新能源汽车的常见故障及维修关键技术

摘要：新能源汽车尾气排放量少、环境污染相对较小、驾驶体验好等特点受到越来越多人的关注，保有量不断增加。随着保有量增加而导致安全问题日益突出，新能源汽车的故障严重威胁着驾乘人员的安全，制约着新能源汽车产业发展。本文从新能源汽车概念、分类介绍了新能源汽车的常见故障：电动机驱动系统故障、电池系统故障、变速器故障、空调故障及其他常见故障，也对常见故障的诊断、维修技术进行了总结。新能源汽车检修过程中不同于传统汽车维修，本文阐述了新能源汽车维修过程的安全要求，为从事汽修人员安全提供参考。

关键词：新能源汽车；故障；维修

中图分类号：U46

新能源汽车采用全新的电池、油电混合等作为动力，很大程度上降低了汽车尾气排放量，同时有利于节约能源，改善环境质量。尽管在全生命周期上新能源汽车有不利于环境的因素，但其良好的驾驶体验及经济性使新能源汽车销量有较大提升。由于新能源汽车发展时间较短，作为新型汽车应研究总结汽车在检修过程中典型的故障问题，分析常见故障原因。在新能源汽车维修实践中总结、探索检修技术，不断迭代符合时代发展的关键技术十分必要。在新能源汽车检修过程中维修人员应提高安全意识、掌握安全知识、归纳安全注意事项，所以分析新能源汽车常见故障、总结常见故障诊断维修方法为今后新能源汽车产业发展起着重要作用。

1新能源汽车概述

我国新能源汽车在21世纪开始发展，根据“三纵”“三横”发展计划，新能源汽车生产技术逐渐成熟、销量逐渐增加。随着全生命周期概念引入，定义新能源汽车概念十分必要，新能源汽车分类发展后掌握汽车故障诊断维修关键技术对客户用车体验提升有较大作用。

1.1新能源汽车概念

与传统汽车相比，新能源汽车有新的动力能源结构和新的制造技术。目前使用较多的新能源汽车以电动汽车为主，其能减少燃油消耗、降低尾气排放。新能源汽车融合动力控制和驾驶体验先进技术，技术原理及车辆机构有了新的先进方向，所以我们一般定义新能源汽车为综合汽车动力控制和驱动方面的先进技术形成的具有先进技术原理、新技术和新结构的汽车［1］，其采用非常规的车用燃料作为动力来源（或采用常规车用燃料，采用新型车载动力装置）。

1.2新能源汽车主要类型

新能源汽车主要包括纯电动（BEV及太阳能汽车）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（HICEV）、氢发动机汽车，以及其他新能源汽车等［2］。

新能源汽车在目前阶段的维修主要有混合动力汽车和电动汽车。油电混合动力汽车一般在起步和加速时更多使用电力，能减少油耗，降低经济成本。混合动力汽车可分为串联式混合动力、混连式混合动力、并联式混合动力，电力系统可为独立或辅助动力系统，可显著降低油耗。混动汽车组成由控制、驱动、电池组、能量回收系统等部分，纯电动汽车是利用蓄电池进行储能，依靠电能使电动机运作。纯电动汽车以电池作为动力，使用时会存在过度充放电现象，同时也存在储存电量较少，限制车程、电池寿命低等致命缺点。

1.3新能源汽车故障维修的关键技术

新能源汽车维修的关键技术主要是电池技术、驱动控制、能量管理技术。电池制造技术经过不断发展取得一定成就，而汽车对电池提出更高要求，电池性能及持久性等方面得到广泛关注。新能源汽车的电池短路、储电异常等故障影响汽车寿命和正常行驶，随着数据采集、图像处理、大数据等技术发展，电池故障诊断、能量管理等技术将有长足发展，促进诊断技术更加准确、智能。汽车中枢系统为控制系统，汽车驱动或控制产生问题则对新能源汽车行驶产生较大影响，优异的驱动控制同样能反向增长电池寿命。驱动系统及控制是混动汽车重要技术，汽车蓄电池能量调控系统是汽车发展的重点。驱动电机和控制器故障主要有机械、电路、磁路故障，智能化驱动检测技术要求较高的汽车维修技能水平。

2新能源汽车常见故障

2.1电动机驱动系统故障

新能源汽车中汽车的控制系统起着重要作用，是整个汽车的中央系统，若其发生故障会使汽车不能正常行驶，甚至导致驾驶事故。新能源汽车驱动系统主要包含马达及马达组成器，主要故障为机械系统配合度故障、磁路系统故障、电路系统故障等，电动机良好运行条件是各系统之间有很好的配合［3］。汽车电动机驱动系统常见故障是由驱动系统工况发生变化而引起的，此时需认真对导致故障的因素进行排除。故障中常见机械故障和电气故障。驱动电机常见机械故障有轴承失效或电机铁芯失效等状况；汽车的电气故障有电机绕组、电机转子或电刷产生的故障。在维修过程中应先确定故障类型再采取相应的维修方式。

2.2电池系统故障

新能源汽车电池影响着汽车正常使用及车内人员安全，其性能受到多重因素的影响。一般根据电池故障的直接关系把故障分为内部和外部故障两大类。

内部故障主要类型有过充、过放、内外短路、过热、热失控。（1）过充：多数情况下电池单体的并联或串联组成电池系统，由于制造过程存在单体的差异性或存在缺陷，会使电池管理系统对电池状态检测不准，导致个别单体电池发生过充，过充会导致电池组温度上升、气体积聚使电池爆炸。（2）过放：过放也是新能源汽车内部故障中的常见故障，主要原因有：电池管理系统不合理设计、电池的储存时间过长，电池模组间配置不平衡等。（3）内短路：电池制造缺陷和使用过程中造成的隔膜失效是造成电池内短路的主要原因［4］。（4）外短路：电池在使用过程中受到外力撞击、电解液外流、绝缘层的破坏内部进水、两极被导线连接等问题会造成电池外短路。（5）过热：汽车在充电和运行过程中电池会产生大量热能，若发生副反应、外部短路、内部短路等原因不能及时有效散热会使电池过热。（6）热失控：电池系统较长时间使用老化或意外而导致电池系统破坏而演变为电池热失控而起火爆燃。

电池外部故障常见有：电池各类传感器故障、电池连接件松动等故障、电池冷却系统故障。（1）传感器故障：电池组系统管理时需要使用各类传感器，电池的温度、电压、电流等信息是通过传感器来实现电池的电压均衡、过流和欠压/过压保护及SOC估计等功能。（2）电池连接件故障：电池组是由电池单体通过焊接或者机械连接组成，长时间使用会出现松动和腐蚀而发生虚接，虚接会造成动力输出不足和导致大量焦耳热。（3）冷却系统故障。若出现冷却系统故障，电池系统在高温环境下无法维持正常工作状态，当电池整体热量高于临界温度时会引起连锁放热反应，这时电池会热失控，最终导致电池系统起火爆炸。

2.3变速器故障

汽车行驶于不同路况时需用变速器调整速度以适应路况，变速器换速避免了因外部因素或超速而导致事故发生，从而保障了驾乘人员安全。在新能源汽车正常行驶过程中，由于转速较快加重了变速器的工作压力。同时需要不断频繁地更换变速箱挡位，以使转速平稳运行，这样就会逐渐加强零件与齿轮间的碰撞力，使变速箱受到严重破坏，容易形成对汽车的伤害，同时也危害到驾驶者的生命安全。

2.4新能源汽车空调故障

新能源汽车中，制冷问题和冷媒泄漏比较常见，其中因部件损坏、管路密封胶老化是冷媒泄漏主要原因。新能源汽车空调系统结构和空调工况相对复杂，出现故障时需及时进行维修，若不能按照要求故障排除，严重时时会导致整个系统损失。常见有添加冷冻机油，泄漏时应抽真空并添加制冷剂。同时，由于供电发电机系统出现短路或故障，使得电力不能输送至空调系统，而空调压缩机又不能运转，整个空调系统都会出现故障，同时空调系统线路分布复杂导致故障的概率较高。

2.5其他故障

其他故障主要有非正常环境温度、湿度、电压过强导致的电子部件磨损、腐蚀或变形导致的金属部件过度拉伸、击穿或老化等故障，以及电磁干扰和振动等，常见有非动力原件或外部车辆关键部件中的故障。同时也有老化、短路等引起的干扰等问题。新能源汽车在起步或者加速时使用电力进行助力，能在第一时间达到起步速度，正常运行过程中消耗汽油提供动力。以上故障在传统汽车中也会发生，作为新能源汽车检修人员，应不断学习维修知识、应用新技术、总结经验规律，确保维修的准确性。

3新能源汽车维修与故障诊断技术

3.1电动机驱动系统故障诊断与维修

电动机驱动系统是新能源汽车动力系统的重要组成部分，出现由于高压绝缘击穿导致汽车出行短路、漏电等情况，可采用感官诊断法和仪表诊断法。感官诊断是根据经验判断后，确定故障区域和故障等级以进行维修或更换。仪表诊断法是根据汽车安装的仪表进行检查和判断，汽车仪表指示灯是否正常，也可以检查汽车电机系统温度、传感器线路、母线电压值、冷却系统等情况，及时检修零件、电器元件及补充冷却液，借助温度仪、钳流表、万用表、电压液等进行诊断。

3.2动力电池的故障诊断与维修

新能源汽车的主要组成部分为电力电池，电池故障是汽车故障首先要排除的故障［5］。新能源汽车在使用时为保证电池板串数和电压正常应对保护板进行规范应用。用户和检修人员需对电池的使用合理选择充放电时长，对电池结构做好周期性维护，及时检修避免问题出现，在使用时尽量避免过放电，因其会使电池系统的电池组电力亏损严重，进而导致电池内部硫酸发生盐化反应出现硫酸铝结晶。检修汽车故障时首先应检查电量，然后检查电池的链接部位是否出现断裂、短缺等问题。排除以上问题后应检查电池本身电流及所处环境。使用专业的故障诊断仪器检测BMS或VCU是否存在故障码问题和数据流是否正常，以便根据检测数据调整电池的位置，同时检测电池温度、湿度和正常环境的差值。

3.3变速器故障诊断与维修

汽车变速器是汽车底盘的重要组成部分，变速器因为操作频繁而常出现故障。当出现动力不足时应首先检查制动器密封圈部件，然后对汽车变速器油泵进行检查，若油泵损坏要及时更换。若汽车行驶过程中出现无法换挡故障，应先检查传感器有节气门位置及车速传感器，并检查挡位开关；当出现增速后油压低较大可能是因为调速器有漏油故障，需拆卸变速器进行维修或更换；若因结合平面变形或加工粗糙而使变速器漏油时，需对变速器配合面进行精密研磨。精密研磨如果出现密封垫厚度不足或垫片损坏、硬化等问题应及时换新。

3.4空调系统的故障诊断与维修

新能源汽车的空调系统是汽车组织构造的重要组成部分，常见故障有冷媒泄漏、制冷制热效果差、元器件老化等。若出现制冷剂及制冷循环漏气故障应对漏点位置进行检查，做好修补；如果膨胀阀、管路堵塞应及时清理，若堵塞异物烟瘴影响到管路正常运行则需对其进行换新；若出现压力泡漏气应更换膨胀阀。抽真空度不够或有其他气体混入时应再次抽真空。若出现压力大应对储液罐、干燥器、压缩机油进行处理，以使汽车空调系统稳定运行。驾驶员不合理使用会导致空调故障率提升，应在使用过程中科学合理地利用空调系统并定期进行检测、保养。

3.5其他故障诊断与维修

新能源汽车在使用和检修过程中也会出现各种不同故障，随着配置的增加，故障种类和诊断技术在不断迭代。其他故障主要是制动系统失灵、车辆转向助力系统失灵等，这些都是车辆在行驶过程中出现的故障。刹车系统故障诊断、保养关乎汽车安全，检修时刹车系统故障诊断可以使用系统故障码，还要检测电动真空泵。检修时可根据车辆型号找出故障代码表，反复踩下制动踏板即为真空泵连续运转，再根据故障车的警示灯对故障进行判断。除以上故障以外，还应对汽车其他运转系统进行及时保养和检查，从而让汽车处于最佳运行状态。

4新能源汽车诊断维修安全要求

新能源车的使用电压比传统燃油车要高，检修员随时都有被电击的危险。常见电动汽车使用电压均常在几百伏甚至到750V以上，即使是小型电动汽车的工作电压也达到80～100V。所以检修人员应规范作业程序，做到安全文明生产。

4.1应用专业的安全设备

新能源汽车在检修时与普通汽车有一定的差异性，汽车电源为汽车的主要动力，同时高压线及顶部车架是完全绝缘状态，所以汽车电源部分的正、负极不能与车架进行直接对接。新能源汽车使用电压较高且为直流电，在检修时需具有专业的安全防备。

4.2避免“剩余电荷触电”的电击事故

在检修时因高压电路变频器总成内部的高压电容器会储存剩余电荷，剩余电荷会造成电击事故，所以维修塞拔出后要等待超过10min以上方可维修电路。被动放电时，电源隔离继电器断开时电容器需要几分钟时间通过大电阻放电；主动放电是以三极管连接的方式，通过HPCM装置快速放电。

4.3三相交流电与接零保护

新能源汽车中的电动汽车动力主要由三相交流电、驱动电机、电动电机。按照规定，为避免汽车车架与修理人员身体共同形成回路而导致触电或者电击事故，电动汽车上不能对三相高压负载接零保护。由于以上原因，在检修高压配电或三相交流电机时的空间较小，容易与裸露的高压电线接触发生跨相触电情况，所以在检修之前需确认汽车处于不带电状态。

4.4摘除金属物品

新能源汽车维修有异于燃油车维修，高压电路的特殊性应时刻注意工作人员安全。在检修时应做到以下几点：检修人员务必穿戴绝缘手套，工作过程中手表、钥匙、电子产品等不应佩戴；穿着符合工作要求的绝缘鞋；佩戴符合要求的防护镜；穿着合格的非合成纤维服饰；检修车间张贴警示牌及相应安全操作规章制度。

5总结

综上所述，新能源车凭借出色的行驶性能和环保性能，已经成为未来汽车发展的潮流。掌握新能源汽车与8e2198e3b7ae7db9c980c23c572eef9279fc3a0199b0cef546ece648d2847e4b传统汽车不同的故障诊断和修复技术，降低维护成本，可以为新能源汽车的发展做出重要贡献。本文分析了新能源车常见的故障原因，并从诊断、维修技术归纳和总结了新能源车在维修保养过程中应注意的安全事项。但随着新能源汽车以自动驾驶技术为代表的多种应用技术使用也会出现其他故障，也增加了故障诊断、维修难度，所以在今后的发展中应及时迭代新能源汽车故障诊断、维修技术，从而保障汽车运行安全性和稳定性，助力新能源汽车行业、维修行业健康可持续发展。

参考文献：

［1］武日盛.新能源汽车的维修与故障诊断技术研究［J］.内燃机与配件，2022（009）：7678.

［2］孙越.我国新能源汽车分类及发展现状浅析［J］.汽车实用技术，2020（4）：1315.

［3］朱碧辉.纯电动汽车动力系统分析与故障诊断研究［D］.十堰：湖北汽车工业学院，2017.

［4］赵洋.基于大数据的电动汽车动力电池系统故障诊断方法研究［D］.北京：北京理工大学，2018.

［5］孙振宇，王震坡，刘鹏，等.新能源汽车动力电池系统故障诊断研究综述［J］.机械工程学报，2021，57（14）：18.

基金项目：商丘市职业教育教学改革研究项目（202210007）

作者简介：张艳菊（1985—），女，河南淮阳县人，硕士研究生，商丘技师学院教师。