新能源汽车动力电池故障的诊断与维护分析

樊凯　杨丽杰

摘 要：科学技术的发展和硬件设备的更新，为新能源技术的开发和利用创造了有利条件，相关技术在不同行业中的应用日益深入，为我国的可持续发展做出了杰出的贡献。新能源也逐渐成为很多行业的发展方向，新能源汽车是其中的代表，与传统的汽车类型相比，新能源汽车的各项性能得到显著提升，尤其是在环保性上，动力电池作为新能源汽车中的关键组成，关系到汽车的安全稳定运行，因此加强对该系统的诊断和维护分析很有必要。

关键词：新能源汽车 动力电池故障 诊断 维护 分析

Diagnosis and Maintenance Analysis of Power Battery Faults for New Energy Vehicles

Fan Kai，Yang Lijie

Abstract：The development of science and technology and the update of hardware equipment have created favorable conditions for the development and utilization of new energy technology， and the application of related technologies in different industries has become increasingly deep， making outstanding contributions to the sustainable development of China. New energy has gradually become the development direction of many industries， new energy vehicles are one of the representatives， compared with the traditional car type， the performance of new energy vehicles has been significantly improved， especially in environmental protection， power battery as a key component of new energy vehicles， related to the safe and stable operation of the car， so it is necessary to strengthen the diagnosis and maintenance analysis of the system.

Key words：new energy vehicles， power battery failure， diagnosis， maintenance， analysis

1 引言

新能源汽车的发展不仅顺应了低碳环保的发展主题，同时也能满足当前的时代潮流。新能源动力汽车电池与新能源汽车之间的联系较为紧密，有效规避动力电池的故障，有助于提高汽车运行的安全性和稳定性。在新能源汽车动力电池的开发中，涉及到材料学、热力学和化学学等多个学科，加强对动力电池故障的诊断和维护，成为新能源汽车生产和维护中的一项关键性任务。

2 新能源汽车动力电池管理系统的概述

我国的新能源汽车起步时间比较晚，在早期规模并不完善，因此在新能源汽车的研发上还存在很多不足和问题，近年来，欧美国家的新能源汽车进入全新的历史发展阶段，但是由于电池系统涉及到的技术较为复杂，包括能源管理系统、电池技术和电机驱动和控制技术等。为了保障电池的稳定运行，需要从电池生产、电池运输和电池存储等不同环境开展安全控制管理工作。结合新能源汽车的实际发展情况来看，石墨烯等新型材料在电池研发中的应用日益深入。

信息化技术和设备的应用为信息化管理的实现奠定了坚实的技术基础，在新能源汽车中，一般都会配备动力电池管理系统，结合新能源汽车的发展来看，动力电池管理系统主要有以下几项功能：首先对温度进行控制，能够结合不同应用场景下的负载，及时对电池温度进行控制。避免电池出现温度过高或者过低的情况，一旦电池管理系统出现了问题，就会对电池寿命和使用性能产生负面影响，严重时还会使得电池失去控制，引发一系列的安全事故；其次是对电池的一些关键性信息和参数进行实时监控，帮助专业的技术人员实时开展系统调节工作，也是提升汽车运行稳定性和安全性的有效举措。

3 新能源汽车动力电池的工作原理及优缺点

3.1 工作原理

该类动力电池的工作原理相对较为简单，实现对该类电池的有效应用，能够帮助工程施工人員实现对能源成本的有效管控。在电力能源的发展初期，虽然有一些专业的技术人员开展了新能源电池的研发工作，但是受到电池材料和电池技术的阻碍无法推进。泡沫石墨烯等新型材料的应用为新能源汽车动力电池的工作注入了全新的活力。得益于石墨烯材料的特殊结构，能够对钠离子进行吸收，高效完成电池的充电和放电，对于提升电池运转的稳定性和安全性有着巨大的帮助。

3.2 优缺点

新能源动力电池与传统的汽车电池相比，在续航里程时间上得到了有效的提升，同时充电速度也实现了大幅的提高，之所以能够减短电池的充电时间，主要得益于石墨烯材料的良好导电性。结合新能源汽车电池的后期维护工作来看，电池的循环性也得到了一定的提高。在经过7500次充电后，电池也不会发生什么较大的变化，即便是长期的使用，也不会对周边的居民产生什么较大的负面影响，符合电池生产和使用的具体需求。通过相关的试验可以得知，即便是在电池内塞入电钻，也不会引发燃烧和爆炸等安全隐患，从长远角度来看，也能够有效降低电池的生产和维护成本。

4 新能源汽车动力电池的分类

4.1 燃料电池

燃料电磁能够借助氧化剂和燃料之间的电级作用，将化学能转变为电能，与传统的蓄电池和充电电池相比，燃料电池不需要进行充电操作，同时蕴含的能量也更为庞大，后期的维护工作较为简便，电池的使用寿命也得到有效的延长，电池的供电功率也有显著的提升。结合电解质材料的不同，可以将燃料电池细分为质子交换燃料电池和碱性燃料电池，不同的燃料电池有着不同的适用场景，因此在电池故障的诊断和维护上也需要采取不同的应对策略。

4.2 蓄电池

蓄电池是保障汽车动力能源的一种位置动力源，可以细分为锂电子电池和镍铬。结合锂离子电池的实际发展情况来看，锂离子电池的资源较为丰富，再加上成本也并不昂贵，因此在汽车电池生产中的应用较为广泛。

5 新能源汽车动力电池维护与保养的现状

5.1 无法匹配设计结构

在后期的电池维护和保养工作中，为了保障后期工作的稳步推进，首先要明确电池的内部设计结构，尤其是管理系统与电池系统设计结构之间的匹配性。一些汽车企业在新能源汽车的规划中，无法充分符当前国内汽车企业的发展趋势进行分析，从长远角度来看，不仅影响了汽车行业的发展，同时也在无形中增加了电池检修人员的工作压力。

5.2 管理意识较为淡薄

合理的管理意识能够为后期的管理工作提供正确的指引和导向，虽然新能源汽车的开发和应用关系到经济社会的后期发展，但是相关电池正处于关键的起步阶段，因此多数企业的管理人员都是将汽车的制造和管控作为日常工作中的重点。很多企业员工和领导层都忽略了动力电池维护和检修工作的重要性，如何推进管理意识的转变成为电池维护和保养工作中的关键任务。

5.3 电池技术水平较低

我国新能源汽车正处于关键的发展阶段，因此电池技术水平相对较低，尤其缺乏对电池结构和电池性能的研究和分析工作。一些电池在设计和使用过程中无法契合大众的实际需求，缺乏实质性的新技术，不仅无法设立具有权威性的电池评价标准，同时也会对动力电池的安全性和可靠性产生负面影响。

5.4 缺乏专业技术人才

专业技术人才能够大幅提升电池维护和保养工作的针对性，对于提升电池的维护和保养质量有着重要的影响。但是结合我国相关行业的实际发展情况来看，专业性的技术人才相对较为匮乏，由于相关行业属于一种新兴产业，因此缺乏对电池保养人员和技术人员的指导工作，电池维护和保养人员缺乏对电池管理工作的正确认识和了解，导致在后续的电池检修工作中，忽略了电池维护和保养工作的重要性。因此，推进综合性专业人才的培养也成为新能源汽车动力电池维护和保养中的关键性任务。

6 新能源汽车动力电池的常见故障诊断与维护

6.1 预充电故障

预充电故障的成因较为多样，主要可以细分为以下几项：首先是主保险或者预充电阻出现了故障，在后期的检测工作中如果发现预充电组或者预充电的主保险存在风险或者出现了异常，需要及时进行零部件的更换，能够减少动力电池中的风险因素；其次，主板出现了故障，该种故障的成因主要表现为充电继电器无法及时闭合，在后期的诊断工作中，要对充电继电器的电压进行测量和控制，如果没有达到相关的标准和要求，可能就是主板出现了问题，需要及时对主板进行更换；第三，外部高压部件故障，如果BMS预充电过程中出现了故障或者问题，可能就会出现断开的情况，但是并不会对预充电产生影响，这时一般可以诊断为外部的高压部件出现了故障，可以通过分段处理的方式对高压接线盒等零部件和设备进行检查，完成故障点的定位和处理工作。

6.2 温度异常故障

温度异常故障也是动力电池中较为常见的一类故障。鉴于该类故障的成因，主要有以下几项：首先，考虑是BMS的硬件出现了故障，一般表现为相关的系统无法及时获取相关的信息和数据，同时温度传感器的探頭线束能够正常运行，这时一般考虑是BMS硬件出现了故障，在出现了该类故障后，要及时对相关部件进行更换，从而保障线路的稳定运行；其次，温度传感器出现了故障，温度传感器的故障需要进行排查，如果是单个温度数据出现了问题，需要对对接插头进行排查，如果并没有出现故障，一般判断为是传感器出现了故障，需要及时进行检修和更换；第三，连接线松动故障，通过对对接插头部位的检查，如果线路出现了脱落或者松动的情况，需要及时采取有效的加固措施，也能在短时间内解决相关故障。

6.3 电压异常故障

电池管理系统出现电压异常故障后，也会对动力电池的运行产生负面影响，针对该类问题的成因，首先考虑是采集线保险丝出现了故障，针对该种故障的诊断，一般需要安排专业的技术人员对保险丝进行测量和检查，如果保险丝的阻值超过了额定标准，大多是保险丝出现了故障，需要及时进行更换；其次，从板故障，针对该类故障主要是通过电压的测量来进行诊断，对采集电压与测量电压进行对比，如果出现了较大的差异，一般考虑是从板出现了故障；第三，电池欠压故障，如果电池存在欠压问题，会导致电压出现异常，针对该类故障的诊断需要应用万用表，对监控电压值与测量电压值进行对比，如果偏差较大，一般是电池出现了问题，需要及时对电池进行更换；最后，采集线段子故障，如果采集线端口出现了松动或者连接失常的情况，都会对单体电压的采集结果缠身负面影响，这时可以借助轻摇法进行判断，如果采集线出现了损坏的情况，及时进行更换，如果出现了松动的情况，采取相关的加固措施。

7 新能源汽车动力电池的维护和保养策略

7.1 开展定期检测工作

合理的检测工作能够对动力电池中的一些潜在风险和隐患进行把握，有助于提升新能源汽车运行的稳定性和安全性，但是结合我国相关行业的实际发展情况来看，一些行业为了减少管理工作量，忽略了定期检测工作的重要性。想要保障定期检测工作的稳步推进，主要有以下几项要点：首先，推进电池组的检查工作，对电池的内部结构进行清理，避免电池内部存在灰尘等各类杂物，如果在检查的过程中存在各类污染物，可以通过空气压缩法等多种方式进行清理，同时对电池组的外壳进行检查，保障电池组外壳的完整性，尤其是裂纹和形变问题，对电池盖和托盘之间的密封性进行控制，提升车身和电池的连接性，实际上也有助于提升电池运行的稳定性。

其次，安排专业的技术人员对电池的连接状况进行分析和把握，保障极柱连接的稳定与安全，如果相关部件出现了腐蚀的情况，及时对相关零部件进行更换，避免电池组温度导电带和单体电池连接点之间的连接出现松动，在后期的充电过程中，要保证插头接触和插座之间的安全插入，避免出现脱落的情况。

最后对系统中的漏洞进行检测，在大多数情况下，为了保证电池中电流的稳定性，一般需要将锂电子电池组的电压控制在300v左右，对于电力技术人员来说是一项严峻的挑战。此外，日常维护工作的推进也显得尤为重要，因为如果电池反复充电和更换，也会对其使用时间产生负面影响，这时需要聘请专业的电池维护和保养机构对动力电池进行修复。在日常的检测工作中按照相关的管理方案推进管理工作，加强对电压、电流等关键参数的把握，不仅能够规避一些常见的电力故障，也能降低检修成本。

7.2 加大科技研发力度

我国新能源动力电池的发展周期比较短，一些核心技术还需要依靠其他的发达国家，尤其是一些关键的零部件，伴随我国科学技术的进一步发展，在零件自主研发领域中取得了一些成就，但是同发达国家之间还存在明显的差距，加大对动力电池零件功能和质量的重视显得尤为重要。

结合我国的动力电池的生产和养护工作来看，也具有一定的价格优势，因此在提升购买量的过程中，不仅要延长使用时长，同时也要保障动力电池的各项性能。相关行业的工作人员要借助以往的经验积累，明确动力电池研发、故障诊断和养护工作中的一些薄弱之处，有针对性地推进科技研发工作，不仅能够减少电池故障诊断和维护中的一些风险因素，同时也能为后期的故障诊断和维护工作创造有利条件，对于我国新能源汽车行业的建设和发展有着重要意义。

7.3 推进专业人才培养

专业性技术人才的培养能够为电池故障的诊断和维护奠定坚实的人才基础，结合我国新能源汽车动力电池的研发和养护工作来看，专业性的技术人才较为匮乏，因此推进专业性技术人才的培养很有必要。针对专业性技术人才的培养，首先，要结合电池故障诊断和养护工作的实际需求，制定科学的人才培养计划，有助于大幅提升人才培养工作的效率和质量；其次，借助信息化技术构建信息化学习和交流平台，为不同专业性人才的沟通和交流提供高效的平台，也是提升人才培養效率和质量的有效举措；最后，推进不同企业之间的合作，因为不同企业有着不同的企业文化，在电池研发和生产技术上也存在一些差异，因此为相关人才提供更多的实践机会显得尤为重要，不仅要致力于维修技术和养护技术的发展，也要推进技术和理论的进一步融合。

8 结语

新能源动力电池作为新能源汽车中的关键部件，关系到整个汽车的行驶质量和行驶安全，针对不同类型的电池故障，需要采取不同的诊断和维护方法。相关技术人员在日常的电池维护工作中要发挥自身的能动性，紧跟行业和时代的发展脚步，加强对新型电力诊断技术和电力维护技术的应用，同时加强电池诊断和维护经验的积累，为新能源汽车行业的发展提供保障。

参考文献：

[1]尹泉.新能源汽车故障维修关键技术探究[J].内燃机与配件，2021（20）.

[2]张微.新能源汽车电池技术发展瓶颈分析及对策研究[J].金属功能材料，2021（01）.

[3]钱伯章.复旦大学提出纤维电池规模化生产路线[J].合成纤维工业，2022（02）.

[4]张利.新能源汽车动力电池压差故障与维修技术研究[J].时代汽车，2022（08）.

[5]李小静.郑州市新能源汽车动力电池回收产业发展研究[J].南方农机，2020（16）.