新能源汽車的易發故障及維修關鍵技術分析

蔣輝云

（湖南瀟湘技師學院，湖南永州 425000）

0 引言

隨著國民生活水平的提高，汽車保有量持續上升，由此造成的汽車尾氣污染問題越來越嚴重，由于節能減排的實施及環保意識的增強，新能源汽車成為汽車的發展方向，新能源汽車的推廣及應用將有效的解決汽車的尾氣污染問題，但是當前的新能源汽車技術還不夠成熟，汽車應用中容易出現一些故障影響了正常的使用，因此，分析新能源純電動汽車的故障及維修技術對于新能源汽車產業的發展十分重要。

1 診斷技術分析

1.1 機械故障診斷技術

機械故障診斷技術主要包括經驗判斷法、儀器儀表測量法。經驗判斷法應用以往的新能源汽車的維修經驗，利用視覺、觸覺及聽覺等對汽車的故障進行判斷。儀器儀表測量法主要是利用汽車維修的設備，如百分表、壓力表、聽診器、游標卡尺等對新能源汽車的機械部件、磨損情況等進行分析，這是新能源汽車故障診斷的基本技能。

1.2 電子控制系統診斷技術

新能源汽車的電子控制系統包括3 部分，分別為控制單元、執行器、傳感器。電子控制系統的診斷技術包括電阻測量法、電壓測量法、數據流法、動作測試法、替換法等。電阻測量法利用萬用表電阻擋對導線的狀態進行測量，如是否存在短路故障，測量繼電器、離合器線圈等器件的電阻值，測量切記切斷電源，做好防護工作。電壓測量法是利用萬用表電壓擋對線路的電壓進行測量，判斷電源電壓是否正常。數據流法是利用診斷儀對傳感器、開關等的數據流進行讀取，從而觀測元件的數據流變化值。動作測試法以車輛不拆解為前提，利用診斷儀驅動執行器工作，從而判斷控制電路和執行器是否正常工作。替換法包括元件替換和信號替換兩種，如檢測中傳感器的元件替換、執行器的元件替換等，通過替換前后的運行狀態或數據流變化對傳感器的故障進行判斷。

1.3 高壓設備診斷技術

新能源汽車高壓系統的設備組成見圖1，設備診斷技術主要包括電壓測量法、電阻測量法等，電壓測量法就是利用電壓法對新能源汽車的高壓部件如充電系統、逆變器等性能進行檢測。電阻測量法用于判斷高壓互鎖裝置、PTC 加熱器和驅動電機等性能是否正常。

圖1 新能源汽車高壓設備組成

2 新能源汽車的易發故障及維修技術

汽車行業提倡綠色發展，由于環境污染問題嚴重，因此推廣新能源汽車。當前推廣的新能源汽車主要是純電動汽車，因為純電動汽車的能源消耗及排放都較小，環保效果好，但是由于新能源汽車技術還不是特別成熟，新能源汽車在使用中容易出現3個方面的問題。

2.1 鋰電池故障及維修

（1）電池故障及原因。和傳統汽車不同，純電動汽車的驅動主要依靠電力完成，純電動汽車在環保節能方面和動力性能方面具有很大的優勢，因此，具有良好的發展前景。純電動汽車應用鋰電池，但是還沒有出臺電動汽車中鋰電池的統一使用規格和標準，導致裝配的汽車性能也存在一定的差異，大部分應用的鋰電池為小型鋰電池，電池沒有經過大規模的檢驗，性能不太穩定，充電過程和放電過程的控制效果不佳，容易出現故障，降低了鋰電池的使用效果，縮小鋰電池的使用壽命。鋰電池的單體故障主要包括單體電壓過高超出極限值、單體電壓過低低于規定值、單體溫度過高超出極限值、單位溫度過低低于規定值、充電電流過大超出極限值、放電電流過大超出極限值。單體電壓過高超出極限值故障原因是動力電池過充或保護板過壓檢測模塊失效；單體電壓過低低于規定值的故障原因是動力電池過放，或保護板欠壓檢測模塊失效；單體溫度過高超出極限值的故障原因是動力電池過充，散熱不良，或保護板過溫檢測模塊失效；單位溫度過低低于規定值的故障原因是環境溫度低；充電電流過大超出極限值的故障原因是動力電池虧電嚴重，或充電機的充電檔位和動力電池存在不匹配的情況等；放電電流過大超出極限值的故障原因是純電動汽車處于極限工況，如爬坡等。

（2）電池維修。電池是新能源汽車的核心，容易出現故障，針對上述出現的電池故障，一定要做好電池的養護和維修工作，電池的養護和維修過程中應該注意3 方面的問題。①電池保護板要規范使用，如果鋰電池長期不用則要選擇適宜的充電和放電方式，如果電池未使用的時間超過2 個月，則再次使用時應該確保充電徹底，如果電池未使用的時間超過5 個月，則為了降低對電池的損耗延長電池的使用壽命應該進行充電和放電的循環；②電池在應用過程中，應該做好定期的維護工作，維修人員在汽車養護過程中，要仔細對電池的使用性能進行檢測，如果發現問題則應該及時送至專業的技術部門對電池進行維修；③在對控制器進行檢測與維修時，應該首先將電源切斷，合理控制檢測周期，確?？刂破髡Ｊ褂?。

2.2 高壓電故障問題及維修技術

（1）高壓電故障。純電動汽車除鋰電池之外，動力的維持還需要依靠發動機和發電機，只有保證電壓充足才能確保電動汽車的正常行駛。電動汽車在行駛過程中可以產生上百伏高壓，如果出現故障，將會影響電動汽車的正常運動，嚴重的還有可能對駕乘人員造成危險，因此，需要做好高壓電故障的診斷和維修工作，及時確定故障的原因，采取相應的措施降低安全事故的發生率。高壓電路故障主要包括預充電失敗、高壓互鎖異常、碰撞開關異常、主接觸器粘連故障。

新能源汽車的高壓系統主要包括空調壓縮機、PTC、DC/DC、充電機等，電動汽車的動力電機驅動系統中的母線存在電容，當高壓系統上電之后，此時的母線電容非常低，直接上電會導致母線電容電壓很低，如果直接給母線電容充電相當于瞬間短路，損壞高壓器件如高壓線束等，最終出現預充電失敗的情況，預充回路中的電流過大將會導致高壓部件的內部出現短路的情況，此時故障維修過程中，需要一一檢查高壓系統部件，并用回形針短接高壓部件，以防止出現高壓互鎖的情況。高壓互鎖的主要作用是監控電機驅動系統、DC/DC 轉換器、動力電池系統等的連接可靠性，如果存在連接不良、溫度過高等都會造成高壓互鎖。如果純電動汽車在行駛過程中出現碰撞現象，高壓線路將會出現短路、脫落的情況，此時將會閉合觸發碰撞開關，如果電池管理系統從硬線、CAN 總線獲得的數據不一樣，可判定為碰撞開關異常，屬于II 級故障。如果純電動汽車在爬坡過程中的電機負載過重，導致電池輸出的電流增大或者過流，將會造成主接觸器粘連失效，屬于II 級故障。

（2）高壓電故障維修。維修過程中，鑰匙通電，通過診斷儀檢查相關系統數據，如果在這個過程中電機控制器的電容電壓達到動力電池電壓的90%則說明完成了預充電，進而推斷出導致高壓系統部件內部短路的根本原因在于預充電失敗，可以對內部電路電阻進行直接測量以判定是否是由于內部短路故障造成的，然后采取相應的維修措施。

2.3 電子控制系統故障及維修技術

電子控制系統中如果電機系統過熱指示燈亮了，則應該檢查車輛是否缺少冷卻液，如果加入冷卻液之后故障未消失。則進行下一步檢查，通過診斷儀對車輛的故障碼進行讀取，確定故障的范圍，如果是制冷系統出現故障則維修排除，如果是動力電機驅動故障則聯系供應商解決。如果驅動電機故障指示燈亮，車輛不能上高壓，則說明電機控制單元CAN 出現通信問題，利用故障儀對故障進行診斷，查找故障的原因進行解決。此外，對于控制器也要再檢查周期之內進行檢修，檢修周期一般為3 個月左右。

3 改善新能源汽車維修技術的措施方案

3.1 加強與新能源汽車制造企業的合作

隨著科學技術的發展，新能源汽車的生產制造技術也會隨著研發的深入而不斷改善，因此，為了加強新能源汽車的維修和應用效果，新能源汽車的維修技術也需要進行更新和完善，維修人員在工作中需要不斷學習，積累新能源汽車的維修經驗，了解新能源汽車的結構知識，探究鋰電池及高壓電故障產生的原因，加強與新能源汽車制造企業的合作，為新能源汽車維修人員與新能源汽車制造企業的技術人員提供更多的交流機會，加強新能源汽車新技術的傳播。

3.2 做好新能源汽車的維修準備工作

在對新能源汽車進行維修之前，需要做好準備工作，檢查汽車的電路、控制器、真空泵及真空管路等，確保管路的密封性，汽車的這些部件檢測完成之后，如果未發現故障再進行汽車的制動系統檢查，在檢查中一定要做好安全工作，避免出現維修事故。

3.3 積極采用先進維修技術和設備

隨著汽車診斷與維修技術的發展，傳統的新能源汽車維修技術將會不斷更新，傳統的汽車維修診斷技術將會被淘汰。因此，維修人員要不斷更新汽車的維修理念，實現傳統的檢測技術與新興的電子診斷技術的結合，不斷提高新能源汽車的診斷效率。比如在新能源汽車故障診斷過程中，可以采用人工診斷和電子診斷相結合的方式，首先利用積累的技術、經驗對汽車的故障進行初步判斷，然后利用電子診斷技術快速確定故障部位，常用的電子診斷儀器包括通用型診斷工具、專用診斷設備等。同時，汽車維修部門也要及時引進先進的電子故障診斷設備，并為維修人員提供汽車維修技術交流和學習的機會。

4 結束語

新能源汽車的發展是節能環保的大趨勢，發展前景十分廣闊，因此，為了促進新能源汽車的發展，應該加強故障問題及其關鍵維修技術的研究，提高維修人員的技術水平，對新能源汽車的高效發展具有非常重要的意義。