纯电动汽车动力电池常见故障诊断技术及案例分析

纯电动汽车动力电池常见故障诊断技术及案例分析

吴翔舞

合肥市公交技工学校

【摘要】当今纯电动汽车得以广泛运用，纯电动汽车故障检测提上日程。如何利用纯电动汽车理论知识和诊断经验有效对纯电动汽车动力电池故障产生原因分析，学会应用专用检测维修设备，掌握查阅的维修资料能力，辅以措施实现故障排除，从而提升检修工作效率，这也要求纯电动汽车维修人员技能强、素养高。

本文在梳理传统的汽车诊断技术发展历程的基础上，通过纯电动汽车动力电池实际维修案例，阐述如何维修纯电动汽车动力系统，着重分析纯电动汽车安全维修要领和思路。

【关键词】纯电动汽车；安全；动力电池；诊断；分析；思路

引言

纯电动汽车得以广泛运用，纯电动汽车故障检测提上日程。

1. 纯电动汽车发展社会背景

中国发展进入新时代，传统能源资源日益紧张、生态环保要求不断提高的背景下，发展与生态文明观念得到了全社会的广泛认同，这也使得汽车领域的环保探索力度不断加大。

2. 传统汽车与纯电动汽车结构区别分析

纯电动汽车与传统汽车相比，发动机取消，改变了传动机构，部分部件已经简化或者取消，增加了电源系统和驱动电机等部件。传统汽车结构主要由发动机、电器及电控系统、底盘和车身等辅助部分组成，以12V直流电压为主供电方式；纯电动汽车结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等组成，以几百伏的高压直流电压通过逆变为相应的交流为主，12V直流电压为辅的供电方式。

三、传统汽车与纯电动汽车维修保养区别

1，动力源维修不同：

传统汽车有发动机，发动机内部有各种需要维修保养得地方，主要是更换机油，机油滤芯，更换火花塞，正时皮带，发动机清理积碳保养及电气元器件和机械部件的维修与更换等。

纯电动汽车，主要是动力电池、电动机和控制器的保养及电控单元和逻辑信号反馈系统的维修与更换等。

2. 档位机构维修不同，传统汽车有手动挡，自动挡变速箱需要维修与保养，结构复杂，难度大；纯电动汽车档位机构结构简单，难度小，比较简单。

3. 维修侧重点不同,传统汽车侧重于机械部件的修复和12V电子元器件及电控单元的更换；纯电动汽车侧重于高压直、交流部件的维修和逻辑信号的是非判断分析

4. 维修人员专业要求不同，传统汽车只要在维修中注意规范操作，没有高压安全隐患，对从业者没有太多的要求，维修技术来源主要是师徒之间的“传、帮、带”，方式主要是“问、看、听、闻、摸”等，借助简单的工具和基础的诊断仪工具；纯电动汽车除了传统的维修专业技术外，还需要从业者具有高压电操作技能和从业资格，需熟知机电一体化操作要领，因此维修专业素养要求更高。今天谈谈新能源汽车动力电池的常见故障诊断。

四、纯电动汽车电池故障维修案例

1、常见故障现象

用户在使用iEV系列（1-4代）车辆时会根据自己的使用情况进行一些简单的判断，当用户感觉有问题时会到4S店检修。以下是常见问题：

1、电池故障灯闪烁；

2、电池故障灯长亮；

3、续行里程数短；

4、仪表上电量指示表下降快

2.系统原因分析

通过组合仪表无显示现象，可以通过查阅专业资料或车辆配套维修手册等了解以下知识

1、iEV4代车辆故障仪表图示

3、 iEV4代电池故障灯闪烁故障分析

1、打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据，根据数据来判断电池故障灯闪烁的原因:

2、数据表格中ErrCode栏代表故障代码，其中0xa080代表电池故障， 在行驶过程中动态压差大于I（放电电流Current）*2+110mV时，电池故障灯闪烁，不进行故障保护，车辆可以持续行驶。（需要仔细看一下监控各个单体的数据，最低单体是否只有一节，若是连续的几节电池出现电压过低的现象，需要拆开电池箱体，实际测量故障电池单体电压，若测量电压是正常值与监控显示电压不一致，则为BMS管理系统故障。

3、数据表格中故障代码为0x18000080故障为绝缘故障，绝缘故障由BMS管理系统厂家排查。

4、若读取的数据没有异常，故障代码一栏也正常，电池故障灯闪烁可以判断为BMS管理系统程序未刷新或程序故障残留，由BMS管理系统厂家处理。

5、检查数据时若出现单体在大电流放电时电量变低，压差达到故障标准，停止放电时电压恢复正常，需拆卸电池，检查该单体极耳串联螺丝是否松动。

4、 iEV4代电池故障灯长亮故障分析

1、打车辆无法行驶，先从简单的误操作方面开始排查故障，若故障依然存在则打开EV03软件，连接整车，读取数据，根据数据来判断电池故障灯长亮的原因：

2、打开整车低压电，点亮仪表。从仪表上按下黑色触点开关，查看总电压是否正常，若无总电压显示可导致电池故障灯长亮，此时可以检查车辆行李箱电池组高压箱上的红色维修开关是否处于闭合状态。若闭合后仍无总电压，交由BMS管理系统厂家处理。

3、在监控软件故障页面查看，报电池欠压、电池电压不均衡、单体电压检测故障，此类故障为电池问题，需要处理电池。（需要仔细看一下监控数据页面，最低单体是否只有一节，若是连续的几节电池出现电压过低的现象，需要拆开电池箱体，实际测量故障电池单体电压，若测量电压是正常值与监控显示电压不一致，则为BMS管理系统故障）

4. 在监控软件故障页面查看，报轻微绝缘故障、严重绝缘故障、二级故障，为管理系统或整车方面绝缘故障，交由BMS管理系统厂家处理。（图为EV03监控页面报绝缘故障，导致车辆电池故障灯长亮界面）

5、 iEV4代车辆续行里程短故障分析

1、打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据。查看电池数据是否正常，电池充电状态下电量能否充满，满电静置后单体电压应在3.34V，若只有个别单体达到3.34V，而平均电压未达到，查看充电状态下是否有单体上涨过快的现象，单体电压达到3.65V后停止充电，此时电池组电量未充满，需要更换单体电压上涨过快的电池模块。

2、打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据。参照S0C与OCV（开路电压）关系对照表，判断电池单体电压与S0C的数值是否相近，如果差距太大，判断为S0C不准，交由BMS管理系统厂家处理。（举例说明：仪表电量显示为SOC50%，实际检测电池电压单体均在3.30V以上，此时正确的S0C数值应是80%，可以判断SOC显示不准，这会导致客户使用时行驶里程短，交由BMS管理系统厂家处理。）

3、若以上检查都是正常的，需要将车辆暂留。待充满电后，由4S店工作人员做车辆里程测试。由于个人驾驶习惯，不同的路况，车辆行驶环境都会对车辆续行里程数产生一定影响。

4、SOC与OCV（开路电压）关系对照表：单位 （V）

6、 iEV4代车辆仪表上电量指示表下降快故障分析

S0C在行驶过程中下降快，打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据，查看SOC下降幅度，15%以内属于电量正常修正范围，不考虑故障。

打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据，若大于15%的修正范围，需要检查数据故障代码是否报有0xa040故障，在行驶过程中动态压差大于I（放电电流）x 2+70mV，此时会出现SOC下降快的现象，需要对电池进行维修。

打开BMS读取历史故障软件，连接整车，读取历史数据，SOC急剧下降，修正幅度大于30%，检测电压最高最低的电池为相邻两节，且二者相加的电压平均值约等于电池组平均单体电压，判断为BMS管理系统厂家故障，交由BMS管理系统厂家处理。下图为电池问题导致续行里程数不足时需要对电池模块进行更换的标准：

五、 iEV4代动力电池维修流程及流程图

在上所描述的故障分析判断中，确认是电池故障后，需要对电池进行维修：

1、首先将检测到的故障数据对应该车辆的车辆信息保存好，将整车电池充满电后，拆下故障电池进行处理。

2、一、二、三代车在维修电池时需要拆卸行李箱与后座椅两块电池组。

3、由于更换上的电池模块是满电状态的，所以在维修之前需要对电池组进行均衡补电处理，以保证整箱电池95个单体模块在维修好之后都处于满电状态，提高整组电池的一致性。

4、四代车电池由于本身有主动均衡的功能，在拆卸之前只需整组电池充满电后拆卸故障电池组就可以维修了。

（注意：

1、将维修时需要使用的工具做好绝缘处理，螺丝刀、扳手等、防止误操作造成电池短路！

2、操作过程中请取下戒指，手表、项链等随身携带的金属物件，防止误操作引起电池短路，造成人身伤害和财产损失！

3、不得有裸露在外的高压连接端子，应在拆卸时立即使用绝缘胶带包裹好，防止误操作造成电池短路！

4、操作过程中不得有金属物件遗留或掉落在电池组上，防止造成电池短路！

5、若因操作不当或其它原因导致电池组（或电池模块）冒烟、起火等严重安全事故时，在保证人身安全的前提下，迅速断开电池系统回路并对电池失效部分使用电气消防器材进行灭火、覆盖、冷却，降低事故形态，并第一时间联系厂家售后人员！)

5、具体流程图

六、结束语: 随汽车智能化、集成化与大数据技术的不断应用，在机电一体化发展的背景下，诊断技术也向设备智能化、数据共享化、信息网络化的方向发展。互联网的大力发展使得车辆售后服务部门通过车上自诊断系统对车辆进行远程诊断的设想成为现实，并通过云端存储检测技术，从而实现检测数据的实时反馈和交互共享，大大提高了车辆检测诊断效率。

参考文献:

1、国轩电池有限公司企业内部资料

2、合肥公交集团技术部企业内部保养技术资料