新能源汽车动力电池技术综述

孙雪峰　张硕

摘要：随着经济在快速发展，社会在不断进步，我国汽车行业发展十分迅速度，动力电池是新能源汽车“三电”（电驱动、电池、电控）核心部件之一，动力电池包内包括电池模组、连接件、电池管理系统、热管理系统和电池外壳等部件。动力电池是新能源汽车的动力来源，电池的性能和质量对新能源汽车的用户体验有着重要的影响。动力电池包在装车之前都需要经过严格的检测过程，每一个环节的检测对最终产品质量都是一道保障。得益于检测体系和质量管控体系的发展，新能源汽车产业的健康发展才有了良好保障。围绕着新能源电池领域，各家检测机构不断地增加投入，从基础设施、人员配置到能力扩建，以期在新能源电池检测领域中取得自己的一席之地。

关键词：动力电池;维修;诊断

引言

1新能源汽车动力电池管理系统

在新能源汽车中，动力电池管理系统（BMS）通常低单体电压、总电压、总电流和温度等进行实时监控采样，并将实时参数反馈给整车控制器。动力电池管理系统，一方面对电池性能参数今夕鞥监控、实时电性能管理，另一方面，还可以进行应用环境管理，对电池开展加热和冷却处理，使得电池保持在优良的环境温度内。一旦动力电池管理系统出现问题，就不能对电池进行准确的监控，不能估计电池的荷电状态，使得电池的充电处于不受控的状态，过充、过放、过载及过热等问题都可能发生，不仅严重影响电池的性能，而且还对电池的使用寿命造成一定的损害，不利于汽车的安全行驶。

2新能源汽车动力电池检测存在的主要问题

2.1单体欠压

单体欠压是目前最常见的动力电池故障，虽然电芯质量相比以前有很大提高，但动力电池组要用到大量的单体电芯，以长城汽车旗下的欧拉品牌为例，一台60KWh的欧拉好猫就由108颗单体电芯组成，如果有一颗电芯出现低压情况，随着车辆的使用，电池老化，就可能引起此电芯所在串的低压。单体欠压故障比较容易判断，但需要我们掌握单体电芯电压工作范围、报警阀值、电池厂家规定欠压标准，重点听取或询问驾驶员行驶里程有无缩短，车辆限速或无法行驶时，剩余多少电量。如果仪表有最低最高单体电压显示，可快速查看仪表，确定具体数值和所在串数编号;若无，可利用USBCAN等工具，调取历史数据确定。单体欠压故障易判断，但维修时要注意两个事项，一是要确定单体欠压数量，一共有几串出现欠压，二是如何保障与电池组电量一致。对于第一个，可通过读取历史数据或放电末期数据得到;第二个处理方法，通常采用满电状态下，更换低压单体，或者利用均衡设备对整个电池组进行均衡。

2.2绝缘的故障问题

新能源汽车的动力电池管理系统中，工作线束的接插件内芯和外壳短接、高压线破损与车体短接会导致绝缘故障，同时电压采集线破损与电池箱体短接，也会导致绝缘故障。诊断方法如下：其一，高压负载出现漏电的情况。一旦出现这种情况，我们需要及时的断开DC/DC、PCU、充电机、空调等设备，直到找到真正的故障原因，及时对发生故障的零配件进行维修或者是更换新件儿。其二，高压线或连接器出现破损的情况。在出现这个状况时，就需要用到兆欧表，利用兆欧表进行实际的测量，依照测量的结果，最后确定故障的出处，对出现问题的配件进行及时的维修或者更换新件。其三，电池箱进水或者电池漏液情况的发生。一旦出现这样的情況，要对电池箱内部进行彻底的清理，并进行干燥处理，一旦电池不能正常使用，就要及时的更换电池。其四，电压采集线出现损坏。一旦出现漏电状况，就要对漏电部位进行准确的判断，并对破损的线路进行修补和更换。其五，高压板检测出现错误。如果是高压板检测出现误差，就要考虑高压板出现了故障，及时的采取更换的措施。

2.3单体电压跳变

单体电压跳变是动力电池另外一种常见故障，但因为这类故障持续时间短，数据难收集，诱发原因多，造成判断难度大、排查繁琐。维修分析此故障，除了要掌握电芯电压工作范围、报警阀值外，还需要我们熟悉电池组采压原理及其线路，询问驾驶员故障出现后是否有重启车辆，重启以后现象，剩余电量有无变化，出现故障时工况情况，仪表故障时报警情况等等。可通过专用软件或设备读取历史数据，或者调取T-BOX平台数据，若无T-BOX平台又无读取历史数据功能，只能通过上位机监控软件，实车路试截取，确定故障所在串数编号。单体电压跳变原因较多，包括采压线虚焊、采压线插件接触不良、电池管理系统采压异常、大电流干扰等等，需要我们由易到难，一一去排查。

3新能源汽车动力电池检测未来主要发展方向

3.1均衡管理

电池系统内单体一致性对系统的续航能力、运行寿命、安全性等方面具有重要的影响。BMS的均衡管理则是解决电池系统一致性的重要举措，一般分为能量非耗散式的主动均衡和能量耗散式的被动均衡两种。主动均衡控制复杂，成本较高，多应用于乘用车。被动均衡方式简单，价格便宜，但不利于电池能量充分利用，多应用于专用车、商用车等车型。均衡管理作为BMS的重要功能之一，但在QC/T897-2011标准中尚没有BMS均衡管理检测项目。因此，增加BMS的主动均衡和被动均衡检测是完善BMS标准化的必然趋势。

3.2未来检测服务模式

未来检测服务模式应该是“一站式”的检测服务模式和定制化检测服务模式，需要检测团队深入了解客户产品信息，针对客户要求或者标准制定完整的测试大纲及保障方案，项目实施中需要检测机构衔接好主机厂、下游配套企业之间的关系。这种模式主要依赖检测机构和客户之间高度的信任。随着新能源汽车动力电池检测行业的深入发展，这种模式也会越来越多地被采用。

结语

新能源电动汽车的发展离不开其动力系统技术的不断研究与提升，这需要我们继续加强对动力电池系统内各组件的设计工作的探索，不仅要对动力电池系统进行更加科学合理的设计，更要保障系统的各方面性能指标，以更好的推动新能源汽车产业的发展。

参考文献

[1]敖翔.以新能源汽车为例探讨燃料电池的研究现状及发展前景[J].现代工业经济和信息化，2018，8（15）：50-52.