新能源汽车动力系统的维护与保养探析

李东旭　宋海东　张忠义　郭向荣

摘 要：新能源汽车由于节能环保的突出优势而快速发展。新能源汽车主要由动力电池提供能源、由电机驱动汽车行驶，是新能源汽车动力系统的核心。针对新能源汽车进行维护保养，可以保障汽车正常运行，延长汽车的使用寿命，确保驾驶员的生命安全。通过归纳新能源汽车车身、电气、底盘的维护保养，对比常规内燃机汽车维护保养的内容，总结新能源汽车电池、电机、充电系统的维护保养事项，归纳维护与保养作业的准备工作，为相关从业人员提供技术参考，具有一定借鉴意义。

关键词：新能源汽车 动力电池 驱动电机 充电系统 维护保养

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

由于低碳环保理念获得了人们的普遍认同，加之石油短缺、环境污染、温室效应的问题，新能源汽车发展前景非常宽广，我国新能源汽车产业驶入了高速发展的黄金期。

国家高度重视新能源汽车产业的发展，提出了高瞻远瞩的发展战略。“十四五”规划和2035年远景目标纲要指出，未来将聚焦新能源汽车等战略新兴产业，提高新能源汽车核心技术的自主研发水平。国家积极推广新能源汽车的应用，实施一系列优惠政策鼓励企业研发新能源汽车技术，扶持上下游产业链布局，加强新能源汽车的自主生产制造，扩大新能源汽车的市场规模，拉动产业经济保持飞速增长，新能源汽车未来仍然持续保持良好发展态势，稳定在产业发展黄金时期[1]。

据中国汽车工业协会公布，2022年我国新能源汽车生产705.8万辆、销售688.7万辆，连续8年蝉联世界第一，我国名副其实成為新能源汽车产销大国，越来越多人们推广并使用新能源汽车，新能源汽车取代传统汽车是大势所趋[2]。

2 新能源汽车的维护与保养

2.1 新能源汽车维护与保养目的、意义

汽车维护与保养主要是检查汽车驾驶性能，保障汽车维持在最佳工况，防止发生交通事故，保障人员的生命安全。

传统汽车维护保养的技术成熟，如何针对新能源汽车进行维护保养是很多汽修人员面对的难题。汽车动力电池、电机构成新能源汽车动力系统核心，新能源汽车采用锂离子电池、氢气等新型能源来取代传统汽车使用的汽油、柴油等化石燃料，采用驱动电机代替内燃机为汽车提供动力，可以避免由于非可再生能源枯竭导致能量匮乏的问题，节约自然资源[3]。汽车在行驶过程中不会产生毒害气体的排放，防止雾霾产生，降低温室效应，保护环境。采用新型结构、新技术，与传统汽车结构既有相同、又有差异。采用无极变速系统替代传统汽车变速系统，采用线控制动技术、线控转向技术提高汽车行驶性能，制动能量回收技术进一步提高了汽车续航里程，节约能源。

未来新能源汽车越来越普及，需要更多的专业汽车维修人员熟悉新能源汽车的维护作业流程，掌握新能源汽车动力系统结构与常见维护保养技巧。为新能源汽车的正常运转保驾护航。

2.2 新能源汽车维护与保养要点

新能源汽车常规项目的维护与保养与传统内燃机汽车要求相同，主要内容如下所述。

（1）车身方面的维护保养，包括检查汽车外观，确保车身无破损，车窗正常升降，车漆完好无污垢，日常保养时可以选择中性清洗剂对车身进行清洁，防止污垢和动植物残留物对车身造成腐蚀。

（2）电气方面的维护保养，例如检查汽车照明系统，确保信号灯正常，保障汽车夜间安全行驶。检查雨刮是否完好，运转正常，橡胶无老化破损。检查汽车空调系统，定期清理更换空滤，补充制冷剂。

（3）底盘方面的维护保养，例如检查轮胎胎压是否正常，如果轮胎超过使用周期要及时更换。检查并更换润滑油，避免污垢对机械部件造成磨损、发生锈蚀，降低使用寿命。检修更换汽车常见的易损件，确保汽车制动、转向系统安全可靠。检查传动轴，确保无异响、开裂等现象。

新能源汽车除了进行常规的汽车维护保养项目外，还要进行定期维护保养，通常每半年或一万公里进行一次一级维护、每一年或两万公里进行一次二级维护[4]。

3 新能源汽车动力电池的维护保养

3.1 新能源汽车动力电池

新能源汽车采用的动力电池主要以化学电池为主，包括铅酸蓄电池、碱性电池、锂离子电池。铅酸蓄电池问世悠久、技术成熟、性价比高，广泛应用于各类动力设备，其缺点是比能量较小、使用寿命较短，不适用续航里程远的新能源汽车。镍氢电池是目前应用最广泛的碱性电池，它的比能量、循环寿命优于铅酸蓄电池，但是其存在记忆效应。锂离子电池比能量大、续航里程长，循环寿命长，因其突出的优势近年来快速发展壮大，广泛应用于新能源汽车作为动力源[5]。

锂离子电池目前主要包括钴酸锂、锰酸锂、三元锂、磷酸铁锂几类，我国新能源汽车市场份额较大的比亚迪电动汽车采用的电池主要材料为磷酸铁锂电池，该锂离子电池相比较其它锂离子电池性价比高、电池循环使用寿命长、功率密度大、安全性能优良、高温稳定性好[6]。

3.2 动力电池的维护保养

动力电池为汽车提供能量，如果出现故障，汽车将无法行驶，因此需要定期对电池进行维护与保养。

维护时主要检查动力电池外观是否有磕碰、漏液、出现裂纹等现象，如果电池外壳出现破损、渗漏问题要立即进行检修。检查电池与底盘是否连接可靠，如有松动、异响应及时修复。注意检查接头状态，有污垢、锈蚀要及时清理，防止接触不良引发事故。检查各连接件如有变形、松动等问题要及时更换。

电池管理系统BMS负责监测电池的状态信息，能够进行故障诊断报警并采取相应措施排除电池故障。BMS检测锂离子电池的电压、电流、温度等参数，如果出现异常，将启动安全保护，防止电池发生事故。如图1所示为锂离子电池的检测，维护BMS主要检查供电线路是否正常，与整车控制器VCU的通信连接是否正常。

此外，日常使用中注意防止电池暴露在极端温度环境中，外界环境温度过高或过低，都会影响电池的使用寿命，严重时甚至能够引发自燃、爆炸等事故。注意避免长时间加速行驶导致大电流持续放电，否则会影响电池的使用性能。汽车长时间不用，需要定期检查蓄电池电压，保证蓄电池电压处于安全范围。

4 新能源汽车充电系统的维护保养

动力电池的电能来源于外网电源，通过充电系统提供。如果充电系统发生故障，例如针脚断裂、虚连，线路老化引发短路、断路等故障都会影响充电系统正常运行。充电设备根据使用场所包括两类：大型服务区或停车场普遍建设充电站，采用380V交流电；家用充电设备包括充电桩、车载充电器等，采用220V交流电。

充电系统的维护主要监测系统运行时的电流、电压、温度，如果温度过高或过低，或者电流超过安全值都会引发充电系统不能正常工作。充电前应检查充电指示灯是否正常，如果异常首先排查保险是否熔断，再进一步排查插头是否松动导致不能充电。充电环境温度保持在-20℃～60℃，保证系统正常充电。充电场所保持阴凉通风有利于汽车电池组散热，防止温度过高。充电电源电压保证稳定，避免用电功率过大，否则容易引发充电中断。

5 新能源汽车驱动电机的维护保养

5.1 新能源汽车驱动电机

传统汽车采用内燃机驱动汽车行驶，不可避免排放大量有毒有害气体。电机使用电能驱动汽车运行，高效环保、质量轻、体积小、维修方便、可以实现制动能量回收，具有突出的优势。目前新能源汽车广泛使用永磁同步电机、永磁异步电机。永磁同步电机因其效率高、功率大、调速好、体积小、重量轻等优点，是目前最广泛使用的汽车驱动电机，如图2所示为永磁同步电机。和永磁同步电机相比，永磁异步电机效率略低，调速性能不佳，不适用于大功率、低转速场合，但是其成本低、结构简单、维护方便，仍然被部分车型所采用[7]。

5.2 驱动电机的维护保养

驱动电机的日常维护保养主要检查电机外观是否完好，没有锈蚀、污垢、裂纹、变形，运行后是否有异响，发现异常应及时排除。检查电机定子绝缘阻值是否符合标准，防止短路、断路引发异常。电机控制器MCU接收VCU指令，控制电机正常运转，如图3所示为MCU的检测。注意检查驱动电机和MCU冷卻液，确保电机运行时及时散热，若温度超过140℃电机将无法正常运行。使用电机测功机测试电机输出转矩、转速、输出功率等性能。检测MCU供电与通信线路，避免驾驶员指令不能传达，确保电机运行时的电流、转速等参数及时反馈到控制系统。

6 维护与保养作业的准备工作

6.1 维护保养的工位准备

安全整洁的工位有利于维护保养作业的顺利开展。在维护保养作业前，要设置并检查安全警戒线，防止无关人员误入到作业区内，引发安全事故。同时要安放安全警示牌，提醒附近人员该工作区域内正在进行高压作业，非工作人员严禁入内。检查灭火器材是否完好，保证灭火器压力指针处于表盘绿色区域范围之内，防止意外情况发生，避免生命和财产发生损失。检查汽车举升机是否正常，液压油处于安全值，支车橡胶垫没有破损，举升机运行可靠无异响。检查维护工具，组合工具箱齐全，测试仪器良好可靠，辅助设备齐全，整理好工位。

6.2 维护保养的车辆准备

车辆准备工作主要包括放置安全挡块，铺设车内五件套、车外三件套，铺设绝缘地垫等作业。将挡块放置在车辆的左前轮和右后轮位置，防止在维护作业时车辆发生滑动撞伤人员引发安全事故。分别铺设前挡、左翼子、右翼子板布，车内放置好地垫、方向盘保护套、座椅保护套、档杆保护套、手刹保护套，用于在维护作业时避免污染弄脏车辆，保持车辆的干净整洁。

新能源汽车与传统汽车的重要区别在于使用高压电源，因此在维护作业时一定要铺设绝缘地垫，防止作业人员发生触电危险引发安全事故。铺设完绝缘地垫要及时检查地垫与地面绝缘性，戴好绝缘手套，使用专用绝缘测试仪，根据新能源汽车动力电池电压，选择500V电压档，测试地垫、地面之间阻值应保证绝缘等级良好。

6.3 作业人员的准备工作

新能源汽车作业人员除具备汽车维修工职业资格证书外，必须获得新能源汽车系统维护与保养作业培训，考核合格获得相应证书后方可对新能源汽车进行作业。

作业人员进行新能源汽车高压电气部分检查前，必须做好人员自身防护，主要包括以下项目。检查佩戴护目镜，护目镜应外观无破损、镜片清晰，佩戴无晃动不脱落，防止作业时金属飞屑、有害液体等误伤工作人员眼睛。检查并佩戴安全帽，安全帽绝缘等级符合安全要求，外观无破损，佩戴合适无晃动，防止头发卷入机器以及高空坠物砸伤人体头部。检查并穿戴高压防护手套，手套绝缘等级符合高压作业要求，人工检查手套无漏气方可使用。作业人员应穿戴工作服、绝缘鞋，做好个人防护是保障生命安全、进行新能源汽车维护作业的必要前提。

7 总结

新能源汽车动力系统的维护与保养关乎驾驶员的生命安全，良好的维护保养作业可以延长汽车的使用寿命，保证车辆安全可靠运行，提高电能使用效率、节约能源，因此对动力系统进行维护保养具有积极的意义。随着新能源汽车的快速推广，亟需更多的新能源汽车维护保养作业人员。

新能源汽车与传统内燃机汽车相比，新能源汽车的动力系统使用动力电池、驱动电机，因此其维护与保养比较传统汽车有更高的要求。通过总结归纳新能源汽车车身、电气、底盘的维护与保养，重点分析了新能源汽车动力电池、BMS、充电系统、驱动电机、MCU的维护与保养，同时总结了新能源汽车维护与保养作业的准备工作，为相关从业人员提供技术参考，避免发生安全问题引发事故具有借鉴意义。

参考文献：

[1]国务院. 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[EB/OL].2021.

[2]中国汽车工业协会. 2022年汽车工业产销情况[EB/OL].2023.

[3]顏乐平，成姿，周常飞等.电动汽车的发展现状与未来趋势分析[J].电工技术，2019，No.508（22）：148-149.

[4]李志国，秦啸.探究电动汽车维护内容及技术标准[J].内燃机与配件，2020（20）：135-136.

[5]关云霞，梁晨.新能源汽车技术[M].北京：机械工业出版社， 2018.

[6]吴明山.新能源汽车技术发展现状和趋势分析[J].山西青年，2019（09）：180.

[7]陈新，潘天堂.新能源汽车技术[M].南京：南京大学出版社， 2019.