浅谈新能源汽车的故障问题与维修关键技术探讨
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作者:李小燕 方景芳
摘 要：新能源汽车的政策支持较高，刺激了新能源车企的快速崛起，但新能源汽车与传统的汽车设计上存在本质差异，其中所产生的故障类型也存在较大差别，严重影响了新能源汽车的发展。目前，关于新能源汽车的故障问题主要集中于电池故障和制动故障等方面。新能源汽车的故障问题与维修关键技术进行探讨，以便明确维修重点和方向，为相关研究提供理论参考。
关键词：新能源;汽车故障;关键技术
一、新能源汽车的故障类型
（一）电池故障
市面上较为常见的新能源汽车常用电池为18650型号三元锂电。三元锂电优点较为突出，其能量密度较高，可达到140WH/KG。通常情况下，250KG电池可达到35KWh的电能供应，单体电芯电压可控制在3.6V左右，需依据车体结构和载重量设定电芯串接基数。例如，串联96个单体电芯时，电压可达345.6V，整车电量可达124.8Ah。当多单体电芯组合后，需对BMS电池能量管理系统进行参数设定，必须明确电池温度、电压参量、整车快充速度、慢充转台检测效率等关键数据。因此，新能源汽车对于电源供电电池的要求较高，一旦出现电池故障则会严重影响新能源汽车的使用寿命。但是新能源汽车本身的电池能耗较高，当续时里程上调时，或使用年限过高，同样都会对电池产生不同影响。较为常见的电池故障包括：温度故障、车体绝缘故障、通讯故障、电池高压互锁故障、充电故障等，以及由于电池供电效率不足所造成的故障类型。
（二）电路故障
新能源汽车借助电能发动，所有电路故障均会造成新能源汽车的制动问题。其故障类型主要表现为：换挡失灵，或者踩电门无发动机反应等等。类似现象与DCDC直流转换器的电路设计缺陷有关。DCDC主要用于将整车345V的电压转化为12V低压供电平台。这样的设计方案也是基于新能源汽车主流供电系统选择了12V电压，相应的电路配套系统涵盖了：VCU、BMS、车灯、玻璃升降器、中控屏、仪表、门锁、倒车影像、ABS系统、空调控制盒、电机控制器、铅酸蓄电池等等，且均需要借助电压转化完成供电需求。虽然DCDC电压较低，但总体而言功率消耗较大，均可达到1.5KW以上，电流接近125A左右。当电路故障出现后，DCDC自身的运行状态也会出现异常现象，并出现远程监控预警，发生温度过高、欠压故障、硬件故障等由于电路故障所引发的相关问题，直接影响新能源汽车的制动效果。
二、新能源汽车故障因素解析
（一）整车供电失灵因素
整车供电失灵是新能源汽车极为严重的故障，发生类似情况可能存在三点因素，分别为：保险丝故障、接线插头松动、电源开关故障等等。首先，保险丝在电压过高情况下起到了保护车体设备用电安全的作用，一旦保险丝故障出现时，责任容易造成供电电压的不稳定性，间接造成电路故障。其次，当接线插头松动时也容易造成整车供电失灵的现象，类似虚接现象也是电路供电不足的另一种故障因。最后，电源开关故障因素较多，可通过万用表测量电源开关输入、输出线两端电压来判断。如正常电压输出电源开关则并未发生故障，无电压输出则电源开关必然存在故障，需更换故障零件。
（二）电动机运行故障因素
新能源汽车发生制动性能故障，多与电动机运行状态有关。当电动机局部过热、抖动、或产生大量火花时，均为电动机运行故障。而类似现象可能与电动机进水有关，造成了电动机短路现象。此外，电动机在超负荷运行状态下，也会由于换向器负载短路而造成相应的故障问题。如果电动机异响较为严重，则为后桥连接同心度不足，换向器与电刷的接合度出现了虚接现象。发生类似现象较为普遍，主要出于个人行驶习惯不良等因素，且容易直接造成电路故障。排查类似故障需更换电动机里内转子中的轴承，而后判断故障类型和因素。
（三）充電问题干扰因素
新能源汽车最为严重的故障问题便是蓄电池故障，而电池故障首先需要排查是否出现了充电问题的干扰因素。多数情况下电池故障类型与充电问题干扰有关。可能出现两种故障问题：一方面，完成物理链接后，可启动充电状态，但无法完成充电作业。另一方面，充电过程中无故停止充电作业。发生类似现象时可能由于充电环境并不稳定所造成，动力电池在充电时内部环境温度并不十分稳定，当低于-20℃或高于65℃时容易出现类似问题。
（四）动力电池故障因素
动力电池的故障因素主要集中于两个方面，分别为温度和绝缘。温度因素是由于电池在充电或运行前后的温差过大而造成，或者散热风扇运行间断，水冷循环装置失灵等情况，发生类似问题时均无法对运行状态下的动力电池保证稳定降温。在排查类似电池故障的过程中，需重新拔插风扇插接头，验证风扇单独供电效果和运行状态。在运行状态下的电池温度可受到外部环境影响，温度过低或过的因素主要与散热风扇故障存在较大的关联度，而温度探头损坏也是产生类似问题的必然因素。
三、针对新能源汽车普遍故障问题的关键维修技术
（一）高压电容放电
高压电容器放电是检测新能源汽车故障类型的直接方法，可判断是否存在电路故障或电源故障，进而为故障类型的判断提供方向，为后续维修重点参考数据。放电时需放置车辆5～10min，对新能源汽车的高压电容器进行放电。断开维修开关后才能对新能源汽车进行维修，需在盖子将接口处密封，并使用绝缘设备进行放电处理。胶布将维修开关接口封好。而后需断开动力蓄电池高低压线束，将卡子向车辆前方扳动，将棕色套子向前部扳动，将棕色卡子向内用力按住，然后将线束向车辆前方拔出。断开动力蓄电池母线后，需要对动力电池的母线进行验电，如果母线有残余电荷，需用放电设备进行放电，确保动力蓄电池母线无电。
（二）电子诊断技术
新能源汽车故障率最高的便是动力电池，是电池故障类型最为常见的故障归因。新能源汽车供电系统维修诊断困难度较高，且耗时较长。因而，选择电子诊断技术也是极为重要的维修策略，是针对电源故障检测的重点方式，亦可间接判断电路故障问题。新能源汽车在维修、保养、零件更换等方面的工序差异性较大，如检测过程中并未发现具体故障类型，则需要明确可能产生故障的最大风险。依据工序类别之间的关联性，采取电子诊断技术，继而优化维修次序，对接各维修工序之间的具体要求。例如，新能源汽车读码卡、解码器等，均需要在配合电子诊断设备的情况下，对电池能量密度、单位载重量能量消耗等关键数据进行收集，为维修重点也将以客观的电子检测数据为支撑。在尽量在不拆卸车载电路模板的情况下，快速诊断故障类型，为维修时效性提供基础保障。 （三）纯电动力维修
新能源汽车的制动系统主要为两种类型，分别为纯电动汽车和混合动力汽车。纯电动汽车的主要故障类型均与电池和电路故障有关。新能源电池亏电现象是维修环节的关键检测方向，由于电池使用时间过长后的电情损耗较高，即便电路系统并未发生故障，也会影响纯电动汽车的常规运行状况。而纯电动汽车并无代替能源，故而长期存放后硫酸盐化问题极为严重，严重影响电池供电性能和使用寿命。硫酸铅结晶物一旦附着于极板内，则会堵塞电离子通道，造成电容量极度缩减的现象。因而，其维修技术重点在于养护，规避亏电问题。可采取定期检测，衡量锂电池容量基数是否发生动态变化，进而评估电动车运行效率。同时需加强对于控制器检修时效性，强调控制器自身的运行效率检测，方能在断电条件下加强维修重点检出率，规避无效检测的维修困境。检测时尽量避免对接触器接线无序调整，在清除附带杂物与灰尘的情况下保障维修处理效果。
（四）混合动力电源维修
混合动力汽车是新能源汽车过渡时期主要的市場开发区间，虽然技术兼容性较高，但出现故障问题也在所难免。其中电路系统故障均为重点维修方向，若无法正常启动，多与点火系统油路问题有关，间接影响了电路系统对于启动装置的供电效能。其维修重点主要在于快速区分电路系统故障类型，在恢复制动性能和常规供电运行后，方能达到对于混合动力系统维修的预期效果。诸如比亚迪宋DM便是采用了插电式的混合动力系统，在功能上虽然可加速离合器变速效率，但前后两项电机动力源需同时兼顾HEV和EV制动电阻性能，因而续航里程较高，但检测方向也较多。尤其当车型为四驱混合制动时，检测范围也相对扩大，需加强电瓶电量的检测效果，也需要监测电瓶接口的通畅度。尽量保护电力设备的运行效能，排除非人为因素的故障后可明确电源与电路故障类型，采取针对性更强的维修方案。
四、结语
综上所述，新能源汽车的故障问题主要集中于电池故障和制动故障等方面，其维修技术的关键在于检出率和时效性。需关注高压电容放电的效果，为后续维修提供安全环境。同时需注重纯电动力汽车和混合动力汽车的系统结构差异度，在尽量采取电子诊断技术的情况下及时分析新能源汽车的故障类型，提高维修效率和养护效果。
参考文献：
[1]宋祥杰.新能源汽车维修中电子诊断技术的应用实践微探[J].电子元器件与信息技术，2018，2（04）：18-21.
[2]柯伟忠.新能源汽车的故障问题分析与维修关键技术探讨[J].技术与市场，2017，24（12）：96-97.
作者简介：李小燕（1981-），女，汉族，甘肃会宁人，本科，副教授，研究方向：汽车维修及汽车维修教学改革。
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