新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)

摘要：介紹了常見的新能源汽車動力電池類型，分別從專用工具準(zhǔn)備、個人防護(hù)、車輛防護(hù)、技術(shù)要求和注意事項(xiàng)、電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)程序、電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)內(nèi)容、電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)方法、電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)注意事項(xiàng)、電源系統(tǒng)重點(diǎn)維護(hù)、電源系統(tǒng)儲存維護(hù)等方面分析了動力電池的維護(hù)要點(diǎn)，并就優(yōu)化充電管理、科學(xué)駕駛、避免暴曬或過冷等動力電池保養(yǎng)策略進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；動力電池；維護(hù)；保養(yǎng)

中圖分類號：U472? 收稿日期：2023-03-10

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.034

1 新能源汽車動力電池概述

新能源汽車作為以非傳統(tǒng)染料作為動力來源并集成各種先進(jìn)技術(shù)的車輛，其具有清潔、綠色、集成度高等優(yōu)勢。目前新能源汽車大多以電能作為動力來源，動力電池更是整個汽車的核心部分。新能源汽車動力電池可分為多種類型，不同類型的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)存在差異。

1.1 鉛酸蓄電池

鉛酸蓄電池作為發(fā)展較早的新能源汽車動力電池，其在近年來的應(yīng)用已經(jīng)有所減少。鉛酸蓄電池本身應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域具有電壓較高、成本低廉、尺寸與結(jié)構(gòu)不受限、電能效率較高、高低溫性能良好、倍率放電性能良好、易于浮充使用等優(yōu)勢，但其本身也存在諸多難以有效解決的問題，如比能量相較于其他電池更低、難以長期使用、造價低但后期使用價格高、充滿電耗費(fèi)時間較多、重金屬污染無法處理等，不能很好地滿足現(xiàn)代新能源汽車行業(yè)發(fā)展需求［1］。

1.2 鎳氫電池

鎳氫電池作為20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型電池，其在當(dāng)下的新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。氫鎳電池作為新能源汽車動力電池，具有比功率高、循環(huán)次數(shù)多、使用壽命長、無重金屬污染、耐過充過放且無記憶效應(yīng)、溫度適應(yīng)性良好、耐擠壓、耐振動等優(yōu)勢，在各方面均能較好地滿足新能源汽車需求［2］。

1.3 鋰離子電池

鋰離子電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型電池，是目前新能源汽車中最常見的動力電池類型。鋰離子電池與鎳氫電池相比，其體積更小、成本更低、能源效率更高，適用性更強(qiáng)。鋰離子電池的工作電壓、比能量以及循環(huán)壽命等均超過了鎳氫電池，同時其自放電率僅為6%～8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎳氫電池［3］。鋰離子電池同樣具有無記憶性、無污染的優(yōu)勢，能滿足新能源汽車發(fā)展需求。不過新能源汽車以鋰離子電池作為動力電池，必須設(shè)置特殊保護(hù)電路，否則會出現(xiàn)過充現(xiàn)象。

1.4 燃料電池

染料電池作為一種化學(xué)電池，其能將化學(xué)反應(yīng)時釋放的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。目前常用的燃料電池為氫電池，其?yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無污染、結(jié)構(gòu)簡單、噪聲低、氫能源來源充分且可再生等優(yōu)勢，不過實(shí)踐中還面臨著成本高昂、氫純度要求高、儲存器具安全性要求高等挑戰(zhàn)，目前難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

2 新能源汽車動力電池的維護(hù)策略

2.1 做好準(zhǔn)備工作

a.專用工具準(zhǔn)備。對新能源汽車動力電池進(jìn)行維護(hù)，需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的專用工具，以免因工具準(zhǔn)備不到位而影響維護(hù)工作有效開展［4］。首先確保檢修儀器準(zhǔn)備妥當(dāng)，應(yīng)根據(jù)新能源汽車本身選擇合適的檢修儀器，譬如豐田普銳斯混合動力汽車就配備有專門的智能測試儀；其次確保常用儀表準(zhǔn)備到位，主要包括電壓表、歐姆表、絕緣測試儀等。然后確保常用工具準(zhǔn)備齊全，如螺絲刀、扳手等，且均應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的絕緣處理；最后確保常用物料準(zhǔn)備妥當(dāng)，包括絕緣膠帶、扎帶等。

b.個人防護(hù)。為了避免和防止新能源汽車電池維護(hù)過程中工作人員因高壓電路遭受危害，需做好相應(yīng)的個人防護(hù)工作。工作人員必須按照規(guī)定穿戴好工作服、防護(hù)鞋、絕緣手套等，同時必須摘除掉身上的所有金屬物品，以免金屬通電而危及維護(hù)人員人身安全。

c.車輛防護(hù)。檢查與維護(hù)車輛電池前，應(yīng)對整輛車進(jìn)行防護(hù)處理，常見防護(hù)包括于車輪處設(shè)置擋塊、于車內(nèi)和車外進(jìn)行絕緣處理、做好防撞擊準(zhǔn)備等，盡可能保障工作安全、有效的進(jìn)行。

2.2 明確技術(shù)要求和注意事項(xiàng)

進(jìn)行新能源汽車電池維護(hù)需要明確相應(yīng)的技術(shù)要求與注意事項(xiàng)，否則維護(hù)過程中可能出現(xiàn)各種意外與問題，影響維護(hù)效果的同時可能對維護(hù)人員人身安全造成威脅。維護(hù)人員對電池進(jìn)行維修前，務(wù)必要認(rèn)真研讀、充分熟悉待維修新能源汽車的車輛說明書、電源系統(tǒng)說明書［5］。維護(hù)過程中如果需要對高壓系統(tǒng)進(jìn)行操作時務(wù)必要斷開電源。由于車輛電源斷開后，其系統(tǒng)內(nèi)故障診斷代碼可能會丟失，進(jìn)而影響車輛安全以及其他維修工作開展，故而實(shí)際操作時一定要先對該代碼進(jìn)行讀取、備份處理，以免代碼丟失后無法找回。將電源斷開后，維護(hù)人員不得立即進(jìn)行操作，而是要等待5 min以上，待車輛系統(tǒng)內(nèi)高壓電容器放電結(jié)束后才可操作，以免發(fā)生安全事故。維護(hù)過程中對高壓電路的線束、連接器以及零部件等進(jìn)行操作時，應(yīng)當(dāng)格外注意。如果維護(hù)人員要操作高壓系統(tǒng)，務(wù)必要做警示工作，以免他人靠近產(chǎn)生危險。將高壓配線拆下來過后，必須立即對其進(jìn)行絕緣處理。而在高壓系統(tǒng)操作結(jié)束后，必須基于規(guī)定的扭矩將螺釘端子鈕緊，如果不符合規(guī)范可能出現(xiàn)松動或者變形。完成維護(hù)操作之后，維護(hù)人員需要再次進(jìn)行全面檢查，確保不存在連接松動、遺漏零件或工具等情況。

2.3 電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)

a.維護(hù)程序。對新能源汽車動力電池進(jìn)行維護(hù)，一定要按照規(guī)定程序進(jìn)行操作。通常而言，新能源汽車動力電池使用一兩個月后，就需要對電源系統(tǒng)的外觀、絕緣加以維護(hù)；使用三個月后，最好采取充放維護(hù)措施保障電池安全與穩(wěn)定。對動力電池進(jìn)行充放維護(hù)，需要確保電源系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，并在維護(hù)操作前對電池狀態(tài)加以監(jiān)測，確定電池所處的環(huán)境溫度、電池溫度、電池電壓等狀態(tài)均正常以及電源系統(tǒng)各部分正常后方可進(jìn)行。動力電池充放維護(hù)對操作環(huán)境有較高要求，需確保操作環(huán)境的溫度維持在15～30 ℃、相對濕度維持在45%～75%、大氣壓維持在86～106 kPa。進(jìn)行充放電維護(hù)操作后，維護(hù)人員應(yīng)對包括管理系統(tǒng)功能是否正常、風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)等在內(nèi)的事項(xiàng)進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)做好記錄并進(jìn)行處理。充放電維護(hù)結(jié)束后，維護(hù)人員需要對蓄電池包的絕緣電阻、最大電壓進(jìn)行檢測，確保二者均符合指標(biāo)要求，而且維護(hù)后汽車動力電源系統(tǒng)所有功能正常，那么意味著動力電池可正常使用。如果檢測的電壓不符合標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，或者維護(hù)后汽車動力電池存在異常和故障，那么應(yīng)立即排除故障，而且無法排除故障的話應(yīng)立即和廠家聯(lián)系。

b.維護(hù)內(nèi)容。新能源汽車動力電源系統(tǒng)常規(guī)維護(hù)內(nèi)容主要包含三部分：①動力電源系統(tǒng)狀態(tài)。對包括電池外觀、電池箱連接器、絕緣、電壓、通信等在內(nèi)的各狀態(tài)進(jìn)行綜合檢查與維護(hù)，確保狀態(tài)正常；②電源管理系統(tǒng)功能。對新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢查，確保其能實(shí)現(xiàn)包括實(shí)時監(jiān)測電池狀態(tài)、對電池進(jìn)行熱管理、電池均衡管理、充放電管理、故障報(bào)警、建立通信總線等在內(nèi)的各項(xiàng)功能；③電池先放維護(hù)。

c.維護(hù)方法。新能源汽車動力電池的常規(guī)維護(hù)方法主要包括外觀維護(hù)、絕緣性能檢測、電池及管理系統(tǒng)維護(hù)、冷卻系統(tǒng)維護(hù)等。其中外觀維護(hù)較為簡單，一般而言，電池系統(tǒng)外觀維護(hù)需要對電池包箱體、各緊固件螺栓與螺母、電池包間的連接線、插頭、線束、電池包的冷卻通道等進(jìn)行檢查，通過人眼觀察的方式判斷是否存在異常與故障，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。絕緣性能檢測則需要維護(hù)人員將電池組斷開并和整車的高壓系統(tǒng)進(jìn)行連接，然后使用電壓表對個電池包的總正與總負(fù)端子對車體的電壓大小。如果經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電壓過高，那么需對電池包箱體和車體之間的絕緣性能進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)故障的話應(yīng)立即維修。如果經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電壓正常，可對新能源汽車進(jìn)行充放電維護(hù)處理。對電池及管理系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，需要先將電池管理系統(tǒng)接通，然后采集、記錄開路狀態(tài)下電池組總電壓、各電池模塊電壓、各電池模塊溫度等重要數(shù)據(jù)。然后應(yīng)根據(jù)汽車廠家的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行充、放電測試，并在測試過程中檢查電池管理系統(tǒng)顯示的電流、電壓、溫度、SOC等參數(shù)信息是否正確。然后可連接輔助電源，運(yùn)行汽車，待冷卻系統(tǒng)工作后再對冷卻通道進(jìn)行檢查，判斷冷卻通道是否足夠通暢、風(fēng)機(jī)能否正常工作、防塵網(wǎng)是否需要清除或更換。最后再對管理系統(tǒng)和車輛不同部分的連接情況加以檢查，如發(fā)現(xiàn)松動需及時處理。應(yīng)注意充放電測試的環(huán)境溫度，并實(shí)時觀察各電池模塊的溫度變化，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高應(yīng)停止測試。

d.注意事項(xiàng)。對新能源汽車動力電池進(jìn)行維護(hù)，應(yīng)確保其正負(fù)極接法正確，不得接反或短路，否則會產(chǎn)生巨大的安全隱患。根據(jù)廠家提供的要求，對維護(hù)條件進(jìn)行合理設(shè)置，盡可能避免因此產(chǎn)生的各種異常、故障與問題。不管是電池維護(hù)過程中還是維護(hù)過后，都應(yīng)盡量避免動力電源系統(tǒng)處于倒置狀態(tài)。維護(hù)過程中嚴(yán)禁以金屬、導(dǎo)線等同時接觸電源系統(tǒng)的正負(fù)極，否則會短路。充放電測試如出現(xiàn)異味、異響，應(yīng)立即停止充電。

2.4 電源系統(tǒng)重點(diǎn)維護(hù)

新能源汽車動力電池重點(diǎn)維護(hù)相較于常規(guī)維護(hù)需進(jìn)行更為詳細(xì)的測試與檢查，通常每6～8個月進(jìn)行一次，而且重點(diǎn)維護(hù)前應(yīng)進(jìn)行一次常規(guī)維護(hù)。將電池包拆下來后對其進(jìn)行開包檢查，部分新能源汽車電池包安裝設(shè)計(jì)較為合理的話可不拆卸直接進(jìn)行開包檢查與維護(hù)。先對電池包外觀進(jìn)行檢查，確保不存在燃燒、漏液、撞擊等情況。然后將電池包上蓋固定螺釘擰開，取下上蓋并對內(nèi)部進(jìn)行檢查。使用電壓表對電池包的總正、總負(fù)端子對車體的電壓進(jìn)行測量，如發(fā)現(xiàn)電壓過高應(yīng)及時查找漏電位置并進(jìn)行處理。如果電池包內(nèi)有灰塵積聚，那么應(yīng)清理灰塵后再進(jìn)行絕緣檢測。對電池包底盤與支架進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)存在電解液、積水等現(xiàn)象應(yīng)及時更換電池并對電池包安裝部位進(jìn)行清理。檢查電池間連接是否存在松動與銹蝕等故障，如果有應(yīng)立即清理、緊固或更換。

2.5 電源系統(tǒng)儲存維護(hù)

電池系統(tǒng)長期存儲而未使用，其性能可能會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的衰降，同時電池組的安全隱患也會增多。故而新能源汽車動力電池超過三個月未使用的情況下，應(yīng)對其進(jìn)行儲存維護(hù)。電池儲存維護(hù)需要將環(huán)境維度與濕度分別控制在15～30 ℃與80%以下，然后對電池進(jìn)行一次全充全放，從而活化電池性能。如果缺乏放電設(shè)備，也可按照規(guī)定的方式以小電流將電池充滿電，從而調(diào)整電池的電壓一致性以及提高電池的儲存性能。

3 新能源汽車動力電池的保養(yǎng)策略

3.1 優(yōu)化充電管理

對新能源汽車動力電池進(jìn)行充電應(yīng)當(dāng)做好科學(xué)、合理，盡量避免過度充電、過度放電、充電不足的情況發(fā)生，最好在充滿電后一段時間內(nèi)停止充電，從而防止電池使用壽命受到影響。盡量避免長期不充電的情況發(fā)生，即便車輛閑置也應(yīng)當(dāng)做到每個月充一次電，否則可能會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的虧電狀態(tài)，導(dǎo)致電池容量下降。充電時應(yīng)確保溫度合適，防止插頭過熱造成的接觸不良乃至短路現(xiàn)象對充電器與電池造成傷害，通常電池溫度超過65 ℃就應(yīng)停止充電。

3.2 注意科學(xué)駕駛

駕駛員在駕駛新能源汽車時，應(yīng)當(dāng)盡可能做到科學(xué)駕駛。a.注意路面狀況，避免在坑洼路段等路況不佳的路面行駛時損傷底盤并傷害電池，必要時刻在底盤上安裝護(hù)板；b.駕駛員在起步、載人、上坡等情況應(yīng)注意避免猛踩加速踏板，否則容易在瞬間形成大電流放電的情況并對電池造成嚴(yán)重?fù)p傷。新能源汽車雖然具有一定的防水性能，但經(jīng)常涉水依舊可能對電池造成影響，故而駕駛新能源汽車應(yīng)盡量避免涉水。

3.3 避免暴曬或過冷

新能源汽車的動力電池受環(huán)境溫度影響較大，應(yīng)盡可能避免暴曬或過冷。長期將新能源汽車暴曬，會導(dǎo)致電池內(nèi)部壓力增加，電池失水嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致極板老化速度加快；新能源汽車長期處于寒冷環(huán)境中，汽車?yán)m(xù)航能力會明顯下降，電池組性能也會受到影響。

4 結(jié)語

加強(qiáng)動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)對新能源汽車的安全駕駛、長期駕駛而言有著重要影響。隨著新能源汽車保有量的不斷增加，廣大新能源汽車駕駛員應(yīng)當(dāng)充分理解動力電池在車輛中的重要性，提高自身電池保養(yǎng)意識，積極配合維護(hù)人員定期對電池進(jìn)行維護(hù)，從而保障自身駕駛安全以及良好體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]解晨寧.解析新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)策略[J].時代汽車，2022（18）：181-183.

[2]劉影.淺談新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)[J].時代汽車，2022（10）：122-123.

[3]謝鵬.淺析新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（18）：170-171

[4]郭長軍.新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（13）：123-124.

[5]田曉鴻.解析新能源汽車動力電池的維護(hù)與保養(yǎng)策略[J].粘接，2019，40（11）：60-62.

作者簡介：

族青，男，1989年生，教師，研究方向?yàn)槠嚲S修、新能源汽車檢測、汽車故障排除。