新能源汽车动力电池压差故障的原因及维修技术分析

　　摘要：针对当下热销的新能源汽车,文章在叙述其特点和优势的基础上,对其动力电池压差故障的产生原因进行了深入分析,并据此提出合理可行的维修技术措施,旨在为彻底解决动力电池压差问题提供可靠参考,促进新能源汽车的应用及发展。

　　关键词：新能源汽车; 动力电池压差; 维修技术;

　　新能源汽车最大的特点是采用可再生能源行驶,不依赖传统能源,能解决尾气排放方面的问题,减少对一次性能源的消耗,减少环境污染,这对我国节能减排工作有重要的促进作用。为了加快新能源汽车应用与发展速度,必须做好电池的研发及改进工作,在这一过程中,要高度重视和解决电池压差问题,在确定动力电池压差故障产生原因后,积极探讨行之有效的维修技术措施。

　　1 新能源汽车概述

　　新能源汽车指的是以非常规燃料为行驶动力来源的汽车,也可以是采用了常规燃料,但动力装置为全新型式的汽车,其动力控制与驱动技术都比较先进。就目前来看,新能源汽车主要有以下四种类型:混动汽车、纯电汽车、采用燃料电池的电动汽车、采用其他新能源形式的汽车。新能源汽车结构如图1所示,其主要包括HV电池、充电器、充电口、驱动单元、HV转接盒、DC to DC转换器、PTC冷却液加热器、A/C压缩机、PTC座舱加热器部分。

　　图1 新能源汽车结构  

　　伴随当前电力系统的快速发展,社会对电力资源实际开发及综合利用都给予了高度重视,其中,新能源汽车就是一个重要发展方向。新能源汽车以电池作为主要动力来源,考虑到电池是通过单体电池之间的串联形成的,因此其工作过程难免会产生压差。当压差在允许范围内时,电池仍可正常工作;但如果压差产生较大变动,将极大增加维修复杂度与技术难度。需要注意的是,当串联的电池总数不相同时,压差等级也将完全不同,即当串联电池总数较多时,压差相对较大,会对汽车动力造成较大限制。基于此,在分析和处理压差这一常见故障的过程中,要先充分了解电池规格及串联数量,然后确定正常压差范围,再采取有针对性的措施进行调整,使压差处在允许的范围内[1]。

　　2 新能源汽车动力电池压差故障的原因及对策

　　动力电池存在压差故障是制约新能源汽车广泛应用及发展的一个重要因素,除了会缩小新能源汽车实际适用范围,还会限制新能源汽车的未来发展。动力电池及其管理系统构造如图2所示,主要由绝缘层、冷却系统、电池顶壳、电池片模块、冷却液输出管、冷却液输入管、高压连接端子、电池接线盒与电池底壳构成。

　　图2 动力电池及其管理系统构造   

　　为了从根本上解决这一问题,应先确定压差故障主要产生原因。

　　1)单体电池方面的问题。为保证电池效率,往往需要串联很多单体电池,以此实现对电力资源的有效储存及供应,产生稳定且符合要求的电压。而如果串联的电池本身就有问题,如容量低和漏电,将使电池产生压差故障,对电池使用与运行造成很大影响。另外,单体电池如果产生硫酸盐化等异常,会使电池电压明显减小,对电池压差造成显着影响。对此,维修人员在工作初期要注意单体电池正常与否,并定期对产生问题的电池予以更换,以此保证电池压差始终在允许范围内[2]。

　　2)电池内部结构往往比较复杂,管理通道存在一定程度的限制,无法完全对电池运行与实际工作进行管理与控制,因此在管理器实际配置过程中,一般要使用配电铜排。对于配电铜排,通常会和电池装配模组合进行连接,这样是为了避免产生边缘漏电,同时为模组状态检查与管理提供方便,及时对电池两端电压予以调节。如果配电铜排产生问题,将使电池工作受到很大影响,特别是在汽车行驶时,若配电铜排和模组之间的接触情况较差,将使配电铜排不能对模组压差进行检测,更无法发挥出其应有的调节作用,使汽车因模组压力相对较大而无法行驶。另外,如果配电铜排自身有问题,将不能对模组实际压差予以调节及管控。对此,相关维修人员要做好配电铜排实际检测,通过检测确认是否有问题存在,之后对铜排和模组之间的实际连接状态进行检查,确认其是否良好,使铜排始终处在正常的运行状态,充分发挥出其应有的监控及管理功能[3]。

　　3)在动力电池中,低压线束是对单体电池基本信息进行采集的重要部件,包括温度信息与电压信息,采用采样线束和单体电池及模组等相连,并利用采样线束对单体电池对应的温度及电压与其产生的变化进行采集,之后通过传递线束把采集到的各类信息传输至控制器,然后由控制器实时调节温度及电压,使其处在允许范围内。在这个过程中,导致低压线束产生故障的原因有很多,绝大多数情况下是因为采样线束发生短路或短路,其他则是由于采样线束和单体电池之间的接触情况较差,除了会对电池压差及其产生的变化造成影响,还会影响电池年限与运行效率。对此,维修技术人员在检查和维修低压线束过程中,应先通过观察确定其属于哪一种类型的故障,若属于采样线束产生短路或者是断路,则可直接对存在故障的线束进行更换,而如果属于接触不良的故障,则要对采样线束是否产生扩孔的情况进行检查,然后根据检查结果采取合理有效的措施对电池和线束之间的连接方式进行调整[4]。

　　3 新能源汽车动力电池压差的维修技术

　　为了促进新能源汽车的实际使用及推广,需要对制约其应用和发展的关键因素,即电池压差问题予以深入分析,根据新能源汽车动力电池压差的特点及产生原因,分析并探究有效的维修技术方法,同时要对控制器和检测器等予以维修分析,充分结合现状给出合理化建议,旨在为相关企业提供可靠且有效的帮助[5]。

　　1)动力电池主要是由若干单体电池通过串联形成的,故一旦动力电池产生问题,相关维修技术人员应先对单体电池进行检查,确定其是否存在问题,然后根据检查结果对单体电池进行必要的维修或直接更换,以此保证整个动力电池可以正常工作。为切实达到以上目的,相关维修技术人员应使用电压器对单体电池进行检测,保证两端电压处在允许范围内,然后对单体电池实际电容及内部电流等进行检测,当检查发现有不符合要求的单体电池时,要进行有针对性的维修处理,彻底解决单体电池方面的问题,从而避免压差故障的产生。另外,维修技术人员可通过对单体电池进行的定期检查,确定其是否处在正常运行状态,根据检查结果做出相应的调整,延长电池寿命,保证电池服务质量及水平,最终为新能源汽车未来应用及发展打下坚实基础[6]。

　　2)在动力电池系统中,配电铜排作用和控制器比较相似,控制器的主要作用在于对模组压差及采样线束实施动态检测与监督。如果发现电池压差产生相对较大的变化,则控制器能对模组电压进行适当调整,使压差处在正常状态;而如果是采样线束存在问题,则控制器能立即发出报警信号,告知维修技术人员电池的低压线束存在问题,帮助维修技术人员及时找出问题,缩短故障处理周期。由此可以看出,控制器能否处在正常工作状态对整个动力电池都是有很大影响的,相关维修技术人员需要切实做好控制器的养护与维修,对控制器的实际运行状态进行深入检查,并定期清理污垢及灰尘,需要用纯净水进行冲洗,防止水中的杂质对控制器正常工作造成影响。另外,相关维修技术人员要尽可能减少控制器上的接触口,以免产生接触不良等故障。

　　3)在动力电池中,检测器和控制器是相辅相成的,检测器能将所有检测结果及时传输至控制器,而控制器能以检测结果为依据,通过分析对电池不同组成部分实施调节及监督,保证整个电池都处在正常运行状态。维修技术人员检查和维修检测器的过程中,首先要注意检测器和其他部分之间的接触状态是否良好,然后检查检测器内部,确定其是否存在短路等情况,再对接触口及传递线路等部分进行排查,一旦发现接触不良或线路的压接不正常,应立即予以维修或直接更换,保证检测器始终处在正常工作状态。除此之外,维修技术人员还应做好定期测试,确定检测器技术水平始终可以满足要求,防止由于检测水平降低而产生其他故障[7]。

　　4 结束语

　　新能源汽车在解决传统能源汽车能源消耗和环境污染等问题上有重要作用,但动力电池一直都是限制新能源汽车应用和发展的重要因素,尤其是动力电池压差问题。对此,在实际工作中,应在确定压差故障产生原因的基础上,采取合理有效的维修技术加以处理,从而促进新能源汽车的应用及发展。

　　参考文献

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　　[2]窦虎明,于文竹,赵徐美.新能源汽车动力电池梯级利用技术分析[J].农机使用与维修,2020,11(7):36-37.

　　[3]宋欣蔓,杨武双,赵云峰,等.新能源汽车发展现状及对策研究[J].时代汽车,2020,11(11):79-80.

　　[4]李晓霖,王志强,李春鹏.新能源汽车用动力电池管理系统设计[J].时代汽车,2020,10(11):87-88.

　　[5]陶文勇.新能源电动汽车高压安全系统分析及优化方案[J].电子产品世界,2020,27(6):56-58.

　　[6]朱佳伟,史新民,秦小州.基于新能源汽车退役动力电池模组梯次利用的保护电路[J].电子世界,2020,11(9):152-155.

　　[7]黄祖朋,覃俊桦,姚慧,等.退役动力电池在储能中的应用前景[J].中国高新科技,2020,10(10):45-46.