纯电动汽车动力系统故障分析

闫云敬 吴津宇

摘要：在纯电动汽车的构造上，动力系统是核心，其包括着驱动系统和能源系统两个子系统。本文阐述了纯电动汽车的动力系统的故障现象，并对各种故障进行了分类和划分，其中融合了一定的案例分析，希望对纯电动汽车的维修工作带来借鉴和参考。

关键词：纯电动汽车;动力系统;故障分析

1  纯电动汽车驱动系统的故障分析

电动汽车故障的产生，主要是因为零部件的损坏而造成的故障模式，因为零部件的长期磨损失效而造成故障模式等。

1.1 分析驱动电机故障划分和故障原因

在实际生活中，驱动电机发生故障并不稀奇，总结来看，大致可以分为以下几种情况，即运转时温度过高、能启动却不能正常使用、无法启动等。在国家标准范围内，依照故障类型，我们可以对纯电动汽车的驱动电机的故障进行适当的划分，分析每种故障类型发生的原因。

在致命故障中最为多见的是损坏型故障，不管是定子绕组故障，还是轴承和花键磨损故障都是其范围内的，是机械故障中最主要的表现形式。在致命故障中的电气故障也很常见，一般故障发生在电路板、传感器等关键部位。

严重故障中，各种故障类型都比较常见，其中发生频率最高的是功能失效型故障和性能衰退型故障，表现是纯电动汽车的动力系统的性能失调、衰退及失效。而一旦传感器、冷风机等部位发生了故障，一般属于损坏型的故障的类型，同样的，冷却系统的堵塞与渗透型故障也属于其中的内容。

一般故障中，最常见的要数电气类的故障了，例如，接触器件损坏、传感器烧毁，甚至是元器件的松脱型故障和连接元器件的松动等也属于一般故障的范畴当中。

轻微故障，顾名思义，就是一些故障的发生并不是非常紧要的，不会影响纯电动汽车的各项性能的发挥，例如电动汽车在长期的使用过程中，造成的车身外部某些零部件的丢失或者松动，或者磨损和锈化。

1.2 分析电机控制器故障类型

对驱动电机控制器的故障进行划分，主要包含：CAN通信故障、传感器故障、连接线故障等。

2  分析纯电动汽车动力系统故障类型和发生原因

纯电动汽车的电池也是故障高发处，最容易发生故障的部位包括传感器、部件线路及电池管理系统等，实践证明，这些部位的故障率最高。一般来说，依照故障发生点的差异性，可以将纯电动汽车的动力系统故障分为：线路或者连接件的故障、电池管理系统的故障及电池故障三种。

动力电池组故障中单体电池的电压电阻等数据出现了很大的不同，从而引起电池的故障比较常见。动力电池组故障中，最常见的情况是单体电池故障中出现电压的偏高，或者是单体电池故障中电压偏低。同时，纯电动汽车的电池使用性能的退化，能够引起电池内部的阻力变大，导致内容量的缩小。另外，电池的连接线出现问题，例如，线路的短路、线路的脱落、对地短接等情况，很大程度上都可能会导致电池出现故障。

3  纯电动汽车的典型案例研析

3.1 纯电动汽车故障诊断需要遵循的原则

纯电动汽车在使用的过程中，一旦发生故障，就会寻找维修技术人员进行故障的诊断和维修，而当前很多维修人员在进行故障的诊断时，最主要的还是要借助长期的经验积累，根据故障发生时的一些明显表现症状，加以思考和分析，合理判断出现故障的原因，然后再通过自己的一系列的实验进行推断的验证和排除工作。运用这样的诊断方式，对维修技术人员是有相当高的要求，不仅要有扎实的专业知识和专业技能，还要具备多年的工作积累经验，良好的专业素养及相关的技术支持等。这里所说的技术支持，主要是指纯电动汽车的生产厂家的专业技术培训、技术指导，以及提供给维修人员的诊断工具、诊断仪器、相关的电动汽车的维修指南等资料和工具。除此之外，电动汽车维修人员要具备一定的耐心和细心的工作态度，只有具备较高的电动汽车专业素养，才能高效的找到电动汽车发生故障的类型和原因，并正确的解决这些故障，保证电动汽车状态的恢复，正常行驶。

3.2 分析纯电动汽车的故障诊断方法

对于电动汽车发生故障的诊断方法，人们经常使用的方法主要有：车辆实验法、经验判断故障诊断法、解码仪诊断法及专家指导诊断方法等。随着电动汽车生产技术和使用技术的不断改进，电动汽车生产厂家会经常对从事电动汽车维修的技术人员进行必要的技术培训，让他们掌握电动汽车在生产中运用到的新技术、故障诊断新方法及新的故障的处理方法等，为维修人员面对电动汽车出现的新技术故障，不是束手无策，而是能够胸有成竹的加以有效应对。维修技术人员掌握了一定的维修知识和维修技术，再对故障电动汽车进行实地查看，仔细研究故障的表现，依据自己的所具备的专业知识和实践经验，就可以客观的查找故障发生的原因，并且借助一些专业的故障检测装备，进行有效的检测，故障原因的查找就简单、快速多了。借助于解码仪来确定电动汽车的故障处理的情况，最后进行试车，查看电动汽车的运行状况，确定之前的故障是否真正已经消除。实践证明，只要维修技术人员采用了正确的诊断方法和故障的处理方法，故障就会迅速的被找到且处理好。以上的操作是当前纯电动汽车在故障处理中常用方式，对电动汽车的维修是非常有用，而且是高效的。

3.3 纯电动汽车维修的典型案例分析

下面以北汽新能源EV200款电动汽车为例，选用恰当的故障诊断方法，开始对故障原因进行逐步的探查和分析，最后进行故障排除的过程。在实际的故障诊断和故障排除过程中，需要做好实验的准备工作：

①前期的准备工作。北汽新能源EV200款电动汽一辆;故障诊断仪器一台;数字万用表等辅助检测工具。

②适当的检测状态。动力电池电压大于90%;故障存储器中无故障存储;室内温度掌控在20℃左右。

③读取故障码的步骤如图1所示。

典型故障一：旋變传感器故障。

其一，故障狀态：READY灯不能正常工作（图2），系统故障等有提示，高压断开故障灯亮起。

其二，读取故障码：用道通诊断仪读取故障码（图3），现实故障码为U011087与MCU通讯丢失。

3.4 进行数据的收集

3.5 故障诊断的过程分析

其一，用数字万用表电压（20伏量程）对电阻进行测量。第一步，启动开关，测量供电电压。第二步，对插头2脚与24脚之间的电压进行测量，数字万用表（20伏量程）显示值为12伏。

其二，用数字万用表电阻档（如下同）测量CAN-L至CAN-H。关闭启动开关，对CAN-L至CAN-H之间电阻进行测量，数字万用表电阻档显示测量值为无穷大。

其三，用数字万用表电阻档（200伏量程，如下同）测量MCU31-VCU104与MCU32-VCU111。关闭启动开关，用数字万用表电阻档测量MCU31-VCU104之间电阻为无穷大，测量MCU32-VCU111之间电阻微小于1。

其四，检测的结果：可以确定的是，故障存在于MCU31-VCU104之间的线路上，用电脑检测仪可以有效清除故障码。

典型故障二：车载充电机故障检测。

①故障状态：行驶开关未开时，充电状态是正常的，唯一的异常是指示灯不亮;打开行驶开关后，系统提示需要充电，充电开始后指示灯显示异常。

②读取故障码：解码仪无法进入到充电机控制系统。

③数据收集：测量车载充电机供电搭，测得A16端子为0伏，测量FB02保险丝电压，测得FB02输入端为12伏，输出端为0伏。

④检测结果：FB02保险丝断了，需要更换FB02保险丝，最后经检测，电动汽车已经恢复正常。

典型故障三：驱动系统高压故障检测。

①故障的表象：READY灯不亮，系统故障灯亮起，动力系统的故障灯常亮，提示音不断。

②读取故障码：运用道通诊断仪进行故障检测，故障码显示P1033464INV高压自检超时。

③实际检测流程：其一，借用道通解码仪读取数据流，发现直流母线电压显示为0伏;其二，然后对高压线束进行检查，确定连接状况。检查过程中，发现直流母线负极出现异常，松动迹象比较明显。

④故障诊断结果：故障是由高压母线负极松动引起的，清除驱动系统高压故障，进行必要的修复后，车辆异常状况消除，电动汽车能够正常使用了。

4  结束语

综上所述，随着人类生存环境的不断恶化，新能源已经成为未来发展的趋势。作为新能源的典型代表，纯电动汽车在日常生活中日渐普及，针对电动汽车经常出现的故障进行分析，对电动汽车的发展具有积极的促进作用。

参考文献：

[1]张振鼎，吴杰灵，樊彬，王洪庆，蔡志涛.纯电动汽车动力系统效率特性试验研究与分析[J].专用汽车，2017（03）：82-87.

[2]边立健，祖全达.纯电动汽车动力电池管理系统故障分析[J].汽车与驾驶维修（维修版），2018（12）：90-91.

[3]戴能红，姜朋昌，钟国华，王春芳.纯电动汽车故障诊断与失效处理策略开发[J].轻型汽车技术，2015（Z4）：3-6，67.