百萬輛新能源車大數據里隱藏的秘密

《中國新能源汽車大數據研究報告(2018)》基于新能源汽車國家監測與管理平臺“百萬級”的實時監管與運行數據撰寫而成,該書于2018年11月面向社會發布。本文為筆者閱讀該報告后整理的有關整車、電機、動力電池等方面的故障分析,主要關注新能源乘用車和純電動專用車領域,供讀者參考。

一、整車及電機故障分析

（一）新能源乘用車整車及電機故障分析

1.純電動乘用車

（1）整車故障分析。根據《中國新能源汽車大數據研究報告（2018）》數據，純電動乘用車中DC-DC狀態報警、單體電池欠壓報警、DC-DC溫度報警為主要故障來源，占總故障的80%，如圖1所示。

分析發現，純電動乘用車故障可分為電池類、汽車電子類、制動系統、溫度差異和電機五大類，而不同細分車型的故障類型也不同。A00級車型故障主要為DC-DC狀態報警和DC-DC溫度報警引發的汽車電子類故障，占比83%；A0級車型故障主要為電池類故障和制動系統報警，占比82%；A級車型故障主要為汽車電子類、電池類故障和制動系統報警。

MPV車型故障以電池類故障和汽車電子類故障為主，占比高達95%，其中電池類故障以車載儲能裝置類型欠壓為主，汽車電子類故障以DC-DC狀態報警為主。

SUV車型故障主要為電池類故障（占49%）、制動系統報警（占48%），其中電池類故障主要源自SOC跳變報警。

其他車型為微面車型，其故障主要源于電池類故障，占比高達99%，其中以單體電池欠壓報警為主要故障。

圖1 純電動乘用車不同類型故障年累積量占比

（2）電機故障分析。采用永磁同步電機的新能源乘用車，驅動電機控制器溫度故障相對較多，見表1。

采用交流異步電機的純電動乘用車，驅動電機控制器溫度故障占比為83%，驅動電機溫度報警占比為17%。

2.插電式混合動力乘用車

插電式混合動力乘用車的主要故障表現為SOC過高報警、SOC低報警、制動系統報警3個方面，這3類故障占總故障量的93%，如圖2所示。

分析認為，SOC過高可能是充電環節所致，造成SOC低的最可能原因是插電式混合動力車兼有燃油驅動模式，因此車主容易忽略電量報警而導致電量耗盡。

制動系統報警頻次高，原因可能是國內插電式混合動力車多采用雙模驅動，但兩種模式下的制動系統不同，燃油驅動系統借助發動機真空助力制動，但在純電動驅動模式下，發動機不參與工作，缺少真空源，需要增加輔助設備，因此兩種系統之間部件的匹配出現問題。

（二）純電動專用車整車及電機故障分析

1.整車故障分析

高壓互鎖狀態報警和單體電池欠壓報警為純電動專用車的主要故障來源，兩者占總故障量的90%，如圖3所示。

2.電機故障分析

在純電動專用車領域，采用永磁同步電機的車型月均故障量遠低于采用交流異步電機的車型。電機類故障主要集中于驅動電機溫度報警和驅動電機控制器溫度報警，見表2。

二、動力電池故障分析

（一）純電動專用車動力電池故障分析

根據《中國新能源汽車大數據研究報告（2018）》研究數據，純電動專用車動力電池的主要故障來源有：動力電池一致性差、單體電池過壓報警、單體電池欠壓報警、可充電儲能系統不匹配等。

表2 不同電機類型的純電動專用車月均累計故障分布

圖3 純電動專用車整車故障分類及占比

1.三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰動力電池故障大數據分析

（1）三元材料。動力電池一致性差、單體電池過壓報警、單體電池欠壓報警和車載儲能裝置類型過壓為三元材料純電動專用車的主要故障，這4類故障月均累計故障量占三元材料純電動專用車總故障量的66%，如圖4所示。

（2）磷酸鐵鋰。動力電池一致性差、單體電池過壓報警和SOC低報警這三大故障占磷酸鐵鋰純電動專用車故障量的81%，如圖5所示。

（3）錳酸鋰。單體電池欠壓報警是錳酸鋰純電動專用車的主要故障來源，占比高達99.4%，其他故障占比0.6%。

2.方形、軟包、圓柱動力電池故障大數據分析

（1）方形。單體電池欠壓報警是采用方形動力電池的純電動專用車的主要故障來源，占比89.9%，如圖6所示。

（2）軟包。可充電儲能系統占總故障量的95.6%，如圖7所示。

（3） 圓柱。單體電池過壓報警、動力電池一致性差、車載儲能裝置類型過充、車載儲能裝置類型過壓和SOC低報警為圓柱電池純電動專用車主要故障來源，五類故障占總故障量的81%，如圖8所示。不匹配、SOC跳變報警、單體電池欠壓報警、SOC低報警和車載儲能裝置類型欠壓等情況為軟包電池純電動專用車的主要故障來源，5類故障

圖4 三元材料純電動專用車分布

圖5 磷酸鐵鋰純電動專用車故障分布

圖7 軟包電池電動專用車故障分析

圖6 方形電池純電動專用車故障分析

圖8 圓柱電池純電動專用車故障分布

（二）純電動乘用車動力電池故障分析

1.三元材料、磷酸鐵鋰、錳酸鋰動力電池故障大數據分析

（1）三元材料。三元材料動力電池純電動乘用車的主要故障來源為：可充電儲能系統不匹配、SOC低報警、車載儲能裝置類型欠壓、單體電池欠壓報警、動力電池一致性差等。這5類故障占總故障量的78%，如圖9所示。

（2）磷酸鐵鋰。采用磷酸鐵鋰動力電池的純電動乘用車，動力電池一致性差、SOC跳變報警、車載儲能裝置類型欠壓、車載儲能裝置類型過壓、SOC低報警為主要故障來源，這5類故障占故障總量的96%，如圖10所示。

（3）錳酸鋰。單體電池欠壓報警是錳酸鋰純電動乘用車的主要故障來源，占比高達99.9%。

2.方形、軟包、圓柱動力電池故障大數據分析

（1）方形。單體電池欠壓報警是采用方形動力電池的純電動乘用車主要故障來源，占比96.3%。

（2）軟包。可充電儲能系統不匹配、SOC低報警、動力電池一致性差是采用軟包動力電池的純電動乘用車主要故障來源，這3項故障占總量的90%，如圖11所示。

（3）圓柱形。采用圓柱形動力電池的純電動乘用車，車載儲能裝置類型欠壓、單體電池欠壓報警、可充電儲能系統不匹配、車載儲能裝置類型過壓、SOC跳變報警為主要故障來源，這5類故障占總故障量的70%，如圖12所示。

圖9 三元電池純電動乘用車故障分析

圖11 軟包電池純電動乘用車故障分析

圖10 磷酸鐵鋰純電動乘用車故障分析

圖12 圓柱電池純電動乘用車故障分析