胡銀全 陳紅紅
摘要:隨著環(huán)境形勢日益嚴峻,各國大力推行新能源純電動汽車,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。汽車電池管理系統(tǒng)是新能源企業(yè)核心構(gòu)成,新能源電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題會影響整車安全行駛,發(fā)生爆炸等重大安全事故。純電動汽車是依靠電力為驅(qū)動能源的車輛,是被認為最具發(fā)展前景的新能源汽車。動力電池決定電動汽車性能,由于電池儲能系統(tǒng)安全性得不到技術(shù)保證,制約其廣泛應用。針對純電動汽車動力電池故障診斷要點分析,探討動力電池常見故障維修方法,為純電動汽車動力電池維修提供技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞:純電動汽車;動力電池故障;維修技術(shù)
環(huán)境污染是當今汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要條件,新能源汽車研發(fā)受到汽車集團的重視。電動汽車動力驅(qū)動方式為電力驅(qū)動,使用成本,續(xù)航里程,高壓漏電等方面是電動汽車行業(yè)必須面對的問題。電動汽車有獨特動力系統(tǒng)組成,汽修技師維修電動汽車普遍存在技術(shù)障礙。在純電動汽車,燃料電池電動汽車應用中,需要通過串并聯(lián)方式組成動力電池充放電。電動汽車故障檢測診斷研究目前處于起步階段,維修行業(yè)缺乏規(guī)范化操作流程,維修技師缺乏電動汽車故障檢測經(jīng)驗。開展電鍍工汽車系統(tǒng)故障檢測診斷技術(shù)研究,有利于提高電動汽車使用安全系數(shù),提高故障檢測診斷效率,對促進電動汽車維修行業(yè)發(fā)展具有重要意義。
1.電動汽車動力系統(tǒng)構(gòu)造
電動汽車由車載動力電源系統(tǒng),動力傳動系統(tǒng)構(gòu)成,電動汽車基礎維修保養(yǎng)與燃油車相似,電動汽車使用維修中需重視高壓觸電傷害,隨著新能源汽車保有量增長,新能源汽車發(fā)展造就熱門就業(yè)崗位。燃油汽車發(fā)展出完善的售后服務體系,但新能源汽車售后服務處于起步階段,新能源汽車配件與傳統(tǒng)燃油汽車不同,燃油車維修技師維修新能源汽車普遍存在技術(shù)等障礙,難以精準判斷排除故障。
電動汽車是部分用電能驅(qū)動的汽車,由驅(qū)動電機,調(diào)速控制裝置等部件組成。電動汽車驅(qū)動電機具有良好牽引特性,電池充電系統(tǒng)是電動汽車關(guān)鍵系統(tǒng),可以為汽車穩(wěn)定工作提供條件【1】。電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)由控制器等部分構(gòu)成。驅(qū)動電機作用是驅(qū)動車輪前景,電機調(diào)速控制裝置通過控制電機電壓完成電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。電動汽車是當今社會科技系統(tǒng)的集合體現(xiàn),將電力技術(shù),新材料等融為一體,具有環(huán)保效果好,熱效率高,能源可回收利用率高,控制性能佳等特點。動力電池是電動汽車動力源,型號主要有三元鋰電池組,鉛酸動力電池組等。電池組主要分布于車輛前后艙及汽車底板。電池管理系統(tǒng)對動力電池組充放電電流,電池溫度進行控制,建立動力電池組維護體系【2】。系統(tǒng)根據(jù)電池組健康狀態(tài),功能狀態(tài)進行可靠監(jiān)測,減少電池失效導致車輛故障。
電動汽車電池分為蓄電池與燃料電池,蓄電池包括鉛酸蓄電池,鈉硫電池等,燃料電池用于燃料電池電動汽車,把控磷酸燃料電池,固體氧化物燃料電池等。動力電池性能對電動汽車行駛里程有很大影響,從溫升特性,電池容量等方面體現(xiàn)。電動汽車是由電力驅(qū)動系統(tǒng),相關(guān)輔助系統(tǒng)構(gòu)成,動力電池內(nèi)部出現(xiàn)溫度過高,控制器功能部分喪失,內(nèi)外部短路,電解液缺失等為蓄電池常見故障。
2.新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)
電池管理系統(tǒng)是通過檢測電池組各單元單體電池狀態(tài),根據(jù)其狀態(tài)對動力電池系統(tǒng)控制調(diào)整。電池管理系統(tǒng)基本功能分為檢測保護等方面。包括數(shù)據(jù)采集,均衡控制,信息管理等功能。動力電池管理系統(tǒng)組成包括軟硬件。硬件分為主控與從控模塊,由數(shù)據(jù)采集單元,中央處理單元,均衡單元檢測模塊等組成。
軟件包括控制策略,底層操作系統(tǒng)。動力電池管理系統(tǒng)中軟件設計,功能包括自檢功能,電壓檢測,電流檢測,CAN通訊,放電均衡功能等。動力電池管理技術(shù)指標包括最大可測量電流,單體電壓測量精度,溫度測量精度,CAN通訊,在線監(jiān)測與調(diào)試功能等。BMS通過通訊接口與整車控制器,能量管理系統(tǒng),遠程監(jiān)控終端等通訊。如在北汽新能源EV200車型中,電池管理系統(tǒng),車載充電器為通訊報文收發(fā)節(jié)點,可相互通訊了解其他部件工作狀態(tài)【3】。電動汽車動力電池廠商控制策略基本相同,但選用控制元器件精度不同,成為廠家特色。各廠商控制軟件開發(fā)中根據(jù)使用中發(fā)現(xiàn)問題不斷完善,通過刷程序為汽車升級,維修人員取得廠商授權(quán),可通過OBD接口對有關(guān)控制程序重刷升級。
新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)通過總電壓等實時監(jiān)控采樣,動力電池管理系統(tǒng)對電池性能參數(shù)進行監(jiān)控,可以進行應用環(huán)境管理,使得電池保持在優(yōu)良環(huán)境溫度。動力電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)問題不能對電池準確監(jiān)控,使得電池過載等問題發(fā)生嚴重影響電池性能,損害電池使用壽命。動力電池管理系統(tǒng)任務是保證高壓供電系統(tǒng)絕緣安全,實現(xiàn)電池信息交流通訊等。
3.純電動汽車動力電池常見故障診斷維修技術(shù)
新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)中,常見故障有電壓異常,預充電故障等。電動汽車管理系統(tǒng)常見故障分為通訊類,絕緣類與溫度類等。汽車故障檢測診斷目的是確定汽車技術(shù)狀況,確定故障原因部位,確保車輛行駛安全。由于驅(qū)動系統(tǒng)動力源自高壓動力電池,使用檢修車輛需注意操作安全性。汽車使用中出現(xiàn)故障原因包括自然老化,設計技術(shù),車輛使用條件等。車輛出現(xiàn)故障需借助故障檢測方法及時排除故障。
新能源汽車通信故障主要原因包括CAN線等,BMS正常通電下使用萬能表測量,直流電壓檔紅表筆觸碰CANH,對輸出電壓測量。正常通信線路CANH與CANL電壓保持在1.5伏左右,如測量出現(xiàn)較大偏差斷定動力電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障。電壓出現(xiàn)異常故障需要重點關(guān)注電池原因,采集線端子原因,采集第線保險絲故障等。診斷欠壓故障需使用萬用表,測量電池電壓值與監(jiān)控電壓值比較,出現(xiàn)較大偏差確定電池原因。采集線固定螺栓出現(xiàn)松動,可能影響單體電壓采集準確性。確認解除故障后對采集線加固確保良好接觸性能。采集線上保險絲測量得出阻值,超出一兆范圍斷,需及時更換確保汽車良好行駛性能。確定從板故障需對電壓測量,比較采集電壓出現(xiàn)異常狀況斷定從板故障,及時更換并研究故障數(shù)據(jù)。
新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)中,工作線束接插件內(nèi)芯短接導致絕緣故障,電壓采集線破損導致絕緣故障。電動汽車絕緣故障包括高壓負載漏電,高壓線出現(xiàn)破損情況,電池箱進水,電壓采集線損壞等情況。出現(xiàn)高壓負載漏電情況需及時斷開PCU,空調(diào)等設備,找到故障原因及時維修零配件。連接器出現(xiàn)破損需用兆歐表進行測量,依據(jù)測量結(jié)果確定故障位置,及時維修更換配件。出現(xiàn)電池漏液需對電池箱內(nèi)徹底清理,電池不能使用需及時更換。電壓采集線出現(xiàn)損壞需準確判斷漏電部位,更換修補破損線路。高壓板檢測出現(xiàn)誤差需及時采取更換措施。
4.結(jié)語
隨著國家加大對新能源汽車的支持力度,促進新能源汽車普及到人們生活中。新能源汽車動力主要依靠電池,加強對新能源汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷研究具有重要現(xiàn)實意義。純電動汽車動力電池故障維修難度較大,但把握好電池組拆卸等故障維修要點,掌握單體欠壓等常見故障診斷方法,可以有效維修動力電池故障,保證新能源汽車安全使用。
參考文獻
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基金項目:
項目名稱:電動汽車電池健康狀態(tài)診斷分析與研究
項目編號:KJA202006