新能源汽車動力電池故障診斷及排除流程探究

中圖分類號：U469.7 收稿日期：2025-05-23 DOI： 10.19999/j.cnki.1004-0226.2025.08.026

Discussion on the Diagnosis and Troubleshooting Process of New Energy Vehicle Power Battery Failure

Li xiaoqiang Zhang hongyu Gansu Institute of Mechanical amp; Electrical Engineering，Tianshui 741ooo，China

Abstract：Powerbateriesare thecorecomponentofnewenergyvehicles，and theirreliabilitydirectlyimpacts thevehicle'sower performace，economy，andsafetyRapidlyandaccuratelydiagnosingandrepairingpowerbateryfaultsisacriticalchalengethat needstobeaddressed.Thispaperfousesonthediagnosisandmaintenanceofpowerbateriesinnewenergyvehicles.Itanalyzescommonfaulttypesandcharacteristics，exploresdiagnostictechniques，outlinesoeratioalstandardsforfaultrsolution，igightskey maintenaceconsiderations，andsummarizesandlooksforwardtothedevelopmentofpowerbateryfaultdiagnosis tchnology，roviding acomprehensive and systematic reference solution forthe maintenance of power bateries innew energy vehicles.

KeyWords：New energy vehicles;Power bateries;Faults;Diagnosisand troubleshootingprocess

1前言

在目前世界能源危機和環(huán)境保護形勢的影響下，新能源汽車具備低排放、高效率等特點，是未來汽車行業(yè)發(fā)展的必然方向[1-2]。近年來，新能源汽車在動力電池領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得不少成果，能量密度不斷提高，成本也在逐步降低。由于動力電池在新能源汽車上的使用，其故障問題的困擾也日益彰顯，不僅會導(dǎo)致整車性能的下降，甚至還會造成行車安全事故[3]。因此，如何快速準確地診斷和排除動力電池故障仍然是當下乃至將來必須要解決的一個難題。

2動力電池系統(tǒng)常見故障類型及特征

由于受使用環(huán)境、使用強度、維護保養(yǎng)等方面的影響，新能源汽車動力電池系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)的故障類型各有不同，但常見的主要故障類型可歸納為電壓類故障、溫度類故障和電池管理系統(tǒng)（BMS）故障等[4]。詳見表1。

3動力電池故障診斷技術(shù)體系

目前常用的新能源汽車動力電池故障診斷技術(shù)主要包括傳統(tǒng)診斷法、智能診斷技術(shù)和實驗室精密檢測技術(shù)。

3.1傳統(tǒng)診斷方法

傳統(tǒng)診斷法是新能源汽車動力電池故障診斷的基礎(chǔ)檢測流程，能初步排查新能源汽車動力電池的常見故障，為進一步的維修提供依據(jù)[5]。該方法主要結(jié)合動力電池基礎(chǔ)理論知識和實踐經(jīng)驗，檢查元件外觀，借助萬用表、絕緣測試儀等常用工具測量元件電壓、電阻、溫度、絕緣性等參數(shù)，從而分析判斷動力電池故障點，制定故障排除方案。具體診斷方法詳見表2。

3.2智能診斷技術(shù)

人工智能技術(shù)的引入，使得新能源汽車動力系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)更具智能性和預(yù)防性6。對于新能源汽車而言，基于智能診斷的故障診斷技術(shù)已經(jīng)在動力電池方面得到了越來越多的應(yīng)用，而且這種診斷方式可以更好地滿足新能源汽車動力電池的故障檢修要求，特別是其對于BMS數(shù)據(jù)挖掘以及上位機軟件的應(yīng)用（詳見表3）。

表1新能源汽車動力電池系統(tǒng)常見故障類型及特征

表2動力電池診斷方法及故障判斷依據(jù)

表3智能診斷技術(shù)及其操作

3.3實驗室精密檢測技術(shù)

精密檢測技術(shù)實驗對新能源汽車動力電池的故障診斷提供了深層次和精準的故障信息，目前行業(yè)內(nèi)所使用的精密檢測技術(shù)有充放電循環(huán)測試、氣密檢測等專業(yè)檢測手段（詳見表4）。

表4實驗室精密檢測技術(shù)應(yīng)用

4動力電池故障診斷排除操作規(guī)范

4.1基礎(chǔ)故障排除流程

基本故障的排除是新能源汽車動力電池故障檢測排除流程中重要的基礎(chǔ)組成部分，用于電池性能及安全性的維護，包括電壓校準、均衡維護、連接部位的緊固以及雜物的清除等7]。

a.電壓校準。

BMS需進行電壓校準才能保證獲取準確的電池的電壓信息。首先斷開車輛電源，使電池處于穩(wěn)定狀態(tài)，使用高精度方用表測量電池組中每節(jié)單體電池的電壓真實值。通過BMS的校準功能，將測量出來的電壓值輸入BMS進行校準，完成校準后再次測量每節(jié)單體電池的電壓，并且校準之后每節(jié)單體電池的電壓應(yīng)與測量結(jié)果保持一致。

b.均衡維護。

均衡維護就是為了使電池組中的每一個單體電池電量都一致，保障蓄電池的性能。均衡維護之前，首先給電池做一次充放電循環(huán)，使電池達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)，然后選用專業(yè)的電池均衡設(shè)備，將其連接在電池組上，參照設(shè)備的操作說明，設(shè)置好均衡參數(shù)，包括均衡電流、均衡時間等，然后打開均衡設(shè)備，啟動電池均衡維護。維護過程中，要注意維護裝置的運行狀態(tài)以及電池的電壓情況，均衡結(jié)束之后，再次測量每個單體電池的電壓，判斷單體電池電壓之間的差異是否正常。

c.連接件緊固與異物清理。

接插件緊固不牢會影響電池系統(tǒng)接觸的可靠性，影響電池性能與安全性。采用適合的工具對電池組的接插件進行逐一緊固。在接插件緊固過程中，應(yīng)查看接插件的表面是否有氧化、腐蝕等情況，必要時進行清除處理。同時將電池系統(tǒng)周圍雜物、灰塵等清除干凈，避免影響電池系統(tǒng)正常工作[8]。

4.2熱失控應(yīng)急處理

當新能源汽車動力電池出現(xiàn)高溫報警時，應(yīng)及時采取正確的應(yīng)急處理措施，有效避免熱失控風(fēng)險升級，保障人員和車輛安全。

a.斷電與隔離操作。

在發(fā)生高溫報警時，駕駛者應(yīng)迅速、平穩(wěn)地將車輛停放在較為空曠且距離易燃易爆物、人群等危險區(qū)域較遠處，隨后快速關(guān)閉車輛電源，切斷整車的電氣與動力電池之間的連接，避免電流產(chǎn)生熱量，增加熱失控的概率；若具備切斷電源的必要條件，則斷開動力電池與整車電器、車廂內(nèi)其他部件的連接，采用絕緣物體隔離電池組及其他部件，切斷熱傳播，避免周邊其他部件受熱。

b.冷卻系統(tǒng)重啟。

如果出現(xiàn)冷卻系統(tǒng)工作異常時，在保障工作人員安全的前提下，可以試著重新開啟冷卻設(shè)備。查看冷卻系統(tǒng)是否有正常的電源供給，如果是因為高溫報警等保護系統(tǒng)切斷電源，試著重新開啟。查看冷卻系統(tǒng)的運行是否正常，例如水泵運行是否正常，冷卻液循環(huán)是否正常。如果無法重啟時，應(yīng)立即與專業(yè)修理人員聯(lián)系。

c.泄漏應(yīng)急處置。

當發(fā)現(xiàn)電池電解液溢漏時，應(yīng)盡快遠離電池，防止吸入有毒氣味，在安全距離設(shè)置警戒標識牌防止人員靠近。由于電池電解液具有腐蝕性和毒性，切勿自行清除溢漏的電解液，應(yīng)立即聯(lián)系具有處理危險廢物資質(zhì)的專業(yè)工作人員進行處理[9]。

d.滅火器材選用。

熱失控引發(fā)火災(zāi)時，可以選擇使用二氧化碳滅火器、干粉滅火器等滅火器，此類滅火器可以撲救電氣火災(zāi)，不會損壞電池。不能選擇水基滅火器，因為水會導(dǎo)電引起觸電事故，甚至與電池中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)起火。在滅火時，應(yīng)該站在上風(fēng)位置，滅火器的使用方法需嚴格按照正確規(guī)范使用。

4.3電池組更換標準

在新能源汽車使用過程中，當動力電池電芯退化到一定程度時，需要將電池組進行更換，來滿足車輛的性能與安全需求。電芯性能退化判定通常以電池的健康狀況（SOH）為依據(jù)，當SOH在 80% 以下時，電池的實際容量已嚴重下降，不能夠滿足車輛實際使用需求，此時應(yīng)該對電池組進行更換。

5動力電池維保核心注意事項

5.1安全防護要求

a.必須佩戴好個人安全防護裝備。

佩戴個人安全防護用品是保障維修人員安全的重要措施。在動力電池維修前，維修人員必須穿戴符合要求的絕緣手套、絕緣鞋、安全帽和防護眼鏡等裝備，保障維修人員的操作人身安全。

b.高壓斷電操作順序要正確。

動力電池維修前，必須嚴格按照規(guī)定的步驟進行高壓斷電操作。首先，關(guān)閉車輛的啟動開關(guān)，等待一段時間，讓高壓系統(tǒng)中的電容放電，確保電壓降至安全范圍；然后，先斷掉低壓蓄電池的負極和正極連接；接著，斷開高壓高壓維修開關(guān)或配電箱的高壓母線，徹底切斷高壓電源；最后，拆除其他高壓電纜和低壓線束。若操作順序錯誤，可能會導(dǎo)致觸電事故。

c.控制作業(yè)環(huán)境相對濕度及溫度。

在進行動力電池維修作業(yè)時，務(wù)必保持環(huán)境相對濕度和溫度處于安全范圍（相對濕度在 40%～60% ，溫度在 20～30^°C 之間），否則，濕度過高將引起電氣設(shè)備絕緣性能的下降，導(dǎo)致觸電危險，過高或過低的溫度對電池性能和安全都將造成不利的影響。

5.2數(shù)據(jù)管理規(guī)范

規(guī)范的數(shù)據(jù)管理有助于準確診斷新能源汽車動力電池故障和提升維修效率。

BMS會在動力電池發(fā)生故障的情況下，自動生成故障代碼，并存儲到系統(tǒng)里，這些代碼記錄了故障類型、故障出現(xiàn)的時間等信息，維修人員通過一些專業(yè)設(shè)備就可以讀取，從而達到快速診斷故障[1o]。

定時備份電池的電壓、溫度、充/放電次數(shù)等信息，并形成電池使用的歷史數(shù)據(jù)。通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)電池性能變化趨勢、預(yù)測電池可能存在的故障。

對每次檢修的具體內(nèi)容，如發(fā)生的故障、檢修的方法、檢修的部件等進行電子化存檔，方便查詢統(tǒng)計，并可供以后的檢修和改進提供參考，確保檢修工作的可溯性，避免隨機性。

5.3設(shè)備維護要點

在實際維修作業(yè)過程中，良好的設(shè)備狀態(tài)是保證診斷結(jié)果準確性的前提保障。例如對于常用的診斷儀器萬用表、絕緣測試儀等，應(yīng)至少每半年進行一次校準，校準時利用標準信號源，測量出的儀器值與標準值比較，看是否在允許范圍之內(nèi)，否則要進行調(diào)整校準。又如對于上位機軟件，需時刻關(guān)注軟件開發(fā)者提供的軟件版本更新信息，并及時更新軟件版本。但在保證軟件版本的同時也要注意需提前備份數(shù)據(jù)，以防數(shù)據(jù)丟失。

6結(jié)語

隨著新能源汽車的發(fā)展，動力電池故障診斷技術(shù)向智能化、精準化、高效化發(fā)展，傳統(tǒng)診斷技術(shù)與智能診斷技術(shù)相結(jié)合，實驗室精密檢測技術(shù)的發(fā)展，使動力電池故障診斷更加快速準確。固態(tài)電池等新技術(shù)的出現(xiàn)，為動力電池維修體系帶來新的挑戰(zhàn)及機遇。由于固態(tài)電池比液態(tài)電池能量密度高、更安全，其故障診斷、維修方式也將面臨新問題，從而要求維修技術(shù)人員通過不斷學(xué)習(xí)、掌握新技術(shù)來應(yīng)對未來動力電池維修系統(tǒng)的新變化。

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作者簡介：李小強，男，1987年生，副教授，研究方向為汽車專業(yè)的教學(xué)。