純電動汽車常見故障的分析與研究

涂志軍

武漢商學院 湖北 武漢 430056

新能源汽車是指汽車的動力來源于非常規車用燃料的汽車。在當前市場上企業所開發的新能源汽車種類有純電動汽車、混合動力汽車、代用燃料汽車、燃料電池汽車等。

其中,純電動汽車因其全部都由二次電池提供動力,以電動機實現驅動,且幾乎無環境污染等特點已被認為是汽車產業的未來。2020年,我國新能源汽車產銷分別完成136.6萬輛和136.7萬輛,產銷較2019年有所回升。純電動汽車的銷量及保有量已占據整個新能源汽車市場規模的80%以上,并逐年擴大。因此,對純電動汽車常見故障進行分析與研究,無論是對生產廠家的設計與生產,還是用戶的日常使用及維護都具有一定的現實意義。

一、動力電池系統故障

1.單體電池

(1)電池溫度相差過大。可能原因:散熱風扇的插頭沒有插緊,散熱風扇出現故障。處理辦法:檢查風扇插頭線是否松動;為風扇單獨供電,檢查風扇是否正常。

(2)電池溫度過高或過低。可能原因:散熱風扇插頭松動,散熱風扇出現故障,溫度探頭有所損壞。處理辦法:散熱風扇的插頭沒有插緊;為風扇單獨供電,檢查風扇是否正常;檢查電池溫度是否存在異常;測量溫度探頭內阻。

(3)電池組容量降低,電動汽車續駛里程短。可能原因:單體電池SOC偏高/偏低。處理辦法:對單體電池單獨充電/放電。

(4)電池組充電不足,電動汽車續駛里程短。可能原因:單體電池容量不足或單體電池內阻偏大。處理辦法:更換單體電池。

(5)電池內部短路、電池熱失控、嚴重時引發起火、爆炸。可能原因:單體電池過度充電/放電。處理辦法:檢查電池管理系統。

(6)電池熱失控,嚴重時會起火、爆炸。可能原因:單體電池內部短路、外部短路、正負極裝反。處理辦法:排除短路故障,更換單體電池。

2.電池管理系統

(1)無法檢測電動汽車。可能原因:CAN通信故障。處理辦法:檢查CAN網絡,排除故障。

(2)無法檢測電壓。可能原因:電壓測量故障。處理辦法:檢查電壓測量模塊,排除故障。

(3)無法檢測電池溫度、電流。可能原因:溫度、電流測量故障。處理辦法:檢查溫度、電流模塊,排除故障。

(4)電池溫度偏高。可能原因:冷卻系統故障。處理辦法:檢查冷卻風扇控制線路,及時進行更換。

3.線路或連接件

(1)電動汽車動力不足,續駛里程短。可能原因:電池間虛接。處理辦法:檢查電池連接,緊固電池連接。

(2)電動汽車無法啟動。可能原因:電池間短路;快速熔斷器斷開;動力電插接器斷開。處理辦法:檢查電池連接;檢查快速熔斷器;檢查動力插接器。

(3)插接器易燒蝕,電動汽車動力不足。可能原因:動力插接器虛接。處理辦法:檢查動力插接器的連接線路,及時進行更換。

(4)無法監控電動汽車。可能原因:信號插接器故障。處理辦法:檢查動力插接器,及時進行更換。

(5)電動汽車無法啟動。可能原因:正極接觸器故障;負極接觸器故障。處理辦法:檢查接觸器,及時進行更換。

(6)電池熱失控,嚴重時會起火、爆炸。可能原因:電源線短路。處理辦法:對電源線進行檢查,觀察其是否短路,及時進行修復更換。

二、電動機故障

(1)空載時電機不能正常運行。可能原因:電源沒有插上;定子繞組出現問題;電源電壓過低。處理辦法:檢查開關、接觸器觸點,檢查后對其修復;檢查逆變器;檢查定子繞組,檢查后對其修復;檢查電源電壓和每個連接處。

(2)電機通電后,電機不能正常運行,有“嗡嗡”響聲。故障原因:電源沒有連接;電源電壓太低。處理辦法:查明短路點進行修復;在定子繞組中通入直流,檢查其繞組極性,判定繞組首末端是否正確;檢查設備,排除故障;加固接線柱上松動的螺釘,檢查電源線某相斷線或假接故障,對其進行修復。

(3)定子過熱。可能原因:輸出線一向斷線或定子繞組一相斷路,造成走單相;過載;繞組匝數不對;通風不良。處理辦法:減少負載或增加容量;檢查繞組電阻;檢查風機是否正常。

(4)絕緣電阻低。可能原因:繞組受潮或被水淋濕;引出線絕緣老劃破裂;繞組絕緣老化。處理辦法:進行加熱烘干處理;重包引線絕緣;經鑒定,如果絕緣老化,則需要更換絕緣。

(5)電機振動。可能原因:軸承磨損,間隙不合格;氣隙不均勻;轉子段條不平衡;籠型轉子導條;定子繞組故障;轉軸彎曲;鐵芯變形或松動。處理辦法:檢查軸承間隙;調整氣隙;重新校對平衡;更換轉子;查出繞組故障點并進行處理;校直轉軸;重新疊裝鐵芯。

(6)電機空載運行時空載電流不平衡,而且相差很大。可能原因:繞組首端接錯;電源電壓不平衡。處理辦法:檢查首端和末端,發現問題修正后啟動電機試驗;測量電源電壓,找出原因消除。

(7)電機運行時有雜音,不正常。可能原因:軸承磨損,有故障;定子、轉子鐵芯松動;電壓不平衡;繞組有故障;軸承缺少潤滑脂;氣隙不均勻。處理辦法:檢修并更換軸承;檢查振動原因,重新對鐵芯進行壓裝;測量電源電壓,檢查并及時進行處理;檢查繞組故障并處理;對軸承進行清洗后,添加潤滑脂;調整氣隙,提高裝配質量。

(8)軸承發熱超過規定。可能原因:潤滑脂過多或過少;脂質不好,含有雜質;軸承與軸配合過松或過緊;軸承與端蓋配合過松或過緊;油封間隙配合太緊;軸承有故障,磨損,有雜物等;軸承間隙過大或過小。處理辦法:拆開軸承蓋,檢查潤滑脂油量,按規定增加或減少油量;檢查油脂內是否存在雜質,若存在應更換潔凈的潤滑脂[17];使軸承與軸配合符合要求;更換或修理油封;將端蓋或軸承蓋準確裝入止口內,然后逐一緊固螺釘;對有破損的軸承及時進行更換,對含有雜質的軸承要全面清洗,換油;更換新軸承。

三、變速系統故障

(1)掛擋困難。可能原因:撥叉變形或損壞、換擋控制單元TCU故障。處理辦法:檢查校正或更換、更換TCU。

(2)掉檔。可能原因:結合齒或齒套倒錐失效、操縱機構安裝不當或損壞。處理辦法:檢查操縱機構,進行調整和更換。

(3)變速器漏油。可能原因:油封老化、磨損、通氣閥堵塞。處理辦法:檢查變速器,檢查是不是通氣閥有堵塞,有堵塞情況及時疏通,存在漏油問題及時更換變速器。

(4)噪聲或異響。可能原因:使用不符合產品要求的劣質潤滑油或其潤滑油粘度過低、潤滑油不夠、軸承損壞或有裂紋。處理辦法:更換符合要求的潤滑油、加注指定的潤滑油、更換軸承。

四、轉向系統故障

(1)轉向沉重。可能原因:轉向軸彎曲導致變形;轉向器內主動部分的阻力過大;轉向器內不夠光滑,摩擦大;搖臂軸與襯套之間裝配過緊;輪胎氣壓不足。處理辦法:將前橋架起來,如果轉向問題被改善,那么問題在前軸和輪胎等位置;如果轉向問題沒有被改變,則問題在轉向器或者傳動機構上。

(2)行駛跑偏。可能原因:前橋或者車架發生了形變,結構扭曲,前輪里面的輪轂軸承和主銷連接不緊密間隙較大,定位參數也不一樣,前面的兩個輪胎使用程度不同或壓力大小不一樣;減震器出現問題沒法正常運行等。處理辦法:在條件良好的地面上檢查輪胎的使用情況和其輪胎壓力的大小;檢查前橋、車架等的形狀是否發生變化及其鋼板彈簧的數量;在汽車行駛的時候注意輪轂的溫度數值的波動。

五、制動系統故障

(1)制動不及時或沒有作用。可能原因:制動管漏液或梗堵,制動液不充分,制動液的壓力下降而失效;制動管混入其他氣體使制動不利,制動管路里面溫度變高,管子里面基本沒什么壓力,導致制動液變成氣體因此失去其作用,管子里面有氣泡產生;制動間除過大或過小;制動鼓和摩擦片之間沒有很好地連接,啟動時摩擦力矩變小;當水或是一些油漬弄到了摩擦片上會直接影響摩擦片的工作性能,摩擦系數就會馬上變低,造成剎車不靈敏;制動主缸、輪缸皮碗或者其他零件出了問題,制動管路里壓力不夠,有液體的滲漏現象,導致不能及時有效的制動。處理辦法:應有規律的檢查制動管路,防止液體湘出、加入只制動的液體、保持管路通暢。修理時,要把制動輪缸的空氣完全除去然后再添加制動液,將制動間隙調成標準的規定,就是把棘輪撥動,讓將制動蹄全部伸展開,讓縫隙變小直到達到規定標準。用汽油擦拭洗滌摩擦片,然后用噴燈加熱烘干,讓里面的油滴出來,如果不斷有油滴出來就要及時更換了。

(2)只有一邊制動。可能原因:由于兩邊的制動器的工作時的縫隙不一樣或者是制動時的接觸面積不一樣。制動時,期中一個摩擦片先與制動鼓接觸先工作起來,但是另一個摩擦片因為與制動鼓之間的問隙不對,所以運行的就會稍微慢一點,與之前的那個摩擦片之間產生了時間的差距;同一邊的制動器的制動力矩并不相同,導致兩邊的車輪個轉得快一個轉得慢;一邊的懸架或者車身底板變形;前面懸架的彈簧彈力部分失效以及車架等相關零件在汽車制動時作用不協調或者互相影響;車輪的定位出現了錯誤或者是輪胎使用程度不同。處理辦法:兩邊的車輪個轉得快一個轉的慢時,這大多是因為一邊的制動輪缸有油漏出來了、油和水使摩擦片被污染、摩擦片的粗糙程度不同,兩邊輪胎的壓力也不同等原因造成。修理辦法是把摩擦片上的油漬清理干凈一般情況下,用汽油擦拭、確保輪胎氣壓相同且正常、將滲透的地方修理好。檢查輪胎充氣問題以及懸架車身變形問題,并加以修正。