新能源汽車動力電池壓差故障與維修技術(shù)

叢曉英

（無錫南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省無錫市 214081）

隨著新能源的出現(xiàn)和普及，新能源汽車逐漸成為汽車行業(yè)未來發(fā)展的主要發(fā)現(xiàn)。新能源汽車的最大特點就是利用可再生能源作為動力，不再依賴傳統(tǒng)能源，從根本上解決了為其排放所帶來的環(huán)境污染問題，大大減少了一次性能源的消耗與環(huán)境污染，這對我國節(jié)能減排工作有著非常積極的促進作用。為了加快新能源汽車的應(yīng)用與發(fā)展，必須要做好電池的研發(fā)與改進，在此過程中解決電池壓差的問題，并找到導(dǎo)致故障的原因是關(guān)鍵，唯有如此才能夠更好的促進維修技術(shù)的優(yōu)化與完善。

1 新能源汽車

新能源汽車是指一種新型能源汽車，其使用的燃料比較多樣，可以是非常規(guī)的動力燃料，也可以使用常規(guī)燃料，其動力裝置比較新，并且動力控制與驅(qū)動技術(shù)相對先進。當(dāng)前市場中，新能源汽車類型主要可以分成四種，分別是混動汽車、純電汽車、采用燃料電池的電動汽車、采用其他新能源形式的汽車。新能源汽車結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要包括的內(nèi)容有：HV 電池、充電器、充電口、驅(qū)動單元、DC to DC 轉(zhuǎn)換器、PTC 冷卻液加熱器、PTC 座艙加熱器等部分[1]。

隨著科技技術(shù)的進步，現(xiàn)在電力系統(tǒng)發(fā)展十分飛速，社會各界也對電力資源的開發(fā)和利用效率十分關(guān)注，而新能源汽車是其中一個十分重要的部分。新能源汽車的動力來源是電池，而單個電池不能為新能源汽車提供充足的動力，所以，會將電池進行串聯(lián)形成電池組，為汽車提供動力，而電池工作時，就會產(chǎn)生一定的壓差，如果這個壓差比較小，在允許范圍內(nèi)，那么電池能夠正常工作，如果壓差比較大，那么就會影響電池的正常工作，并且也會增加電池的維修難度。電池間串聯(lián)的數(shù)量不同，所產(chǎn)生的壓差等級也不一樣，一般情況下，電池串聯(lián)的數(shù)量比較多時，壓差就會相對較大，進而會給汽車動力帶來較大的控制。所以，在分析處理電池壓差時，應(yīng)該先對電池串聯(lián)數(shù)量以及規(guī)格進行確定，進而明確允許壓差，然后采取有針對性手段來進行調(diào)整，使得電池壓差能夠在允許范圍內(nèi)，不影響電池工作。

2 動力電池單體電池壓差故障以及原因

電池壓差故障對新能源汽車來講，是屬于一項十分常見的電池系統(tǒng)故障，所以，用戶在使用時以及售后在進行維護時，一定要全面認真細致到位。產(chǎn)生電池壓差故障的原因有很多，如工廠生產(chǎn)裝配不良、用戶使用不規(guī)范等。針對動力電池單體電池壓差故障進行維修排查時，需要從下面幾個方面來開展：配電銅排故障排查、單體電池內(nèi)部故障排查、電池模組采樣板故障排查、電池系統(tǒng)低壓線束故障排查。

2.1 配電銅排故障

新能源汽車中，動力電池裝配過程中，由于管理器采集通道比較有限，所以為了較好的控制成本，降低指出，在設(shè)計動力電池時，一般會利用配電銅排的方式，來將動力電池組進行組裝，使得配電銅排和電池模組能夠密切連接，在連接時，通常是利用定位螺栓，而在新能源汽車運行過程中，定位螺栓出現(xiàn)問題時，如未擰緊或歪斜，可能會引起定位螺栓振動，造成電池模組的跨采電池單體電壓出現(xiàn)跳變，如果故障問題較大，使得電池單體壓差較大，中斷車輛動力，影響汽車正常行駛。所以，在發(fā)現(xiàn)電池壓差出現(xiàn)跳變時，應(yīng)先考慮配電銅排中是否出現(xiàn)定位螺栓裝配問題。如果確定是螺栓問題，在進行維修時，應(yīng)該先把螺栓放到指定位置，然后再根據(jù)動力電池系統(tǒng)的要求，將螺栓擰緊，擰緊過程中需要保持規(guī)定的力矩[2]。

2.2 單體電池內(nèi)部故障

單體電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以不允許有任何的異物雜質(zhì)，因為這會引起電池內(nèi)電芯內(nèi)阻異常，造成單體電池電壓跳變，電池會表現(xiàn)出壓差較大的現(xiàn)象，這種情況可以通過萬用表來進行檢測，如果檢測時確定某個單體電壓相對高或相對低，那么可以確定是電池內(nèi)部存在故障，針對這種故障進行維修時，需要將整個電池模組進行更換，當(dāng)然，也有可能是單體電池的自身的性能不好，進而造成電池壓差較大，電池保存時間太長，不做充放電測試，就會表現(xiàn)出很嚴(yán)重的自放電現(xiàn)象，這也會影響單體電池電壓，所以，對于這類單體電池，要做放電平衡。

2.3 電池模組采樣板故障

電池模組的構(gòu)成有兩種，分別是采樣板、單體電池，單體電池之間是串聯(lián)，然后采樣板是在所有單體電池上，所以，打開電池模組時，就能看見采樣板，如果當(dāng)動力電池出現(xiàn)多個電池電壓異常時，就首先要考慮采樣板的問題，因為從大概率上來看，不會是單體電池生產(chǎn)工藝的問題，因為現(xiàn)代單體電池生產(chǎn)工藝相對成熟，所以，當(dāng)電池模組中幾個單體電池一同出現(xiàn)問題，概率為0。采樣板可能表現(xiàn)的故障是：電池采樣芯片的損壞，這時候電池模組的功能不能正常發(fā)揮，并且電池模組會有燒損的痕跡；還有就是均衡和濾波電路出現(xiàn)問題，如電容短路等。如果經(jīng)過檢查確定是電池模組采樣板的問題，就需要換掉采樣板，因為采樣板屬于一次性產(chǎn)品[3]。

2.4 電池系統(tǒng)低壓線束故障

電池系統(tǒng)內(nèi)，電池模組的電壓、溫度信號等采集，都需要借助低壓線束，并且低壓線束的質(zhì)量會對電池模組的電壓有著直接的影響。動力電池出現(xiàn)電壓差，由低壓線束引發(fā)的原因，主要可以分成三種，分別是：接插不良、壓接不良、短路、斷路。這三種故障原因分別發(fā)生在采樣線束與電池模組。對于采樣線束接插不良進行檢測時，主要是對采樣線束的公端端子進行檢查，是否有退針等不正常的狀態(tài)；而對線束端子進行檢查時，主要是利用萬用表來將各個線束進行測試，查看是否出現(xiàn)通斷的問題，如果檢查結(jié)果正常，那就要檢查線束內(nèi)部，看是否有接壓端有松動；采樣線束短路或者斷路一般都是在模組安裝時出現(xiàn)，對于這種問題的檢測需要使用萬用表來檢查，然后坐ABA驗證測試[4]。

想要有效解決動力電池單體電池壓差故障，需要確定產(chǎn)生壓差故障的主要原因，然后對癥下藥。

3 新能源汽車動力電池壓差的維修技術(shù)

3.1 加強單體電池檢修

動力電池一旦出現(xiàn)問題，就需要對其內(nèi)部的單體電池進行檢查，確定是否是引發(fā)電池壓差的原因，結(jié)合檢查結(jié)果，來對單體電池進行維修或更換，進而保證動力電池能夠正常工作。為了達到維修動力電池壓差的目的，技術(shù)人員在維修過程中，應(yīng)該加強對單體電池的檢修，確保電池的兩端電壓都保持在允許的范圍內(nèi)，然后再對單體內(nèi)的電容和電流進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)不符合要求時，應(yīng)該進行專項維修處理，這樣不僅能夠解決單體電池的問題，還能避免出現(xiàn)電池壓差故障。維修技術(shù)人員在對動力電池進行日常維護時，要針對單體電池進行定期檢查，保證電池能夠正常運行，結(jié)合檢查結(jié)果來做出調(diào)整，進而可以將電池壽命延長，提升電池的服務(wù)質(zhì)量，為新能源汽車未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)[5]。

3.2 加強配電銅排檢修

動力電池系統(tǒng)中，配電銅排作為重要組成部分，其發(fā)揮的作用就和控制器一樣，控制器是動力電池系統(tǒng)的檢測監(jiān)督員，其主要是對動力電池的模組壓差、采樣線束做實時動態(tài)的檢測?？刂破髟诎l(fā)現(xiàn)動力電池系統(tǒng)出現(xiàn)較大的電池壓差時，會發(fā)出調(diào)節(jié)模組電壓的信號，然后將壓差調(diào)節(jié)到允許范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)采樣線束不正常，就會發(fā)出警報，幫助維修人員確定故障發(fā)生點。因此，控制器對動力電池系統(tǒng)正常運行有著十分大的影響，維修人員一定要加強配電銅排檢修，定期進行清理，保證控制器能夠正常工作。

另外，在維修中，為了更好的節(jié)約資源，一般會采用配電銅排跨接模組采樣的形式，進行裝配模組時，如果定位螺栓沒有扭緊，那么車輛在行駛時就可能會出現(xiàn)電池單體電壓出現(xiàn)跳變的情況，此時，會因為單體壓差過大，到出現(xiàn)車輛行駛動力終端的問題。這個時候，就應(yīng)該先考慮配電銅排定位螺栓是否安裝牢靠，在實際維修中，應(yīng)該保證螺栓位置準(zhǔn)確，并且牢固安裝。

3.3 加強檢測器的檢修

動力電池系統(tǒng)中，檢測器和控制器是不可缺少的兩部分，并且兩者之間相互補充，檢測器的作用是檢測和收集，其對動力電池的各項數(shù)據(jù)進行檢測，然后將檢測結(jié)果進行收集整理，最后傳輸?shù)娇刂破?，控制器的作用是，結(jié)合接受的檢測結(jié)果，分析電池的各個組成部分，針對異常問題進行及時調(diào)節(jié)和監(jiān)督。維修技術(shù)人員檢查和維修檢測器時，應(yīng)該先對檢測器的對外連接部分進行檢查，確定是否保持良好的接觸狀態(tài)，然后再對檢測器的內(nèi)部進行檢查，是否有短路的問題，然后在進行接觸口及傳遞線路等部分排查，如果發(fā)現(xiàn)接觸不良的線路，應(yīng)該馬上更換，保證檢測器能夠正常工作。維修人員應(yīng)該對檢測器坐定期的維護，確保檢測器的各項功能能夠正常發(fā)揮[6]。

3.4 加強控制器的檢修

針對BMS控制器，應(yīng)該仔細認真檢測和維修，并且在維修之前，需要先將電源切斷，然后按照設(shè)備檢測要求，制定合理的檢測周期，如果出現(xiàn)電池壓差故障，應(yīng)該先進行排查，排查沒有問題之后，再把低壓線束接插件復(fù)位，然后在接插件部位做輕微的回拉動作，以免出現(xiàn)接插不良的問題，電池系統(tǒng)維修之后，還需要檢查其氣密性，并且將電池系統(tǒng)內(nèi)歷史故障碼進行清理。

3.5 電池模組采樣板故障維修

通常來說，電池模組包括采樣板與幾個單體電池進行串聯(lián)而成的，并且單體電池上面會設(shè)置電池模組，維修人員將電池模組蓋拆下來就可以看到電池模組，然后對單體電池進行檢測，如果并沒有電壓異常的問題，就要考慮是電池模組采樣板的問題。

如果采樣板出現(xiàn)故障，那么需要直接更換采樣板，采樣板故障主要的表現(xiàn)有功能異常，表面伴隨燒損的痕跡，引腳變黑，或者變黃，采樣板上均衡與濾波電路損壞，也需要進行檢測，這也是引起采樣板故障的主要原因。

3.6 電池系統(tǒng)低壓線束故障

電池的電壓、溫度信號采集，都要借助低壓線束來完成，因此，低壓線束的優(yōu)劣情況，會直接決定電池模組單體電壓采集的情況，針對目前低壓線束故障的集中情況，維修人員一般會先檢查采樣線束母線是否存在擴孔的現(xiàn)象或者采樣線束端子壓接不到位的情況，如果發(fā)現(xiàn)這些問題，則可以采用萬用表對電池模組采樣線束進行檢查，通過更換采樣線束的方式，達到排除故障的目的[7]。

4 結(jié)束語

在新能源的發(fā)展和應(yīng)用中，新能源汽車逐漸受到更多人關(guān)注，而新能源汽車也從根本上解決了傳統(tǒng)汽車所帶來的能源消耗與環(huán)境污染問題。為了能夠更好的促進新能源汽車發(fā)展，促進新能源與社會的和諧發(fā)展，做好新能源汽車電池養(yǎng)護，解決動力電池壓差問題是非常必要的。本文從三大方面對導(dǎo)致問題的原因，相關(guān)維修技術(shù)進行討論，旨在更好的促進我國新能源汽車與社會的可持續(xù)發(fā)展。