新能源汽車動力系統的維護與保養探析

李東旭　宋海東　張忠義　郭向榮

摘 要：新能源汽車由于節能環保的突出優勢而快速發展。新能源汽車主要由動力電池提供能源、由電機驅動汽車行駛，是新能源汽車動力系統的核心。針對新能源汽車進行維護保養，可以保障汽車正常運行，延長汽車的使用壽命，確保駕駛員的生命安全。通過歸納新能源汽車車身、電氣、底盤的維護保養，對比常規內燃機汽車維護保養的內容，總結新能源汽車電池、電機、充電系統的維護保養事項，歸納維護與保養作業的準備工作，為相關從業人員提供技術參考，具有一定借鑒意義。

關鍵詞：新能源汽車 動力電池 驅動電機 充電系統 維護保養

Investigating the maintenance of the power system of new energy vehicles

LI Dongxu Song Haidong Zhang Zhongyi Guo Xiangrong

Abstract：New energy vehicles have developed rapidly due to the outstanding advantages of energy conservation and environmental protection. New energy vehicles are mainly powered by batteries and driven by motors， which are the core of the power system of new energy vehicles. The maintenance of new energy vehicles can ensure the operation of vehicles， prolong the service life of vehicles， and ensure the safety of drivers. By summarizing the maintenance of new energy vehicle body， electrical and chassis， comparing the contents of conventional vehicle maintenance， summarizing the maintenance matters of new energy vehicle battery， motor and charging system， summarizing the preparation work of maintenance， providing technical reference for relevant practitioners， which has reference significance.

Key words：New energy vehicle; Power battery; Driving motor; Charging system; Servicing and maintenance

1 前言

由于低碳環保理念獲得了人們的普遍認同，加之石油短缺、環境污染、溫室效應的問題，新能源汽車發展前景非常寬廣，我國新能源汽車產業駛入了高速發展的黃金期。

國家高度重視新能源汽車產業的發展，提出了高瞻遠矚的發展戰略。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要指出，未來將聚焦新能源汽車等戰略新興產業，提高新能源汽車核心技術的自主研發水平。國家積極推廣新能源汽車的應用，實施一系列優惠政策鼓勵企業研發新能源汽車技術，扶持上下游產業鏈布局，加強新能源汽車的自主生產制造，擴大新能源汽車的市場規模，拉動產業經濟保持飛速增長，新能源汽車未來仍然持續保持良好發展態勢，穩定在產業發展黃金時期[1]。

據中國汽車工業協會公布，2022年我國新能源汽車生產705.8萬輛、銷售688.7萬輛，連續8年蟬聯世界第一，我國名副其實成為新能源汽車產銷大國，越來越多人們推廣并使用新能源汽車，新能源汽車取代傳統汽車是大勢所趨[2]。

2 新能源汽車的維護與保養

2.1 新能源汽車維護與保養目的、意義

汽車維護與保養主要是檢查汽車駕駛性能，保障汽車維持在最佳工況，防止發生交通事故，保障人員的生命安全。

傳統汽車維護保養的技術成熟，如何針對新能源汽車進行維護保養是很多汽修人員面對的難題。汽車動力電池、電機構成新能源汽車動力系統核心，新能源汽車采用鋰離子電池、氫氣等新型能源來取代傳統汽車使用的汽油、柴油等化石燃料，采用驅動電機代替內燃機為汽車提供動力，可以避免由于非可再生能源枯竭導致能量匱乏的問題，節約自然資源[3]。汽車在行駛過程中不會產生毒害氣體的排放，防止霧霾產生，降低溫室效應，保護環境。采用新型結構、新技術，與傳統汽車結構既有相同、又有差異。采用無極變速系統替代傳統汽車變速系統，采用線控制動技術、線控轉向技術提高汽車行駛性能，制動能量回收技術進一步提高了汽車續航里程，節約能源。

未來新能源汽車越來越普及，需要更多的專業汽車維修人員熟悉新能源汽車的維護作業流程，掌握新能源汽車動力系統結構與常見維護保養技巧。為新能源汽車的正常運轉保駕護航。

2.2 新能源汽車維護與保養要點

新能源汽車常規項目的維護與保養與傳統內燃機汽車要求相同，主要內容如下所述。

（1）車身方面的維護保養，包括檢查汽車外觀，確保車身無破損，車窗正常升降，車漆完好無污垢，日常保養時可以選擇中性清洗劑對車身進行清潔，防止污垢和動植物殘留物對車身造成腐蝕。

（2）電氣方面的維護保養，例如檢查汽車照明系統，確保信號燈正常，保障汽車夜間安全行駛。檢查雨刮是否完好，運轉正常，橡膠無老化破損。檢查汽車空調系統，定期清理更換空濾，補充制冷劑。

（3）底盤方面的維護保養，例如檢查輪胎胎壓是否正常，如果輪胎超過使用周期要及時更換。檢查并更換潤滑油，避免污垢對機械部件造成磨損、發生銹蝕，降低使用壽命。檢修更換汽車常見的易損件，確保汽車制動、轉向系統安全可靠。檢查傳動軸，確保無異響、開裂等現象。

新能源汽車除了進行常規的汽車維護保養項目外，還要進行定期維護保養，通常每半年或一萬公里進行一次一級維護、每一年或兩萬公里進行一次二級維護[4]。

3 新能源汽車動力電池的維護保養

3.1 新能源汽車動力電池

新能源汽車采用的動力電池主要以化學電池為主，包括鉛酸蓄電池、堿性電池、鋰離子電池。鉛酸蓄電池問世悠久、技術成熟、性價比高，廣泛應用于各類動力設備，其缺點是比能量較小、使用壽命較短，不適用續航里程遠的新能源汽車。鎳氫電池是目前應用最廣泛的堿性電池，它的比能量、循環壽命優于鉛酸蓄電池，但是其存在記憶效應。鋰離子電池比能量大、續航里程長，循環壽命長，因其突出的優勢近年來快速發展壯大，廣泛應用于新能源汽車作為動力源[5]。

鋰離子電池目前主要包括鈷酸鋰、錳酸鋰、三元鋰、磷酸鐵鋰幾類，我國新能源汽車市場份額較大的比亞迪電動汽車采用的電池主要材料為磷酸鐵鋰電池，該鋰離子電池相比較其它鋰離子電池性價比高、電池循環使用壽命長、功率密度大、安全性能優良、高溫穩定性好[6]。

3.2 動力電池的維護保養

動力電池為汽車提供能量，如果出現故障，汽車將無法行駛，因此需要定期對電池進行維護與保養。

維護時主要檢查動力電池外觀是否有磕碰、漏液、出現裂紋等現象，如果電池外殼出現破損、滲漏問題要立即進行檢修。檢查電池與底盤是否連接可靠，如有松動、異響應及時修復。注意檢查接頭狀態，有污垢、銹蝕要及時清理，防止接觸不良引發事故。檢查各連接件如有變形、松動等問題要及時更換。

電池管理系統BMS負責監測電池的狀態信息，能夠進行故障診斷報警并采取相應措施排除電池故障。BMS檢測鋰離子電池的電壓、電流、溫度等參數，如果出現異常，將啟動安全保護，防止電池發生事故。如圖1所示為鋰離子電池的檢測，維護BMS主要檢查供電線路是否正常，與整車控制器VCU的通信連接是否正常。

此外，日常使用中注意防止電池暴露在極端溫度環境中，外界環境溫度過高或過低，都會影響電池的使用壽命，嚴重時甚至能夠引發自燃、爆炸等事故。注意避免長時間加速行駛導致大電流持續放電，否則會影響電池的使用性能。汽車長時間不用，需要定期檢查蓄電池電壓，保證蓄電池電壓處于安全范圍。

4 新能源汽車充電系統的維護保養

動力電池的電能來源于外網電源，通過充電系統提供。如果充電系統發生故障，例如針腳斷裂、虛連，線路老化引發短路、斷路等故障都會影響充電系統正常運行。充電設備根據使用場所包括兩類：大型服務區或停車場普遍建設充電站，采用380V交流電；家用充電設備包括充電樁、車載充電器等，采用220V交流電。

充電系統的維護主要監測系統運行時的電流、電壓、溫度，如果溫度過高或過低，或者電流超過安全值都會引發充電系統不能正常工作。充電前應檢查充電指示燈是否正常，如果異常首先排查保險是否熔斷，再進一步排查插頭是否松動導致不能充電。充電環境溫度保持在-20℃～60℃，保證系統正常充電。充電場所保持陰涼通風有利于汽車電池組散熱，防止溫度過高。充電電源電壓保證穩定，避免用電功率過大，否則容易引發充電中斷。

5 新能源汽車驅動電機的維護保養

5.1 新能源汽車驅動電機

傳統汽車采用內燃機驅動汽車行駛，不可避免排放大量有毒有害氣體。電機使用電能驅動汽車運行，高效環保、質量輕、體積小、維修方便、可以實現制動能量回收，具有突出的優勢。目前新能源汽車廣泛使用永磁同步電機、永磁異步電機。永磁同步電機因其效率高、功率大、調速好、體積小、重量輕等優點，是目前最廣泛使用的汽車驅動電機，如圖2所示為永磁同步電機。和永磁同步電機相比，永磁異步電機效率略低，調速性能不佳，不適用于大功率、低轉速場合，但是其成本低、結構簡單、維護方便，仍然被部分車型所采用[7]。

5.2 驅動電機的維護保養

驅動電機的日常維護保養主要檢查電機外觀是否完好，沒有銹蝕、污垢、裂紋、變形，運行后是否有異響，發現異常應及時排除。檢查電機定子絕緣阻值是否符合標準，防止短路、斷路引發異常。電機控制器MCU接收VCU指令，控制電機正常運轉，如圖3所示為MCU的檢測。注意檢查驅動電機和MCU冷卻液，確保電機運行時及時散熱，若溫度超過140℃電機將無法正常運行。使用電機測功機測試電機輸出轉矩、轉速、輸出功率等性能。檢測MCU供電與通信線路，避免駕駛員指令不能傳達，確保電機運行時的電流、轉速等參數及時反饋到控制系統。

6 維護與保養作業的準備工作

6.1 維護保養的工位準備

安全整潔的工位有利于維護保養作業的順利開展。在維護保養作業前，要設置并檢查安全警戒線，防止無關人員誤入到作業區內，引發安全事故。同時要安放安全警示牌，提醒附近人員該工作區域內正在進行高壓作業，非工作人員嚴禁入內。檢查滅火器材是否完好，保證滅火器壓力指針處于表盤綠色區域范圍之內，防止意外情況發生，避免生命和財產發生損失。檢查汽車舉升機是否正常，液壓油處于安全值，支車橡膠墊沒有破損，舉升機運行可靠無異響。檢查維護工具，組合工具箱齊全，測試儀器良好可靠，輔助設備齊全，整理好工位。

6.2 維護保養的車輛準備

車輛準備工作主要包括放置安全擋塊，鋪設車內五件套、車外三件套，鋪設絕緣地墊等作業。將擋塊放置在車輛的左前輪和右后輪位置，防止在維護作業時車輛發生滑動撞傷人員引發安全事故。分別鋪設前擋、左翼子、右翼子板布，車內放置好地墊、方向盤保護套、座椅保護套、檔桿保護套、手剎保護套，用于在維護作業時避免污染弄臟車輛，保持車輛的干凈整潔。

新能源汽車與傳統汽車的重要區別在于使用高壓電源，因此在維護作業時一定要鋪設絕緣地墊，防止作業人員發生觸電危險引發安全事故。鋪設完絕緣地墊要及時檢查地墊與地面絕緣性，戴好絕緣手套，使用專用絕緣測試儀，根據新能源汽車動力電池電壓，選擇500V電壓檔，測試地墊、地面之間阻值應保證絕緣等級良好。

6.3 作業人員的準備工作

新能源汽車作業人員除具備汽車維修工職業資格證書外，必須獲得新能源汽車系統維護與保養作業培訓，考核合格獲得相應證書后方可對新能源汽車進行作業。

作業人員進行新能源汽車高壓電氣部分檢查前，必須做好人員自身防護，主要包括以下項目。檢查佩戴護目鏡，護目鏡應外觀無破損、鏡片清晰，佩戴無晃動不脫落，防止作業時金屬飛屑、有害液體等誤傷工作人員眼睛。檢查并佩戴安全帽，安全帽絕緣等級符合安全要求，外觀無破損，佩戴合適無晃動，防止頭發卷入機器以及高空墜物砸傷人體頭部。檢查并穿戴高壓防護手套，手套絕緣等級符合高壓作業要求，人工檢查手套無漏氣方可使用。作業人員應穿戴工作服、絕緣鞋，做好個人防護是保障生命安全、進行新能源汽車維護作業的必要前提。

7 總結

新能源汽車動力系統的維護與保養關乎駕駛員的生命安全，良好的維護保養作業可以延長汽車的使用壽命，保證車輛安全可靠運行，提高電能使用效率、節約能源，因此對動力系統進行維護保養具有積極的意義。隨著新能源汽車的快速推廣，亟需更多的新能源汽車維護保養作業人員。

新能源汽車與傳統內燃機汽車相比，新能源汽車的動力系統使用動力電池、驅動電機，因此其維護與保養比較傳統汽車有更高的要求。通過總結歸納新能源汽車車身、電氣、底盤的維護與保養，重點分析了新能源汽車動力電池、BMS、充電系統、驅動電機、MCU的維護與保養，同時總結了新能源汽車維護與保養作業的準備工作，為相關從業人員提供技術參考，避免發生安全問題引發事故具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]國務院. 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要[EB/OL].2021.

[2]中國汽車工業協會. 2022年汽車工業產銷情況[EB/OL].2023.

[3]顏樂平，成姿，周常飛等.電動汽車的發展現狀與未來趨勢分析[J].電工技術，2019，No.508（22）：148-149.

[4]李志國，秦嘯.探究電動汽車維護內容及技術標準[J].內燃機與配件，2020（20）：135-136.

[5]關云霞，梁晨.新能源汽車技術[M].北京：機械工業出版社， 2018.

[6]吳明山.新能源汽車技術發展現狀和趨勢分析[J].山西青年，2019（09）：180.

[7]陳新，潘天堂.新能源汽車技術[M].南京：南京大學出版社， 2019.