统燃油汽车相比有很多区别，比如燃油转变为电池，发动机转变为电机；电动汽车还增加了高压驱动系统和充电系统等新系统，新零件和新系统的产生意味着会有新问题出现，利用传统燃油车的故障排除和维修经验已不能满足纯电动汽车的维修需求，本文将对纯电动汽车常见故障及其维修关键技术进行探析。

1 电池系统常见故障与维修关键技术

1.1 电池系统常见故障

作为电动汽车的核心，电池系统是电动汽车安全行驶的关键保障，电池系统包括电池和电池管理系统[3]。电池的最小组成单元是电芯，数十个电芯通过并联和串联形成电池组，数个电池组串联形成电池；每个电池组都有多个电压、电流、温度传感器，电池管理系统通过分析传感器数据，及时调节电池组充放电量并开启散热和加热功能，保证电池安全充放电功能。

单体电芯故障或连接线路故障会导致电池充电不足、电芯放电不均、内部绝缘异常等问题，例如典型的充电不足现象：仪表显示电量已充满，但是车子有效里程突然缩短几十公里，且电池系统报个别电芯欠压故障。电池管理系统常见故障有CAN 系统通信故障、BMS 故障、传感器信号故障等异常，管理系统故障会导致电池的升温、降温、漏电等异常无法被调节，使电池长时间在恶劣环境下充放电，降低了电池寿命，严重时会导致电芯不可逆损坏。

1.2 电池系统维修关键技术

（1）注意维修人员个人防护。电动汽车动力电池额定电压在550V 以上，比传统汽车12V 电压高很多，且电芯主要由腐蚀性电解液组成，因此给维修人员带来很多新的隐患[4]。维修人员在对动力电池系统进行检修时，务必佩戴安全防护用具，保证车辆处于OFF 档并切断所有动力电池外部连接线，并确保电池没有外部机械损伤的情况下才能对动力电池进行检修，以免维修人员触电或被电池液灼伤。

（2）尽量更换故障零件。对动力电池系统检修时需严格遵守维修手册，在维修前，尽可能使用诊断系统明确故障零件，对动力电池内部的故障硬件尽量只换不修。

（3）保证电池密闭性。如维修时拆除了动力电池外壳，维修完毕后需对动力电池总成进行密闭性和绝缘性测试，确保动力电池不会进水，不漏电。

2 充电系统常见故障与维修关键技术

2.1 充电系统常见故障

电动汽车的充电系统主要由直/ 交流充电口、直/ 交流充电枪、车载充电器、高压电控总成和电池系统组成[5]。以交流充电过程为例，插枪后，充电枪上的CC（充电枪连接确认）信号通过充电口传送给高压电控总成，高压电控总成将连接信号发给BCM（车身控制器），BCM 发出指令给电池管理系统供电，电池管理系统通电并检测达到预充条件时会发送指令使高压预充接触器闭合，预充完毕后，高压控制系统与充电枪进行CP（充电控制）信号确认，确认无误后，电池管理系统会断开预充接触器并控制交流充电接触器闭合，外部开始给充电机供电进入电池充电状态，同时仪表上也会显示充电功率和电量[6-8]。

CC 信号故障、CP 信号故障和充电电流霍尔信号故障是充电系统常见故障,会造成车辆无法识别充电枪的连接状态或电流状态识别错误，导致电动车无法充电，比如车辆行驶功能正常，电枪连接慢充接口和外部交流电，仪表不显示充电枪已连接。

2.2 充电系统维修关键技术

充电系统故障大多是由信号故障引起，判断故障时要充分利用仪表提示信息，如果电动车无法充电且仪表无任何充电提示，可首先排查CC 线路故障导致的CC 信号异常；若仪表提示充电枪已连接，但无法充电且功率和充电剩余时间显示异常，此时需对CP 线路和霍尔电流传感器相关电路进行数据流确认和硬件排查。充电口插口异物、充电线束长久弯折、信号连接处pin针松脱等是比较常见的信号故障原因。

3 电机系统常见故障与维修关键技术

3.1 电机系统常见故障

电机系统主要由驱动电机及其控制系统组成，其直接影响车辆动力性和经济性[9]。整车控制器根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应指令并实时调整电机输出状态，电机控制器可控制电机实现正转、反转、能量回收等功能，同时电机控制器还会实时检测电机系统的状态，保证电机在最佳温度、电压、电流等状态下工作，并及时对异常状况报警[10]。

电机系统故障会影响新能源汽车的正常运行，甚至会导致行车事故的发生。一般来说驱动电机及其控制系统故障可以分为机械系统故障和电气系统故障两大方面[11]，常见的机械故障有轴承磨损或转子扫膛导致电机异响，或内部静电效应吸附异物导致的运行顿挫；常见的电器故障有控制器异常导致扭矩突变，电机缺相导致电机停顿或噪音过大，电机内部电阻过大导致电机温度过高。

3.2 电机系统维修关键技术

在对电机系统进行维修前首先要退电OFF 档，并将电机三相线拔掉。电机机械故障相对容易判断，但仍有事项需注意：异物顿挫维修时需同时对电机表面和线路间的脏污进行清理，以降低电机内吸附更多异物的风险；检查转子扫膛主要通过塞尺检查转子和定子之间的间隙，或查看轴承有无磨损。

相比机械故障，电器系统故障更为复杂，检测手段需多借助诊断报文，这就对维修人员的专业水平要求更高，而目前新能源汽车的普及率并不高，很多汽车维修人员都缺乏诊断故障的经验，这就给电气系统故障的判断带来了困难，霍尔元件损坏、旋转变压器损坏、控制器损坏、端子松脱是比较常见的电器故障，可优先逐项排除，如有损坏，建议直接更换。

4 提升新能源汽车维修技术的方法

4.1 加强和汽车厂商的合作

随着电动汽车市场保有量不断增加，电动汽车故障数量也将增加，汽车维修行业面对着巨大机遇，同时也将遇到很多新的挑战。多方面因素导致目前电动汽车品牌众多、内部构造差异较大，汽修企业可以通过相关单位直接联系电动汽车生产商，邀请厂家专业技术人员对维修人员开展定期培训或技术指导，使维修人员可以掌握更先进的维修技术。电动汽车厂商和汽修企业的合作对汽车厂商来说也是有利的：首先能更好地促进该电动汽车品牌的推广，使该品牌的车在哪都能维修，这样将打消潜在购买者担心不好维修的后顾之忧；其次还能更精确地发现汽车的常见故障，帮助汽车生产厂商提升汽车品质，改善市场口碑。

4.2 维修前对汽车故障相关细节仔细检查

电动汽车与燃油汽车相比少了发动机和变速箱，但对电控系统依赖性更强，因此其电路布局比燃油汽车要复杂很多，故障现象产生的原因也更复杂，因此对电动汽车维修前和维修后均需进行细致的检查。比如在刹车系统出现故障时要从以下几个方面入手：首先，检查真空泵和控制器能否正常工作，主要方法是在汽车静止状态下，多次脚踩制动踏板查看真空泵的运行状态；其次，对真空管路是否泄漏进行检查；最后，全方位检测真空泵相关管路有无破损、漏气、漏液等现象，仔细检查相关控制线路，保证线路安全，接头无松脱或氧化。维修结束后需对电动汽车制动系统、灯光系统、胎压等常规项目进行检查，避免维修时造成的连带损坏，保证车辆安全行驶。

4.3 改进维修方法

电子诊断技术在电动汽车的维修中应得到广泛应用，即在维修工作中通过电子设备对电动汽车故障进行全面的检测，采取科学的维修技术与方法尽量做到不拆车诊断。例如维修人员应用电子诊断技术对全车故障做出检测，确定故障后征求车主的维修意见，据此制定汽车故障维修方案。通过电子诊断技术对电动汽车进行检查时不需要拆车，可以在最短时间内确定发生故障的位置以及原因，大大提高了电动汽车维修效率，预防浪费资源，确保车身的完整性，显著提高了电动汽车维修技术水平。维修方法的改进需要对设备进行更新、升级，特别是要升级诊断设备，保证电子诊断设备满足检测电动汽车故障的要求。例如针对电动汽车维修设计的解码器、读码卡、电子诊断仪，利用这一系列电子诊断设备确保有序开展维修工作，除了要进行设备的改进外，还要求维修人员必须熟练运用电子诊断设备检测电动汽车的故障，定期接受专业技术知识、实际操作训练，及时掌握先进的电动汽车维修技术，将其灵活运用于电动汽车维修实践。

5 结语

电动汽车作为高新技术和节能减排时代背景共同作用下的产物，具有强大的发展势头，同时也对售后维修人员提出了更高的要求。掌握电动汽车维修的关键技术，为迎接电动汽车市场爆发的到来做好准备，将有效促进电动汽车产业的长久发展。本文介绍的电动汽车常见故障及关键维修技术是笔者在实践维修和教学中得到的经验总结，希望通过本文的探析能给电动汽车维修从业者带来一些启示和帮助。