純電動汽車故障診斷方法分析

張國超

（攀枝花市公共交通有限責任公司 四川省攀枝花市 617000）

1 純電動汽車的系統構造分析

關于純電動汽車的整體控制系統來說，是統協其他部位進行運轉的指揮中心，純電動汽車的最大優點在于對自然環境的影響較小，所以深得大眾普及，但如何在故障發生時候，通過理論知識正確判斷出系統所出故障并且采取科學的解決方案，是保證純電動汽車及人身安全性的前提。

對于純電動汽車的總指揮系統而言，與其相對連接的是多個子系統，例如低壓組織，高壓動力組織等等，每個部分息息相關，發生任一故障都會對整體系統造成一定影響，例如攜帶高電壓的供電系統一旦發生漏電情況，那其造成的后果危害極大，所以在對純電動汽車進行診斷工作前，必須先行了解純電動汽車的系統構造。

傳統的汽車使用發動機作為動力設備，而對于純電動車而言，發動機的存在則被取代成了發動電池，對比傳統燃油車和純電動車可以觀察出，純電動車在構造上的設計更為簡單方便，例如傳統燃油車所使用的變速器，在純電動車上變成了減速器，純電動車的整體系統大致包括：高壓配電系統，發動電池系統，底盤控制系統，驅動電機系統，車身等等多部位。

（1）往細了說，發動電池系統又可以劃分為熱管理組件，電池管理系統，高低壓線束和動力電池組，目前大多數人使用的純電動車的發動電池馬力一般都在300-600V大小左右，電池管理系統在發動電池作為動力基礎的前提下，是實現純電動車開關閉電的關鍵所在，因為其可以實時監控電池組的溫度升降，電壓大小以及電阻是否有出現異常等等多種情況，之所以可以聯動監控如此多的部位，是因為電池管理系統可以同時控制主正接觸器，充電接觸器，主負接觸器以及須充接觸器等四樣接觸器，作用就在于可以保證車輛本身的充電放電情況，并且在系統本身發生特殊情況以后，還能對系統回路進行停止保護，防止回路產生高電壓造成后續損耗，發動電池高電壓的傳輸是高低壓線束的作用范疇，而與其相對于的部位就是熱管理組件，熱管理組件負責液冷循環系統與熱管理系統兩者之間的協調循環，不然就會直接危害到發動電池的使用，例如液冷循環系統沒有及時降溫，則電池溫度過高便會有爆炸危險。

（2）在驅動電機系統的運用當中，安全性最為可靠的是三相交流異步電機，三相交流異步電機的工作原理是將交流電傳輸給電機，讓電機內部產生電極磁場，通過轉子中的電樞繞組將磁感線進行切割，然后產生一定的電磁力，用以為驅動純電動車的車輪旋轉帶來動力，在系統啟動時候，交流電動機本身還具有能量回收以及再生制動功能。

（3）高壓配電系統由車載充電機，變頻器和DC裝置組成，DC裝置可以將發動電池輸出的電流壓力由高轉低，為其他驅動系統以外的設備進行安全供電，而變頻器則在這過程中發揮將轉換直電流以配合變頻器為發動電機提供旋轉能源，這一切的情況都是建立在將驅動電機作為發電裝置使用的前提之下，純電動汽車電源充電正是電機將交流電轉換為直流電進行的結果。

2 純電動汽車常見故障

純電動車使用的發動電池輸出電壓極大，一般保持在DC/72V與DC/600V之間，甚至在某些情況下還會超出此范圍，根據我國對于純電動汽車使用標準而言，這樣高強度的電壓已經超過了人體所能接觸范圍，為此，對純電動汽車故障診斷工作十分重要，而經過對純電動汽車發生故障的案例分析并進行歸納，可以大致判斷故障類型為以下幾種：

2.1 絕緣故障

純電動汽車上有絕緣故障警報，警報設置的最小電阻額度在500千歐左右，負責在電池控制系統中負責檢測功能是否正常的作用，如果一旦發現絕緣電阻的額度沒有超出以上數據，便會將相應的問題代碼發送到中央控制系統，中央控制系統可以通過綜合以來讀取內容，并且判定是否提醒，要是出現提醒警告的話，就意味著發電機的高壓電超強，需要及時進行故障分析，這也是威脅到人身安全的交通事故多發的主要原因。

圖1

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2.2 高壓電故障

純電動汽車因為其系統構造的特殊性，所以在高壓電故障診斷技術上一直都被業內稱為應該第一被攻克的關鍵問題，關于純電動汽車的高電壓故障一般出現在高壓系統中的線路方面，線路短路與漏電都會給整個系統的用電帶來難以想象的危害。

2.3 純電動汽車充電故障表現形式

純電動車的故障表現形式一般有充電充不上，行駛過程中無法提速，以及車輛無法正常駕駛，因為純電動汽車的維修方式與傳統燃油汽車的方式不同，所以我們將故障類型根據純電動車的整體系統進行三塊分類，就可以了解到除了高壓供電以及絕緣電阻兩塊領域以外，供電系統還會在哪些區域發生什么樣的常見故障。

（1）充電系統故障。當純電動汽車所使用的發動電池供力不足時，一般的處理方式就是進行常規充電，但有時大家會發現充電口指示燈沒有顯示亮光，以及儀表盤上沒有顯示充電符號，這有可能是CC線沒有連通到位，又或是CP及PE兩條線路之間的電壓沒有達到標準值，故而也會自動阻斷充電線路的連接使用，如果說以上這一情況還未能夠排除的話，那也有可能是搭鐵線之間的電壓不穩造成的。

（2）發動電池系統故障。關于發動電池常見故障一般是電池管理系統出以及供電線路出現問題，表現形式包括通信故障，溫度測量故障，加熱器故障等等，其中線路故障最為常見，例如線路接觸不良，短路，斷路，都會引起高溫，產生高壓電流，進而破壞其他系統部位的正常運行，電位由高降低，造成系統性能不全。

（3）驅動電機系統故障。驅動電機系統的故障可以分為兩種情況，第一種是調速控制裝置的故障，第二種是驅動電動機的故障，在驅動電動機的運行過程中，調速控制器的作用在于配合中央進行提供動力大小的升降，將直流電轉換成為交流電并且調整電壓，將大小數據提供給驅動電機所控制，所以一旦調速控制裝置發生損壞，最明顯的表現就是車輛不受系統控制，出現無法減速，或是提速難以控制等情況。

驅動電動機的故障有定子損壞，軸承損壞，轉子損壞，轉軸損壞等等，這些都是機械部位的問題，而在用電過程中受到電氣影響的因素造成的故障則被稱為電氣故障，因為電動機內部的定子繞組和轉子繞組出現不穩定變化，導致速率不定，電動機會出現高溫，電流過大，電壓不穩等情況。

3 純電動汽車故障分析

絕緣檢測作為純電動汽車上電第一步，所以在小于規定電阻值時候會出現報警信號，但出現這一信號時候，最安全的辦法就是立即通知維修人員進行檢測，針對絕緣故障最為頻繁發生的原因來說大概率是電池內部出現了電解液的泄露，電解液的泄露會破壞絕緣層，除此之外導致絕緣電阻受到影響的因素還包括電池模組的內部因為振動沖擊導致的絕緣失效，進而觸發第二道防線的保護，也就是系統將會立即啟動高壓互鎖裝置，高壓互鎖裝置分為兩種形式監視高壓回路是否完整，第一種是通過高壓回路經過的每個部件的獨立控制器進行信號接收，只有當確認所有部件正常運作以后，才會允許高電壓的釋放，而第二種形式則是為高壓系統作出并聯設計，在并聯的條件下，將高壓連接器與監視器進行連接形成回路，讓檢測器直接接收到高壓互鎖信號，高壓互鎖裝置的工作機理本質上是讓低壓電擔當起信號傳輸的作用，當信號出現中斷時，說明存在線路斷開或者松脫的情況，關于高壓互鎖裝置的檢測思路應該逐步推進，先拔下電池管理系統的插接器，然后再對電阻值進行測量，沿著線路縮小范圍，很快便可以查到斷路所在。

而關于驅動系統的故障診斷，可以使用診斷儀檢測故障碼和數據流，然后在分析電壓強度，這樣的做法可以了解清楚低電蓄電池和DC轉換器是否存在異常情況，如果無法查明的話再對線路進行檢測，主要是檢測各條線路的插接頭，尤其是負責低壓和高壓的線路，往后才到控制器和電動機的檢測情況，一般來說線路問題發生最多，導致高溫損耗才會影響部件，拿案例分析，假設一輛北汽EC160無法啟動，根據儀表盤顯示有報警燈亮起，車輛本身的行駛理數大致有2000KM，首先我們就得排除供電系統是否可以正常運作，用診斷儀進行故障碼和數據流的讀取，如果數據顯示正常的話，再用萬用表測量蓄電池的靜態電壓大小，電壓為12.3V，屬于正常范疇內，進一步檢測蓄電池產生的啟動電壓，檢測方法可以是將電源開關發動到啟動模式，然后再對蓄電池產生的電壓大小進行檢測，發現還是12.3V，則低于了標準數值，將DC變換器的高壓、低壓的輸入端和控制端接入連接線路，若是出現退針、松動，則連接端正常，再次檢查電壓，發現電壓為1V，比起標準電壓低了不少，便可以判斷出是DC變換裝置的損壞。

如果是充電系統的故障診斷，第一步的檢測同樣是讀取故障碼和數據流，然后進行充電連接確認線路問題，再到調動各個控制模塊的啟動狀態，還是舉例說明，拿北汽EX360來說，車輛狀態已經是行駛理數達到大致3000KM，突然發現無法為電池充電，打開點火開關顯示沒有異常，但關閉以后連接充電槍指示燈卻沒有反應，可慢充卻不能快充，用診斷儀進行數據讀取發現沒有故障碼，使用萬用表進行CC和E線路之間的電阻測量，電阻值為1.5KΩ，正常，再檢測CP和PE兩條線路之間的電壓情況，電壓值為12V，可以斷定原因不在此處，基本可以確認是線路問題，可以使用背插法進行慢充充電，發現CMU的電壓為12V，VCU的電壓只有8V，電壓明顯過低，對電阻重新測量，發現數據低于正常值，最終可以判定故障原因是線路接觸不良，對插接器的連接線路進行跨界處理即可恢復正常運作。