新能源汽車動力電池故障的診斷與維護分析

樊凱　楊麗杰

摘 要：科學技術的發展和硬件設備的更新，為新能源技術的開發和利用創造了有利條件，相關技術在不同行業中的應用日益深入，為我國的可持續發展做出了杰出的貢獻。新能源也逐漸成為很多行業的發展方向，新能源汽車是其中的代表，與傳統的汽車類型相比，新能源汽車的各項性能得到顯著提升，尤其是在環保性上，動力電池作為新能源汽車中的關鍵組成，關系到汽車的安全穩定運行，因此加強對該系統的診斷和維護分析很有必要。

關鍵詞：新能源汽車 動力電池故障 診斷 維護 分析

Diagnosis and Maintenance Analysis of Power Battery Faults for New Energy Vehicles

Fan Kai，Yang Lijie

Abstract：The development of science and technology and the update of hardware equipment have created favorable conditions for the development and utilization of new energy technology， and the application of related technologies in different industries has become increasingly deep， making outstanding contributions to the sustainable development of China. New energy has gradually become the development direction of many industries， new energy vehicles are one of the representatives， compared with the traditional car type， the performance of new energy vehicles has been significantly improved， especially in environmental protection， power battery as a key component of new energy vehicles， related to the safe and stable operation of the car， so it is necessary to strengthen the diagnosis and maintenance analysis of the system.

Key words：new energy vehicles， power battery failure， diagnosis， maintenance， analysis

1 引言

新能源汽車的發展不僅順應了低碳環保的發展主題，同時也能滿足當前的時代潮流。新能源動力汽車電池與新能源汽車之間的聯系較為緊密，有效規避動力電池的故障，有助于提高汽車運行的安全性和穩定性。在新能源汽車動力電池的開發中，涉及到材料學、熱力學和化學學等多個學科，加強對動力電池故障的診斷和維護，成為新能源汽車生產和維護中的一項關鍵性任務。

2 新能源汽車動力電池管理系統的概述

我國的新能源汽車起步時間比較晚，在早期規模并不完善，因此在新能源汽車的研發上還存在很多不足和問題，近年來，歐美國家的新能源汽車進入全新的歷史發展階段，但是由于電池系統涉及到的技術較為復雜，包括能源管理系統、電池技術和電機驅動和控制技術等。為了保障電池的穩定運行，需要從電池生產、電池運輸和電池存儲等不同環境開展安全控制管理工作。結合新能源汽車的實際發展情況來看，石墨烯等新型材料在電池研發中的應用日益深入。

信息化技術和設備的應用為信息化管理的實現奠定了堅實的技術基礎，在新能源汽車中，一般都會配備動力電池管理系統，結合新能源汽車的發展來看，動力電池管理系統主要有以下幾項功能：首先對溫度進行控制，能夠結合不同應用場景下的負載，及時對電池溫度進行控制。避免電池出現溫度過高或者過低的情況，一旦電池管理系統出現了問題，就會對電池壽命和使用性能產生負面影響，嚴重時還會使得電池失去控制，引發一系列的安全事故；其次是對電池的一些關鍵性信息和參數進行實時監控，幫助專業的技術人員實時開展系統調節工作，也是提升汽車運行穩定性和安全性的有效舉措。

3 新能源汽車動力電池的工作原理及優缺點

3.1 工作原理

該類動力電池的工作原理相對較為簡單，實現對該類電池的有效應用，能夠幫助工程施工人員實現對能源成本的有效管控。在電力能源的發展初期，雖然有一些專業的技術人員開展了新能源電池的研發工作，但是受到電池材料和電池技術的阻礙無法推進。泡沫石墨烯等新型材料的應用為新能源汽車動力電池的工作注入了全新的活力。得益于石墨烯材料的特殊結構，能夠對鈉離子進行吸收，高效完成電池的充電和放電，對于提升電池運轉的穩定性和安全性有著巨大的幫助。

3.2 優缺點

新能源動力電池與傳統的汽車電池相比，在續航里程時間上得到了有效的提升，同時充電速度也實現了大幅的提高，之所以能夠減短電池的充電時間，主要得益于石墨烯材料的良好導電性。結合新能源汽車電池的后期維護工作來看，電池的循環性也得到了一定的提高。在經過7500次充電后，電池也不會發生什么較大的變化，即便是長期的使用，也不會對周邊的居民產生什么較大的負面影響，符合電池生產和使用的具體需求。通過相關的試驗可以得知，即便是在電池內塞入電鉆，也不會引發燃燒和爆炸等安全隱患，從長遠角度來看，也能夠有效降低電池的生產和維護成本。

4 新能源汽車動力電池的分類

4.1 燃料電池

燃料電磁能夠借助氧化劑和燃料之間的電級作用，將化學能轉變為電能，與傳統的蓄電池和充電電池相比，燃料電池不需要進行充電操作，同時蘊含的能量也更為龐大，后期的維護工作較為簡便，電池的使用壽命也得到有效的延長，電池的供電功率也有顯著的提升。結合電解質材料的不同，可以將燃料電池細分為質子交換燃料電池和堿性燃料電池，不同的燃料電池有著不同的適用場景，因此在電池故障的診斷和維護上也需要采取不同的應對策略。

4.2 蓄電池

蓄電池是保障汽車動力能源的一種位置動力源，可以細分為鋰電子電池和鎳鉻。結合鋰離子電池的實際發展情況來看，鋰離子電池的資源較為豐富，再加上成本也并不昂貴，因此在汽車電池生產中的應用較為廣泛。

5 新能源汽車動力電池維護與保養的現狀

5.1 無法匹配設計結構

在后期的電池維護和保養工作中，為了保障后期工作的穩步推進，首先要明確電池的內部設計結構，尤其是管理系統與電池系統設計結構之間的匹配性。一些汽車企業在新能源汽車的規劃中，無法充分符當前國內汽車企業的發展趨勢進行分析，從長遠角度來看，不僅影響了汽車行業的發展，同時也在無形中增加了電池檢修人員的工作壓力。

5.2 管理意識較為淡薄

合理的管理意識能夠為后期的管理工作提供正確的指引和導向，雖然新能源汽車的開發和應用關系到經濟社會的后期發展，但是相關電池正處于關鍵的起步階段，因此多數企業的管理人員都是將汽車的制造和管控作為日常工作中的重點。很多企業員工和領導層都忽略了動力電池維護和檢修工作的重要性，如何推進管理意識的轉變成為電池維護和保養工作中的關鍵任務。

5.3 電池技術水平較低

我國新能源汽車正處于關鍵的發展階段，因此電池技術水平相對較低，尤其缺乏對電池結構和電池性能的研究和分析工作。一些電池在設計和使用過程中無法契合大眾的實際需求，缺乏實質性的新技術，不僅無法設立具有權威性的電池評價標準，同時也會對動力電池的安全性和可靠性產生負面影響。

5.4 缺乏專業技術人才

專業技術人才能夠大幅提升電池維護和保養工作的針對性，對于提升電池的維護和保養質量有著重要的影響。但是結合我國相關行業的實際發展情況來看，專業性的技術人才相對較為匱乏，由于相關行業屬于一種新興產業，因此缺乏對電池保養人員和技術人員的指導工作，電池維護和保養人員缺乏對電池管理工作的正確認識和了解，導致在后續的電池檢修工作中，忽略了電池維護和保養工作的重要性。因此，推進綜合性專業人才的培養也成為新能源汽車動力電池維護和保養中的關鍵性任務。

6 新能源汽車動力電池的常見故障診斷與維護

6.1 預充電故障

預充電故障的成因較為多樣，主要可以細分為以下幾項：首先是主保險或者預充電阻出現了故障，在后期的檢測工作中如果發現預充電組或者預充電的主保險存在風險或者出現了異常，需要及時進行零部件的更換，能夠減少動力電池中的風險因素；其次，主板出現了故障，該種故障的成因主要表現為充電繼電器無法及時閉合，在后期的診斷工作中，要對充電繼電器的電壓進行測量和控制，如果沒有達到相關的標準和要求，可能就是主板出現了問題，需要及時對主板進行更換；第三，外部高壓部件故障，如果BMS預充電過程中出現了故障或者問題，可能就會出現斷開的情況，但是并不會對預充電產生影響，這時一般可以診斷為外部的高壓部件出現了故障，可以通過分段處理的方式對高壓接線盒等零部件和設備進行檢查，完成故障點的定位和處理工作。

6.2 溫度異常故障

溫度異常故障也是動力電池中較為常見的一類故障。鑒于該類故障的成因，主要有以下幾項：首先，考慮是BMS的硬件出現了故障，一般表現為相關的系統無法及時獲取相關的信息和數據，同時溫度傳感器的探頭線束能夠正常運行，這時一般考慮是BMS硬件出現了故障，在出現了該類故障后，要及時對相關部件進行更換，從而保障線路的穩定運行；其次，溫度傳感器出現了故障，溫度傳感器的故障需要進行排查，如果是單個溫度數據出現了問題，需要對對接插頭進行排查，如果并沒有出現故障，一般判斷為是傳感器出現了故障，需要及時進行檢修和更換；第三，連接線松動故障，通過對對接插頭部位的檢查，如果線路出現了脫落或者松動的情況，需要及時采取有效的加固措施，也能在短時間內解決相關故障。

6.3 電壓異常故障

電池管理系統出現電壓異常故障后，也會對動力電池的運行產生負面影響，針對該類問題的成因，首先考慮是采集線保險絲出現了故障，針對該種故障的診斷，一般需要安排專業的技術人員對保險絲進行測量和檢查，如果保險絲的阻值超過了額定標準，大多是保險絲出現了故障，需要及時進行更換；其次，從板故障，針對該類故障主要是通過電壓的測量來進行診斷，對采集電壓與測量電壓進行對比，如果出現了較大的差異，一般考慮是從板出現了故障；第三，電池欠壓故障，如果電池存在欠壓問題，會導致電壓出現異常，針對該類故障的診斷需要應用萬用表，對監控電壓值與測量電壓值進行對比，如果偏差較大，一般是電池出現了問題，需要及時對電池進行更換；最后，采集線段子故障，如果采集線端口出現了松動或者連接失常的情況，都會對單體電壓的采集結果纏身負面影響，這時可以借助輕搖法進行判斷，如果采集線出現了損壞的情況，及時進行更換，如果出現了松動的情況，采取相關的加固措施。

7 新能源汽車動力電池的維護和保養策略

7.1 開展定期檢測工作

合理的檢測工作能夠對動力電池中的一些潛在風險和隱患進行把握，有助于提升新能源汽車運行的穩定性和安全性，但是結合我國相關行業的實際發展情況來看，一些行業為了減少管理工作量，忽略了定期檢測工作的重要性。想要保障定期檢測工作的穩步推進，主要有以下幾項要點：首先，推進電池組的檢查工作，對電池的內部結構進行清理，避免電池內部存在灰塵等各類雜物，如果在檢查的過程中存在各類污染物，可以通過空氣壓縮法等多種方式進行清理，同時對電池組的外殼進行檢查，保障電池組外殼的完整性，尤其是裂紋和形變問題，對電池蓋和托盤之間的密封性進行控制，提升車身和電池的連接性，實際上也有助于提升電池運行的穩定性。

其次，安排專業的技術人員對電池的連接狀況進行分析和把握，保障極柱連接的穩定與安全，如果相關部件出現了腐蝕的情況，及時對相關零部件進行更換，避免電池組溫度導電帶和單體電池連接點之間的連接出現松動，在后期的充電過程中，要保證插頭接觸和插座之間的安全插入，避免出現脫落的情況。

最后對系統中的漏洞進行檢測，在大多數情況下，為了保證電池中電流的穩定性，一般需要將鋰電子電池組的電壓控制在300v左右，對于電力技術人員來說是一項嚴峻的挑戰。此外，日常維護工作的推進也顯得尤為重要，因為如果電池反復充電和更換，也會對其使用時間產生負面影響，這時需要聘請專業的電池維護和保養機構對動力電池進行修復。在日常的檢測工作中按照相關的管理方案推進管理工作，加強對電壓、電流等關鍵參數的把握，不僅能夠規避一些常見的電力故障，也能降低檢修成本。

7.2 加大科技研發力度

我國新能源動力電池的發展周期比較短，一些核心技術還需要依靠其他的發達國家，尤其是一些關鍵的零部件，伴隨我國科學技術的進一步發展，在零件自主研發領域中取得了一些成就，但是同發達國家之間還存在明顯的差距，加大對動力電池零件功能和質量的重視顯得尤為重要。

結合我國的動力電池的生產和養護工作來看，也具有一定的價格優勢，因此在提升購買量的過程中，不僅要延長使用時長，同時也要保障動力電池的各項性能。相關行業的工作人員要借助以往的經驗積累，明確動力電池研發、故障診斷和養護工作中的一些薄弱之處，有針對性地推進科技研發工作，不僅能夠減少電池故障診斷和維護中的一些風險因素，同時也能為后期的故障診斷和維護工作創造有利條件，對于我國新能源汽車行業的建設和發展有著重要意義。

7.3 推進專業人才培養

專業性技術人才的培養能夠為電池故障的診斷和維護奠定堅實的人才基礎，結合我國新能源汽車動力電池的研發和養護工作來看，專業性的技術人才較為匱乏，因此推進專業性技術人才的培養很有必要。針對專業性技術人才的培養，首先，要結合電池故障診斷和養護工作的實際需求，制定科學的人才培養計劃，有助于大幅提升人才培養工作的效率和質量；其次，借助信息化技術構建信息化學習和交流平臺，為不同專業性人才的溝通和交流提供高效的平臺，也是提升人才培養效率和質量的有效舉措；最后，推進不同企業之間的合作，因為不同企業有著不同的企業文化，在電池研發和生產技術上也存在一些差異，因此為相關人才提供更多的實踐機會顯得尤為重要，不僅要致力于維修技術和養護技術的發展，也要推進技術和理論的進一步融合。

8 結語

新能源動力電池作為新能源汽車中的關鍵部件，關系到整個汽車的行駛質量和行駛安全，針對不同類型的電池故障，需要采取不同的診斷和維護方法。相關技術人員在日常的電池維護工作中要發揮自身的能動性，緊跟行業和時代的發展腳步，加強對新型電力診斷技術和電力維護技術的應用，同時加強電池診斷和維護經驗的積累，為新能源汽車行業的發展提供保障。

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