故障指示燈在新能源汽車動力電池系統的應用

何壽柏 蔣小健 朱小燕 鄒亞強 談旭敏

摘 要：新能源汽車的故障指示燈是發現和分析車輛故障的重要手段之一 這對車輛安全和可靠行駛具有重要意義。由于故障指示燈種類繁多 當出現多種故障燈提示時 給駕駛員帶來許多困惑。文章簡要分析了故障指示燈在動力電池系統出現故障時的不同狀態 并分析故障發生原因 通過進一步的檢測 采取合理的措施進行處理 為維修技術人員提供一些參考。

關鍵詞：故障指示燈法;新能源汽車;常見故障

中圖分類號：TM923.48? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-177-03

Abstract： The fault indicator lamp of new energy vehicle is one of the important means to find and analyze the vehicle fault， which is of great significance to the safe and reliable driving of the vehicle. Because of the variety of fault indicator lights， when there are many kinds of fault lights prompt， it brings a lot of confusion to the driver. This paper briefly analyzes the different states of the fault indicator lamp when the power battery system fails， and analyzes the causes of the failure. Through further detection， reasonable measures are taken to deal with it， so as to provide some reference for the technicians of wide maintenance.

Keywords： Fault indicator light method; New energy vehicle; Common faults

CLC NO.： TM923.48? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-177-03

前言

到2019年底 我國新能源汽車保有量為381萬輛 與2018年底相比 增加120萬輛 增長46.05%[1]。伴隨新能源汽車故障頻發 針對新能源汽車的常見故障 國內的許多技術和維修人員開展了相關方面的研究活動。徐曉東分析了新能源汽車慢充充電故障[2];閆云敬研究了新能源電動汽車在電機驅動系統的故障[3];方波 周歡 景志敏討論了新能源汽車空調原理及常見故障[4]。本文從診斷方法的角度 通過分析故障指示燈在動力電池系統出現故障時不同組合的顯示 研究產生的原因 運用汽車上的自診斷系統 確定故障范圍 對故障進行維修。

1 新能源汽車在動力電池系統故障指示燈概述

動力電池系統由動力電池模組、電池管理系統、輔助元器件和動力電池箱體等構成[5]。動力電池模組是由若干電池芯通過并聯和串聯方式所構成的組合體;電池管理系統（BMS）分成數據采集單元和運算控制單元[6];輔助元件主要由電池低壓管理系統、預充繼電器、電阻、電流傳感器、熔斷器等;動力電池箱是穩固電池系統的組件 由上蓋和下托盤組成 起承載和保護作用。

故障指示燈是指當車輛出現故障時 汽車自診斷系統檢測后通過通信系統向車輛儀表系統顯示的不同狀態的儀表燈[7]。新能源汽車動力電池系統相關的故障指示燈如表1所示。

動力電池系統主要包含以下故障指示燈：（1）動力電池故障指示燈;（2）高壓斷開指示燈;（3）系統故障指示燈;（4）SOC低指示燈;（5）絕緣報警指示燈;（6）電池溫度過高報警;（7）CAN故障燈;（8）高壓互鎖報警燈。當系統產生故障后 通常故障燈組合點亮：例如：當動力電池故障指示燈、電池溫度過高指示燈、SOC低指示燈同時點亮 說明是動力電池系統故障;當高壓斷開指示燈、絕緣報警指示燈都點亮時 則存在汽車高壓系統發生故障 并非是動力電池系統的故障。

2 故障指示燈不同組合的顯示故障診斷與維修

2.1 故障指示燈顯示組合一

故障現象：高壓斷開指示燈常亮、動力電池故障指示燈閃亮、SOC低指示燈閃亮、系統故障指示燈常亮 系統不能上高壓電。

診斷與維修思路：當出現上述故障現象時 主要分析動力電池組電量值、動力電池單體電壓值和動力電池單體數據收集值。觀察車輛組合儀表顯示 使用診斷儀檢查動力電池組單體電壓值 接著讀取車輛故障碼 最后分析故障原因 確定故障范圍 進行維修。如果測得的每個動力電池單體電壓值非常接近且比較低 這說明動力電池組電量偏低 首先充電;如果動力電池組的絕大多數的單體電壓接近 僅其中一節或者幾節單體電壓非常的低 說明是動力電池單體電壓過低故障。分析動力電池單體電壓偏低的主要原因：一方面有可能是動力電池單體性能衰減造成的 另一方面也有可能是動力電池單體電壓采集錯誤。當汽車充電結束后 如果所有或者絕大部分的動力電池單體電壓值是0V 這說明是動力電池單體電壓采集故障。

2.2 故障指示燈顯示組合二

故障現象：動力電池故障指示燈、高壓斷開指示燈、系統故障指示燈同時點亮 而且車輛行駛中斷高壓、無法上高壓。

原因分析：單體電壓過高三級;總電壓過高三級;放電瞬間電流過高二級與三級;正負總的電極接線柱、預充電的接觸器粘合連接;高低壓互鎖故障;動力電池電流傳感器故障。

診斷與維修思路：采用診斷儀讀取汽車的故障碼 分析故障原因 明確故障具體范圍 排除故障。

2.3 故障指示燈顯示組合三

故障現象：動力電池故障指示燈和系統故障指示燈同時點亮 可以上高壓電 車輛可正常行駛。

原因分析：動力電池單體電壓過高1級和2級;動力電池單體壓差過大;動力電池組溫度偏低1級;動力電池組溫差過大;動力電池系統通訊失敗等。

診斷與維修思路：觀察車輛組合儀表分析動力電池相關參數判斷或用采用診斷儀讀取汽車的故障碼 分析具體故障原因 明確故障具體范圍 排除故障。

2.4 故障指示燈顯示組合四

故障現象：動力電池故障指示燈、絕緣報警指示燈、系統故障指示燈 高壓斷開指示燈常亮 且系統高壓不來電。

診斷與維修思路：這類故障 可能是高壓系統絕緣電阻值過低 絕緣不良的故障。具體的檢查步驟如下：

（1）檢查電力電子單元（PEU）、動力電池組、車載充電機、電動壓縮機、驅動電機、電液轉向泵電機、制動空壓機、PTC加熱器等高壓元件和高壓線束的絕緣性。高壓輸入、輸出極柱與零部件殼體和高壓輸入、輸出極柱與車體的冷態電阻應≥220MΩ且熱態電阻≥2MΩ 在此范圍正常。檢查極柱與高壓線束屏蔽層 電阻應≥100MΩ 在此范圍正常。

（2）絕緣電阻檢測方法：測試電壓≥500V（DC）或者是動力系統標稱電壓的1.5倍 兩者選取較高的電壓為測試電壓。在測量高壓線束絕緣電阻之前 必須徹底斷開高壓線束兩端與高壓部件的連接 否則檢測結果有誤。高壓部件導電部位和外殼或車體應加載充足穩定的電壓 確保測量的準確性。當對絕緣阻值不滿足標準時 對相關部件進行更換和維修。

3 結語

新能源汽車行駛的過程中 動力系統出現故障是很常見的問題 解決這類故障問題有效和便捷的途徑 首先可以分析故障指示燈顯示狀態 迅速確定故障的范圍 再運用專業檢測驗證故障發生 進而采取措施及時處理 避免故障再次發生 提高汽車行駛的可靠性和安全性。

參考文獻

[1] 2019年全國機動車和駕駛人統計分析[J].道路交通管理，2020（02）： 7-8.

[2] 徐曉東.新能源汽車慢充充電故障及維修技術研究[J].汽車零部件，2020（02）：85-87.

[3] 閆云敬.新能源電動汽車電機驅動系統的故障分析[J].內燃機與配件，2020（02）：127-129.

[4] 方波，周歡，景志敏.新能源汽車空調原理及常見故障分析[J].內燃機與配件2020（03）：155-156.

[5] 歐陽劍.電動汽車用鋰離子動力電池SOC估算和SOF評估的研究[D].廣州：華南理工大學，2016.

[6] 胡澤軍.電池管理系統硬件在環仿真測試[D].重慶：重慶理工大學， 2019.

[7] 張雅潔.輕型車車載診斷二階段（OBDⅡ）的中國適應性研究[D].長春：吉林大學，2019.