新能源汽車電池核心技術故障診斷與排除方式

張鵬霄

摘要：新能源汽車行業為獲得市場占有率，高度重視電池核心技術研發，不斷取得技術突破。但新能源汽車電池核心技術在絕緣、電壓、充電等方面也暴露出諸多故障性問題，研發者應積極改善并解決這些問題，促進新能源汽車產業的可持續生態發展。鑒于此，基于推動新能源汽車發展的目的，圍繞電池核心技術問題，總結了電池核心技術的故障診斷與排除方式，以供相關從業者與研究者參考。

Abstract： In order to gain market share， the new energy automobile industry attaches great importance to the research and development of battery core technologies and continues to make technological breakthroughs. However， the core technology of new energy vehicle batteries also exposes many failure problems in terms of insulation， voltage， charging， etc.， and developers should actively improve and solve these problems to promote the sustainable ecological development of the new energy vehicle industry. In view of this， based on the purpose of promoting the development of new energy vehicles， around the core technical problems of the battery， the fault diagnosis and troubleshooting methods of the core battery technology are summarized for the reference of relevant practitioners and researchers.

關鍵詞：新能源汽車;電池;核心技術;故障;診斷;排除

Key words： new energy vehicle;battery;core technology;malfunction;diagnose;exclude

中圖分類號：U464.12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0126-02

0? 引言

綠色出行與節能環保已成為時代發展主題。隨著節能減排政策力度的不斷加強，新能源汽車的市場占有率與保有量逐步擴大。電池開發是新能源汽車的核心技術，電池核心技術必將影響新能源汽車產業的發展速度。但目前新能源汽車電池存在顯著的技術故障，嚴重制約著新能源汽車產業的健康發展。如果新能源汽車電池出現問題，那么就可能直接影響到汽車的安全駕駛，嚴重者會發生爆炸、起火、觸電等安全事故。此外，也可能導致汽車無法啟動、充電等問題，嚴重威脅到駕駛員的生命財產安全。基于此，如果要想從根本上上提升新能源汽車的使用性能，強化新能源汽車的市場競爭力，就需要不斷對電池核心技術進行創新開發，有針對性地解決目前存在的各項問題，從而促進新能源汽車的可持續發展。

1? 新能源汽車電池核心技術的研究背景

新能源汽車改變了大眾的駕駛習慣，自上市以來就獲得大批用戶青睞。從首批新能源汽車駕駛員反饋情況來看，有關電池問題的反饋頗多。使用新能源汽車，就意味著需要充電，所以需要安設充電樁，但目前充電樁尚未真正普及，影響到汽車的體驗感。還有一些新能源汽車對充電樁有著嚴格要求，讓駕駛員面臨著更多挑戰。與此同時，隨著駕駛時長的不斷增加，也需要面對更換電池的問題。推動新能源汽車產業的發展，還急需強化電池核心技術的研究，提高續航力與安全性，增加電池壽命。除此之外，新能源汽車電池核心技術故障主要包括絕緣、電壓、充電等方面的問題，這些故障會導致電池組內壓強與溫度升高，從而引發電池熱失控。[1]為了預防安全事故，目前研究者從車載端與云端展開電池故障診斷與排除工作。如圖1所示，新能源汽車電池核心管理系統（BMS）通過對電池組的電壓、電流與溫度進行監測，預估電池的健康性（SOH）與充電性（SOC）來保障電池安全。

2? 新能源汽車電池核心技術問題

充電難。新能源汽車包括有限傳導、無線感應與更換電池三種充電方式。與傳統燃油車相比，有限傳導式的充電時間更長;無線傳感在充電時損耗較大，經濟性與便捷性欠佳;電池更換式也僅僅適合小型車，對大型車并不適用。而太陽能充電板在現實使用中發電效率低，陽光充足時的續航也僅有幾公里，并且還有一定的安全隱患問題。

續航短。與傳統燃油車相比，新能源汽車的最大差異就在于能源，即便新能源汽車具有不排放污染氣體、對環境友好等特點，但由于技術并不成熟，電池密度低，傳統燃油車在行駛中僅需要一次充電，而新能源汽車的充電次數可能就需要三次以上，而且充電地點較為固定，充電時長較短，嚴重影響到新能源汽車的正常使用。

技術弱。與國際新能源汽車產業相比，我國新能源汽車發展整體水平欠佳，即便個別技術處于領先地位，但也僅掌握在小部分企業之中，大部分企業的技術水平無法達到大眾用車需求。[2]大多數新能源汽車生產商始終對先進技術進行模仿或改裝，但這些產品也的確存在適應性差、尺寸不符等問題，對新能源汽車的正常發展產生了負面影響。

3? 新能源汽車電池核心技術故障診斷與排除

如表1所示，新能源汽車電池核心管理系統（BMS）具有諸多功能，其常見技術故障包括絕緣故障、電壓故障、預充電故障以及無法充電故障等。

3.1 絕緣故障診斷與排除

電壓采集線損壞與電池箱短接、高壓線損壞與車體短接、接插件內芯與外殼短接均會導致絕緣故障產生。第一，當電池箱進水或電池漏液時，應對電池箱內部進行干燥清理，如果電池無法正常使用，就需要立即更換電池。第二，當高壓負載漏電時，應迅速斷開充電機、空調、PCU等設備，直到發現故障原因，并對故障位零部件維修或替換。第三，當高壓線或連接器損壞時，應用兆歐表測量確定故障位置，并對問題部件維修或替換。第四，當高壓板檢測出現誤差，應首先確定高壓板是否出現故障，并及時進行配件更換。

3.2 電壓故障診斷與排除

如果電壓出現故障，就需要從五方面考慮：第一，電池欠壓。一般出現此問題需要用萬用表對電池電壓進行準確測量，并將測量值與監控電壓值對比，如果偏差較大，就能判定是電池的問題，此時可以考慮更換新電池。第二，采集線端口松動。如果采集線固定栓松動，會導致單體電壓采集不準。此時應對采集端口輕輕晃動并確認接觸故障，及時更換或加固采集線。第三，采集線保險絲故障。對保險絲測量得到精確阻值，如果超出一兆范圍，就能判定保險絲出現問題，此時需要及時更換保險絲，確保行駛安全。第四，從板故障。懷疑從板出現問題可對電壓進行測量，將電壓測量值與采集電壓值對比，若結果不一致，而其他從板電壓測量值與采集電壓值處于正常狀態，那么就可以判定從板出現問題，此時應仔細研究故障數據，及時更換從板。[3]第五，高壓回路連接失常。用萬用表對點總壓與監控總壓檢測，對二者數據進行比較，如果發現問題所在，就需要對螺栓、開關等部件進行檢查，發現問題及時維修或替換。

3.3 預充電故障診斷與排除

預充電故障一般表現為四方面：第一，外部高壓件故障。如果預充電出現問題時，會出現斷開總正負后預充電成功，那么需要分段檢查高壓接線盒與電源控制器（PCU），最終確定原因并合理解決。第二，高壓板外部總壓故障。此時需要替換高壓板，并再進行預充電，如果成功就可以判定時高壓板的問題。第三，主板無法及時閉合預充電繼電器。出現此問題時要及時檢查預充電繼電器的電壓值，如果沒有達到12V的標準，就可再更換新主板后進行預充電，如果能夠充電，那么故障就能完全鎖定在主板之上。第四，預充電阻出現故障。如果檢測后發現預充電阻異常，就需要即刻更換配件，確保新能源汽車的正常行駛。

3.4 無法充電故障診斷與排除

導致新能源汽車無法正常充電有多方面原因，其中電池故障可以概括為：第一，充電機與主板無法正常連接。如果對CAN總線數據檢測發現異常，要檢查線路損壞與接插件接觸不良問題，及時維修或替換。第二，充電機故障導致新能源汽車無法正常啟動。對于此種問題，應及時更換充電機并嘗試加載電壓，如果能夠正常充電，就可以判定充電機有問題。第三，新能源汽車電池核心管理系統（BMS）檢測到故障。監控綜合判斷故障因素并解決故障，之后能夠正常充電。第四，充電保險絲故障。此時可用萬用表檢測保險絲的通導情況，根據結果判斷保險絲是否存在問題，如果通導不正常就需要即刻更換保險絲，并嘗試能否正常充電。

4? 結語

綜上，電池核心技術的完善對新能源汽車產業發展具有重要意義。應不斷加大對新能源汽車電池核心技術的研發與投入，從池包、模塊、結構、電熱等方面對電池核心技術加以優化，不斷提升電池的使用性能與壽命，強化可再生資源的使用范圍，由此推進綠色出行理念，落實環保政策，從而減少傳統能源對生態環境的破壞，提高新能源汽車的占有率，推動我國汽車產業的可持續發展。

參考文獻：

[1]包科杰，路凌然.新能源汽車電池負極材料的制備與性能研究[J].無機鹽工業，2021（03）：54-59.

[2]張利雯.新能源汽車電機振動的故障監測與診斷研究[J]. 機械設計，2021（04）：150.

[3]楊小剛，王慧華.基于負載的新能源汽車充電樁控制系統設計[J].現代電子技術，2020（24）：131-134.