新能源汽车电池核心技术故障诊断与排除方式

张鹏霄

摘要：新能源汽车行业为获得市场占有率，高度重视电池核心技术研发，不断取得技术突破。但新能源汽车电池核心技术在绝缘、电压、充电等方面也暴露出诸多故障性问题，研发者应积极改善并解决这些问题，促进新能源汽车产业的可持续生态发展。鉴于此，基于推动新能源汽车发展的目的，围绕电池核心技术问题，总结了电池核心技术的故障诊断与排除方式，以供相关从业者与研究者参考。

Abstract： In order to gain market share， the new energy automobile industry attaches great importance to the research and development of battery core technologies and continues to make technological breakthroughs. However， the core technology of new energy vehicle batteries also exposes many failure problems in terms of insulation， voltage， charging， etc.， and developers should actively improve and solve these problems to promote the sustainable ecological development of the new energy vehicle industry. In view of this， based on the purpose of promoting the development of new energy vehicles， around the core technical problems of the battery， the fault diagnosis and troubleshooting methods of the core battery technology are summarized for the reference of relevant practitioners and researchers.

關键词：新能源汽车;电池;核心技术;故障;诊断;排除

Key words： new energy vehicle;battery;core technology;malfunction;diagnose;exclude

中图分类号：U464.12                                   文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）23-0126-02

0  引言

绿色出行与节能环保已成为时代发展主题。随着节能减排政策力度的不断加强，新能源汽车的市场占有率与保有量逐步扩大。电池开发是新能源汽车的核心技术，电池核心技术必将影响新能源汽车产业的发展速度。但目前新能源汽车电池存在显著的技术故障，严重制约着新能源汽车产业的健康发展。如果新能源汽车电池出现问题，那么就可能直接影响到汽车的安全驾驶，严重者会发生爆炸、起火、触电等安全事故。此外，也可能导致汽车无法启动、充电等问题，严重威胁到驾驶员的生命财产安全。基于此，如果要想从根本上上提升新能源汽车的使用性能，强化新能源汽车的市场竞争力，就需要不断对电池核心技术进行创新开发，有针对性地解决目前存在的各项问题，从而促进新能源汽车的可持续发展。

1  新能源汽车电池核心技术的研究背景

新能源汽车改变了大众的驾驶习惯，自上市以来就获得大批用户青睐。从首批新能源汽车驾驶员反馈情况来看，有关电池问题的反馈颇多。使用新能源汽车，就意味着需要充电，所以需要安设充电桩，但目前充电桩尚未真正普及，影响到汽车的体验感。还有一些新能源汽车对充电桩有着严格要求，让驾驶员面临着更多挑战。与此同时，随着驾驶时长的不断增加，也需要面对更换电池的问题。推动新能源汽车产业的发展，还急需强化电池核心技术的研究，提高续航力与安全性，增加电池寿命。除此之外，新能源汽车电池核心技术故障主要包括绝缘、电压、充电等方面的问题，这些故障会导致电池组内压强与温度升高，从而引发电池热失控。[1]为了预防安全事故，目前研究者从车载端与云端展开电池故障诊断与排除工作。如图1所示，新能源汽车电池核心管理系统（BMS）通过对电池组的电压、电流与温度进行监测，预估电池的健康性（SOH）与充电性（SOC）来保障电池安全。

2  新能源汽车电池核心技术问题

充电难。新能源汽车包括有限传导、无线感应与更换电池三种充电方式。与传统燃油车相比，有限传导式的充电时间更长;无线传感在充电时损耗较大，经济性与便捷性欠佳;电池更换式也仅仅适合小型车，对大型车并不适用。而太阳能充电板在现实使用中发电效率低，阳光充足时的续航也仅有几公里，并且还有一定的安全隐患问题。

续航短。与传统燃油车相比，新能源汽车的最大差异就在于能源，即便新能源汽车具有不排放污染气体、对环境友好等特点，但由于技术并不成熟，电池密度低，传统燃油车在行驶中仅需要一次充电，而新能源汽车的充电次数可能就需要三次以上，而且充电地点较为固定，充电时长较短，严重影响到新能源汽车的正常使用。

技术弱。与国际新能源汽车产业相比，我国新能源汽车发展整体水平欠佳，即便个别技术处于领先地位，但也仅掌握在小部分企业之中，大部分企业的技术水平无法达到大众用车需求。[2]大多数新能源汽车生产商始终对先进技术进行模仿或改装，但这些产品也的确存在适应性差、尺寸不符等问题，对新能源汽车的正常发展产生了负面影响。

3  新能源汽车电池核心技术故障诊断与排除

如表1所示，新能源汽车电池核心管理系统（BMS）具有诸多功能，其常见技术故障包括绝缘故障、电压故障、预充电故障以及无法充电故障等。

3.1 绝缘故障诊断与排除

电压采集线损坏与电池箱短接、高压线损坏与车体短接、接插件内芯与外壳短接均会导致绝缘故障产生。第一，当电池箱进水或电池漏液时，应对电池箱内部进行干燥清理，如果电池无法正常使用，就需要立即更换电池。第二，当高压负载漏电时，应迅速断开充电机、空调、PCU等设备，直到发现故障原因，并对故障位零部件维修或替换。第三，当高压线或连接器损坏时，应用兆欧表测量确定故障位置，并对问题部件维修或替换。第四，当高压板检测出现误差，应首先确定高压板是否出现故障，并及时进行配件更换。

3.2 电压故障诊断与排除

如果电压出现故障，就需要从五方面考虑：第一，电池欠压。一般出现此问题需要用万用表对电池电压进行准确测量，并将测量值与监控电压值对比，如果偏差较大，就能判定是电池的问题，此时可以考虑更换新电池。第二，采集线端口松动。如果采集线固定栓松动，会导致单体电压采集不准。此时应对采集端口轻轻晃动并确认接触故障，及时更换或加固采集线。第三，采集线保险丝故障。对保险丝测量得到精确阻值，如果超出一兆范围，就能判定保险丝出现问题，此时需要及时更换保险丝，确保行驶安全。第四，从板故障。怀疑从板出现问题可对电压进行测量，将电压测量值与采集电压值对比，若结果不一致，而其他从板电压测量值与采集电压值处于正常状态，那么就可以判定从板出现问题，此时应仔细研究故障数据，及时更换从板。[3]第五，高压回路连接失常。用万用表对点总压与监控总压检测，对二者数据进行比较，如果发现问题所在，就需要对螺栓、开关等部件进行检查，发现问题及时维修或替换。

3.3 预充电故障诊断与排除

预充电故障一般表现为四方面：第一，外部高压件故障。如果预充电出现问题时，会出现断开总正负后预充电成功，那么需要分段检查高压接线盒与电源控制器（PCU），最终确定原因并合理解决。第二，高压板外部总压故障。此时需要替换高压板，并再进行预充电，如果成功就可以判定时高压板的问题。第三，主板无法及时闭合预充电继电器。出现此问题时要及时检查预充电继电器的电压值，如果没有达到12V的标准，就可再更换新主板后进行预充电，如果能够充电，那么故障就能完全锁定在主板之上。第四，预充电阻出现故障。如果检测后发现预充电阻异常，就需要即刻更换配件，确保新能源汽车的正常行驶。

3.4 无法充电故障诊断与排除

导致新能源汽车无法正常充电有多方面原因，其中电池故障可以概括为：第一，充电机与主板无法正常连接。如果对CAN总线数据检测发现异常，要检查线路损坏与接插件接触不良问题，及时维修或替换。第二，充电机故障导致新能源汽车无法正常启动。对于此种问题，应及时更换充电机并尝试加载电压，如果能够正常充电，就可以判定充电机有问题。第三，新能源汽车电池核心管理系统（BMS）检测到故障。监控综合判断故障因素并解决故障，之后能够正常充电。第四，充电保险丝故障。此时可用万用表检测保险丝的通导情况，根据结果判断保险丝是否存在问题，如果通导不正常就需要即刻更换保险丝，并尝试能否正常充电。

4  结语

综上，电池核心技术的完善对新能源汽车产业发展具有重要意义。应不断加大对新能源汽车电池核心技术的研发与投入，从池包、模块、结构、电热等方面对电池核心技术加以优化，不断提升电池的使用性能与寿命，强化可再生资源的使用范围，由此推进绿色出行理念，落实环保政策，从而减少传统能源对生态环境的破坏，提高新能源汽车的占有率，推动我国汽车产业的可持续发展。

参考文献：

[1]包科杰，路凌然.新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究[J].无机盐工业，2021（03）：54-59.

[2]张利雯.新能源汽车电机振动的故障監测与诊断研究[J]. 机械设计，2021（04）：150.

[3]杨小刚，王慧华.基于负载的新能源汽车充电桩控制系统设计[J].现代电子技术，2020（24）：131-134.