新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)探析

李東旭　宋海東　張忠義　郭向榮

摘 要：新能源汽車由于節(jié)能環(huán)保的突出優(yōu)勢(shì)而快速發(fā)展。新能源汽車主要由動(dòng)力電池提供能源、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，是新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心。針對(duì)新能源汽車進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，可以保障汽車正常運(yùn)行，延長(zhǎng)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(hù)保養(yǎng)，對(duì)比常規(guī)內(nèi)燃機(jī)汽車維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容，總結(jié)新能源汽車電池、電機(jī)、充電系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)事項(xiàng)，歸納維護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)的準(zhǔn)備工作，為相關(guān)從業(yè)人員提供技術(shù)參考，具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 動(dòng)力電池 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 充電系統(tǒng) 維護(hù)保養(yǎng)

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(huán)保理念獲得了人們的普遍認(rèn)同，加之石油短缺、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)的問題，新能源汽車發(fā)展前景非常寬廣，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)駛?cè)肓烁咚侔l(fā)展的黃金期。

國(guó)家高度重視新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提出了高瞻遠(yuǎn)矚的發(fā)展戰(zhàn)略?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要指出，未來將聚焦新能源汽車等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，提高新能源汽車核心技術(shù)的自主研發(fā)水平。國(guó)家積極推廣新能源汽車的應(yīng)用，實(shí)施一系列優(yōu)惠政策鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)新能源汽車技術(shù)，扶持上下游產(chǎn)業(yè)鏈布局，加強(qiáng)新能源汽車的自主生產(chǎn)制造，擴(kuò)大新能源汽車的市場(chǎng)規(guī)模，拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)保持飛速增長(zhǎng)，新能源汽車未來仍然持續(xù)保持良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，穩(wěn)定在產(chǎn)業(yè)發(fā)展黃金時(shí)期[1]。

據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布，2022年我國(guó)新能源汽車生產(chǎn)705.8萬輛、銷售688.7萬輛，連續(xù)8年蟬聯(lián)世界第一，我國(guó)名副其實(shí)成為新能源汽車產(chǎn)銷大國(guó)，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(tǒng)汽車是大勢(shì)所趨[2]。

2 新能源汽車的維護(hù)與保養(yǎng)

2.1 新能源汽車維護(hù)與保養(yǎng)目的、意義

汽車維護(hù)與保養(yǎng)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(fā)生交通事故，保障人員的生命安全。

傳統(tǒng)汽車維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)成熟，如何針對(duì)新能源汽車進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)是很多汽修人員面對(duì)的難題。汽車動(dòng)力電池、電機(jī)構(gòu)成新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)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(tǒng)汽車使用的汽油、柴油等化石燃料，采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)代替內(nèi)燃機(jī)為汽車提供動(dòng)力，可以避免由于非可再生能源枯竭導(dǎo)致能量匱乏的問題，節(jié)約自然資源[3]。汽車在行駛過程中不會(huì)產(chǎn)生毒害氣體的排放，防止霧霾產(chǎn)生，降低溫室效應(yīng)，保護(hù)環(huán)境。采用新型結(jié)構(gòu)、新技術(shù)，與傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)既有相同、又有差異。采用無極變速系統(tǒng)替代傳統(tǒng)汽車變速系統(tǒng)，采用線控制動(dòng)技術(shù)、線控轉(zhuǎn)向技術(shù)提高汽車行駛性能，制動(dòng)能量回收技術(shù)進(jìn)一步提高了汽車?yán)m(xù)航里程，節(jié)約能源。

未來新能源汽車越來越普及，需要更多的專業(yè)汽車維修人員熟悉新能源汽車的維護(hù)作業(yè)流程，掌握新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與常見維護(hù)保養(yǎng)技巧。為新能源汽車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)保駕護(hù)航。

2.2 新能源汽車維護(hù)與保養(yǎng)要點(diǎn)

新能源汽車常規(guī)項(xiàng)目的維護(hù)與保養(yǎng)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車要求相同，主要內(nèi)容如下所述。

（1）車身方面的維護(hù)保養(yǎng)，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(yǎng)時(shí)可以選擇中性清洗劑對(duì)車身進(jìn)行清潔，防止污垢和動(dòng)植物殘留物對(duì)車身造成腐蝕。

（2）電氣方面的維護(hù)保養(yǎng)，例如檢查汽車照明系統(tǒng)，確保信號(hào)燈正常，保障汽車夜間安全行駛。檢查雨刮是否完好，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，橡膠無老化破損。檢查汽車空調(diào)系統(tǒng)，定期清理更換空濾，補(bǔ)充制冷劑。

（3）底盤方面的維護(hù)保養(yǎng)，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(shí)更換。檢查并更換潤(rùn)滑油，避免污垢對(duì)機(jī)械部件造成磨損、發(fā)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(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全可靠。檢查傳動(dòng)軸，確保無異響、開裂等現(xiàn)象。

新能源汽車除了進(jìn)行常規(guī)的汽車維護(hù)保養(yǎng)項(xiàng)目外，還要進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，通常每半年或一萬公里進(jìn)行一次一級(jí)維護(hù)、每一年或兩萬公里進(jìn)行一次二級(jí)維護(hù)[4]。

3 新能源汽車動(dòng)力電池的維護(hù)保養(yǎng)

3.1 新能源汽車動(dòng)力電池

新能源汽車采用的動(dòng)力電池主要以化學(xué)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(shù)成熟、性價(jià)比高，廣泛應(yīng)用于各類動(dòng)力設(shè)備，其缺點(diǎn)是比能量較小、使用壽命較短，不適用續(xù)航里程遠(yuǎn)的新能源汽車。鎳氫電池是目前應(yīng)用最廣泛的堿性電池，它的比能量、循環(huán)壽命優(yōu)于鉛酸蓄電池，但是其存在記憶效應(yīng)。鋰離子電池比能量大、續(xù)航里程長(zhǎng)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，因其突出的優(yōu)勢(shì)近年來快速發(fā)展壯大，廣泛應(yīng)用于新能源汽車作為動(dòng)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(guó)新能源汽車市場(chǎng)份額較大的比亞迪電動(dòng)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(jià)比高、電池循環(huán)使用壽命長(zhǎng)、功率密度大、安全性能優(yōu)良、高溫穩(wěn)定性好[6]。

3.2 動(dòng)力電池的維護(hù)保養(yǎng)

動(dòng)力電池為汽車提供能量，如果出現(xiàn)故障，汽車將無法行駛，因此需要定期對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。

維護(hù)時(shí)主要檢查動(dòng)力電池外觀是否有磕碰、漏液、出現(xiàn)裂紋等現(xiàn)象，如果電池外殼出現(xiàn)破損、滲漏問題要立即進(jìn)行檢修。檢查電池與底盤是否連接可靠，如有松動(dòng)、異響應(yīng)及時(shí)修復(fù)。注意檢查接頭狀態(tài)，有污垢、銹蝕要及時(shí)清理，防止接觸不良引發(fā)事故。檢查各連接件如有變形、松動(dòng)等問題要及時(shí)更換。

電池管理系統(tǒng)BMS負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)信息，能夠進(jìn)行故障診斷報(bào)警并采取相應(yīng)措施排除電池故障。BMS檢測(cè)鋰離子電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，如果出現(xiàn)異常，將啟動(dòng)安全保護(hù)，防止電池發(fā)生事故。如圖1所示為鋰離子電池的檢測(cè)，維護(hù)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(huán)境中，外界環(huán)境溫度過高或過低，都會(huì)影響電池的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至能夠引發(fā)自燃、爆炸等事故。注意避免長(zhǎng)時(shí)間加速行駛導(dǎo)致大電流持續(xù)放電，否則會(huì)影響電池的使用性能。汽車長(zhǎng)時(shí)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(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

動(dòng)力電池的電能來源于外網(wǎng)電源，通過充電系統(tǒng)提供。如果充電系統(tǒng)發(fā)生故障，例如針腳斷裂、虛連，線路老化引發(fā)短路、斷路等故障都會(huì)影響充電系統(tǒng)正常運(yùn)行。充電設(shè)備根據(jù)使用場(chǎng)所包括兩類：大型服務(wù)區(qū)或停車場(chǎng)普遍建設(shè)充電站，采用380V交流電；家用充電設(shè)備包括充電樁、車載充電器等，采用220V交流電。

充電系統(tǒng)的維護(hù)主要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)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(huì)引發(fā)充電系統(tǒng)不能正常工作。充電前應(yīng)檢查充電指示燈是否正常，如果異常首先排查保險(xiǎn)是否熔斷，再進(jìn)一步排查插頭是否松動(dòng)導(dǎo)致不能充電。充電環(huán)境溫度保持在-20℃～60℃，保證系統(tǒng)正常充電。充電場(chǎng)所保持陰涼通風(fēng)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(wěn)定，避免用電功率過大，否則容易引發(fā)充電中斷。

5 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)

5.1 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)

傳統(tǒng)汽車采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車行駛，不可避免排放大量有毒有害氣體。電機(jī)使用電能驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)行，高效環(huán)保、質(zhì)量輕、體積小、維修方便、可以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量回收，具有突出的優(yōu)勢(shì)。目前新能源汽車廣泛使用永磁同步電機(jī)、永磁異步電機(jī)。永磁同步電機(jī)因其效率高、功率大、調(diào)速好、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，是目前最廣泛使用的汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)，如圖2所示為永磁同步電機(jī)。和永磁同步電機(jī)相比，永磁異步電機(jī)效率略低，調(diào)速性能不佳，不適用于大功率、低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合，但是其成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，仍然被部分車型所采用[7]。

5.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)主要檢查電機(jī)外觀是否完好，沒有銹蝕、污垢、裂紋、變形，運(yùn)行后是否有異響，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)排除。檢查電機(jī)定子絕緣阻值是否符合標(biāo)準(zhǔn)，防止短路、斷路引發(fā)異常。電機(jī)控制器MCU接收VCU指令，控制電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖3所示為MCU的檢測(cè)。注意檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)和MCU冷卻液，確保電機(jī)運(yùn)行時(shí)及時(shí)散熱，若溫度超過140℃電機(jī)將無法正常運(yùn)行。使用電機(jī)測(cè)功機(jī)測(cè)試電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率等性能。檢測(cè)MCU供電與通信線路，避免駕駛員指令不能傳達(dá)，確保電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流、轉(zhuǎn)速等參數(shù)及時(shí)反饋到控制系統(tǒng)。

6 維護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)的準(zhǔn)備工作

6.1 維護(hù)保養(yǎng)的工位準(zhǔn)備

安全整潔的工位有利于維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)的順利開展。在維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)前，要設(shè)置并檢查安全警戒線，防止無關(guān)人員誤入到作業(yè)區(qū)內(nèi)，引發(fā)安全事故。同時(shí)要安放安全警示牌，提醒附近人員該工作區(qū)域內(nèi)正在進(jìn)行高壓作業(yè)，非工作人員嚴(yán)禁入內(nèi)。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(qū)域范圍之內(nèi)，防止意外情況發(fā)生，避免生命和財(cái)產(chǎn)發(fā)生損失。檢查汽車舉升機(jī)是否正常，液壓油處于安全值，支車橡膠墊沒有破損，舉升機(jī)運(yùn)行可靠無異響。檢查維護(hù)工具，組合工具箱齊全，測(cè)試儀器良好可靠，輔助設(shè)備齊全，整理好工位。

6.2 維護(hù)保養(yǎng)的車輛準(zhǔn)備

車輛準(zhǔn)備工作主要包括放置安全擋塊，鋪設(shè)車內(nèi)五件套、車外三件套，鋪設(shè)絕緣地墊等作業(yè)。將擋塊放置在車輛的左前輪和右后輪位置，防止在維護(hù)作業(yè)時(shí)車輛發(fā)生滑動(dòng)撞傷人員引發(fā)安全事故。分別鋪設(shè)前擋、左翼子、右翼子板布，車內(nèi)放置好地墊、方向盤保護(hù)套、座椅保護(hù)套、檔桿保護(hù)套、手剎保護(hù)套，用于在維護(hù)作業(yè)時(shí)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(tǒng)汽車的重要區(qū)別在于使用高壓電源，因此在維護(hù)作業(yè)時(shí)一定要鋪設(shè)絕緣地墊，防止作業(yè)人員發(fā)生觸電危險(xiǎn)引發(fā)安全事故。鋪設(shè)完絕緣地墊要及時(shí)檢查地墊與地面絕緣性，戴好絕緣手套，使用專用絕緣測(cè)試儀，根據(jù)新能源汽車動(dòng)力電池電壓，選擇500V電壓檔，測(cè)試地墊、地面之間阻值應(yīng)保證絕緣等級(jí)良好。

6.3 作業(yè)人員的準(zhǔn)備工作

新能源汽車作業(yè)人員除具備汽車維修工職業(yè)資格證書外，必須獲得新能源汽車系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)培訓(xùn)，考核合格獲得相應(yīng)證書后方可對(duì)新能源汽車進(jìn)行作業(yè)。

作業(yè)人員進(jìn)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(hù)，主要包括以下項(xiàng)目。檢查佩戴護(hù)目鏡，護(hù)目鏡應(yīng)外觀無破損、鏡片清晰，佩戴無晃動(dòng)不脫落，防止作業(yè)時(shí)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(jí)符合安全要求，外觀無破損，佩戴合適無晃動(dòng)，防止頭發(fā)卷入機(jī)器以及高空墜物砸傷人體頭部。檢查并穿戴高壓防護(hù)手套，手套絕緣等級(jí)符合高壓作業(yè)要求，人工檢查手套無漏氣方可使用。作業(yè)人員應(yīng)穿戴工作服、絕緣鞋，做好個(gè)人防護(hù)是保障生命安全、進(jìn)行新能源汽車維護(hù)作業(yè)的必要前提。

7 總結(jié)

新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)關(guān)乎駕駛員的生命安全，良好的維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)可以延長(zhǎng)汽車的使用壽命，保證車輛安全可靠運(yùn)行，提高電能使用效率、節(jié)約能源，因此對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)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(hù)保養(yǎng)作業(yè)人員。

新能源汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)使用動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因此其維護(hù)與保養(yǎng)比較傳統(tǒng)汽車有更高的要求。通過總結(jié)歸納新能源汽車車身、電氣、底盤的維護(hù)與保養(yǎng)，重點(diǎn)分析了新能源汽車動(dòng)力電池、BMS、充電系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、MCU的維護(hù)與保養(yǎng)，同時(shí)總結(jié)了新能源汽車維護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)的準(zhǔn)備工作，為相關(guān)從業(yè)人員提供技術(shù)參考，避免發(fā)生安全問題引發(fā)事故具有借鑒意義。

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