新能源汽车的易发故障及维修关键技术分析

蒋辉云

（湖南潇湘技师学院，湖南永州 425000）

0 引言

随着国民生活水平的提高，汽车保有量持续上升，由此造成的汽车尾气污染问题越来越严重，由于节能减排的实施及环保意识的增强，新能源汽车成为汽车的发展方向，新能源汽车的推广及应用将有效的解决汽车的尾气污染问题，但是当前的新能源汽车技术还不够成熟，汽车应用中容易出现一些故障影响了正常的使用，因此，分析新能源纯电动汽车的故障及维修技术对于新能源汽车产业的发展十分重要。

1 诊断技术分析

1.1 机械故障诊断技术

机械故障诊断技术主要包括经验判断法、仪器仪表测量法。经验判断法应用以往的新能源汽车的维修经验，利用视觉、触觉及听觉等对汽车的故障进行判断。仪器仪表测量法主要是利用汽车维修的设备，如百分表、压力表、听诊器、游标卡尺等对新能源汽车的机械部件、磨损情况等进行分析，这是新能源汽车故障诊断的基本技能。

1.2 电子控制系统诊断技术

新能源汽车的电子控制系统包括3 部分，分别为控制单元、执行器、传感器。电子控制系统的诊断技术包括电阻测量法、电压测量法、数据流法、动作测试法、替换法等。电阻测量法利用万用表电阻挡对导线的状态进行测量，如是否存在短路故障，测量继电器、离合器线圈等器件的电阻值，测量切记切断电源，做好防护工作。电压测量法是利用万用表电压挡对线路的电压进行测量，判断电源电压是否正常。数据流法是利用诊断仪对传感器、开关等的数据流进行读取，从而观测元件的数据流变化值。动作测试法以车辆不拆解为前提，利用诊断仪驱动执行器工作，从而判断控制电路和执行器是否正常工作。替换法包括元件替换和信号替换两种，如检测中传感器的元件替换、执行器的元件替换等，通过替换前后的运行状态或数据流变化对传感器的故障进行判断。

1.3 高压设备诊断技术

新能源汽车高压系统的设备组成见图1，设备诊断技术主要包括电压测量法、电阻测量法等，电压测量法就是利用电压法对新能源汽车的高压部件如充电系统、逆变器等性能进行检测。电阻测量法用于判断高压互锁装置、PTC 加热器和驱动电机等性能是否正常。

图1 新能源汽车高压设备组成

2 新能源汽车的易发故障及维修技术

汽车行业提倡绿色发展，由于环境污染问题严重，因此推广新能源汽车。当前推广的新能源汽车主要是纯电动汽车，因为纯电动汽车的能源消耗及排放都较小，环保效果好，但是由于新能源汽车技术还不是特别成熟，新能源汽车在使用中容易出现3个方面的问题。

2.1 锂电池故障及维修

（1）电池故障及原因。和传统汽车不同，纯电动汽车的驱动主要依靠电力完成，纯电动汽车在环保节能方面和动力性能方面具有很大的优势，因此，具有良好的发展前景。纯电动汽车应用锂电池，但是还没有出台电动汽车中锂电池的统一使用规格和标准，导致装配的汽车性能也存在一定的差异，大部分应用的锂电池为小型锂电池，电池没有经过大规模的检验，性能不太稳定，充电过程和放电过程的控制效果不佳，容易出现故障，降低了锂电池的使用效果，缩小锂电池的使用寿命。锂电池的单体故障主要包括单体电压过高超出极限值、单体电压过低低于规定值、单体温度过高超出极限值、单位温度过低低于规定值、充电电流过大超出极限值、放电电流过大超出极限值。单体电压过高超出极限值故障原因是动力电池过充或保护板过压检测模块失效；单体电压过低低于规定值的故障原因是动力电池过放，或保护板欠压检测模块失效；单体温度过高超出极限值的故障原因是动力电池过充，散热不良，或保护板过温检测模块失效；单位温度过低低于规定值的故障原因是环境温度低；充电电流过大超出极限值的故障原因是动力电池亏电严重，或充电机的充电档位和动力电池存在不匹配的情况等；放电电流过大超出极限值的故障原因是纯电动汽车处于极限工况，如爬坡等。

（2）电池维修。电池是新能源汽车的核心，容易出现故障，针对上述出现的电池故障，一定要做好电池的养护和维修工作，电池的养护和维修过程中应该注意3 方面的问题。①电池保护板要规范使用，如果锂电池长期不用则要选择适宜的充电和放电方式，如果电池未使用的时间超过2 个月，则再次使用时应该确保充电彻底，如果电池未使用的时间超过5 个月，则为了降低对电池的损耗延长电池的使用寿命应该进行充电和放电的循环；②电池在应用过程中，应该做好定期的维护工作，维修人员在汽车养护过程中，要仔细对电池的使用性能进行检测，如果发现问题则应该及时送至专业的技术部门对电池进行维修；③在对控制器进行检测与维修时，应该首先将电源切断，合理控制检测周期，确保控制器正常使用。

2.2 高压电故障问题及维修技术

（1）高压电故障。纯电动汽车除锂电池之外，动力的维持还需要依靠发动机和发电机，只有保证电压充足才能确保电动汽车的正常行驶。电动汽车在行驶过程中可以产生上百伏高压，如果出现故障，将会影响电动汽车的正常运动，严重的还有可能对驾乘人员造成危险，因此，需要做好高压电故障的诊断和维修工作，及时确定故障的原因，采取相应的措施降低安全事故的发生率。高压电路故障主要包括预充电失败、高压互锁异常、碰撞开关异常、主接触器粘连故障。

新能源汽车的高压系统主要包括空调压缩机、PTC、DC/DC、充电机等，电动汽车的动力电机驱动系统中的母线存在电容，当高压系统上电之后，此时的母线电容非常低，直接上电会导致母线电容电压很低，如果直接给母线电容充电相当于瞬间短路，损坏高压器件如高压线束等，最终出现预充电失败的情况，预充回路中的电流过大将会导致高压部件的内部出现短路的情况，此时故障维修过程中，需要一一检查高压系统部件，并用回形针短接高压部件，以防止出现高压互锁的情况。高压互锁的主要作用是监控电机驱动系统、DC/DC 转换器、动力电池系统等的连接可靠性，如果存在连接不良、温度过高等都会造成高压互锁。如果纯电动汽车在行驶过程中出现碰撞现象，高压线路将会出现短路、脱落的情况，此时将会闭合触发碰撞开关，如果电池管理系统从硬线、CAN 总线获得的数据不一样，可判定为碰撞开关异常，属于II 级故障。如果纯电动汽车在爬坡过程中的电机负载过重，导致电池输出的电流增大或者过流，将会造成主接触器粘连失效，属于II 级故障。

（2）高压电故障维修。维修过程中，钥匙通电，通过诊断仪检查相关系统数据，如果在这个过程中电机控制器的电容电压达到动力电池电压的90%则说明完成了预充电，进而推断出导致高压系统部件内部短路的根本原因在于预充电失败，可以对内部电路电阻进行直接测量以判定是否是由于内部短路故障造成的，然后采取相应的维修措施。

2.3 电子控制系统故障及维修技术

电子控制系统中如果电机系统过热指示灯亮了，则应该检查车辆是否缺少冷却液，如果加入冷却液之后故障未消失。则进行下一步检查，通过诊断仪对车辆的故障码进行读取，确定故障的范围，如果是制冷系统出现故障则维修排除，如果是动力电机驱动故障则联系供应商解决。如果驱动电机故障指示灯亮，车辆不能上高压，则说明电机控制单元CAN 出现通信问题，利用故障仪对故障进行诊断，查找故障的原因进行解决。此外，对于控制器也要再检查周期之内进行检修，检修周期一般为3 个月左右。

3 改善新能源汽车维修技术的措施方案

3.1 加强与新能源汽车制造企业的合作

随着科学技术的发展，新能源汽车的生产制造技术也会随着研发的深入而不断改善，因此，为了加强新能源汽车的维修和应用效果，新能源汽车的维修技术也需要进行更新和完善，维修人员在工作中需要不断学习，积累新能源汽车的维修经验，了解新能源汽车的结构知识，探究锂电池及高压电故障产生的原因，加强与新能源汽车制造企业的合作，为新能源汽车维修人员与新能源汽车制造企业的技术人员提供更多的交流机会，加强新能源汽车新技术的传播。

3.2 做好新能源汽车的维修准备工作

在对新能源汽车进行维修之前，需要做好准备工作，检查汽车的电路、控制器、真空泵及真空管路等，确保管路的密封性，汽车的这些部件检测完成之后，如果未发现故障再进行汽车的制动系统检查，在检查中一定要做好安全工作，避免出现维修事故。

3.3 积极采用先进维修技术和设备

随着汽车诊断与维修技术的发展，传统的新能源汽车维修技术将会不断更新，传统的汽车维修诊断技术将会被淘汰。因此，维修人员要不断更新汽车的维修理念，实现传统的检测技术与新兴的电子诊断技术的结合，不断提高新能源汽车的诊断效率。比如在新能源汽车故障诊断过程中，可以采用人工诊断和电子诊断相结合的方式，首先利用积累的技术、经验对汽车的故障进行初步判断，然后利用电子诊断技术快速确定故障部位，常用的电子诊断仪器包括通用型诊断工具、专用诊断设备等。同时，汽车维修部门也要及时引进先进的电子故障诊断设备，并为维修人员提供汽车维修技术交流和学习的机会。

4 结束语

新能源汽车的发展是节能环保的大趋势，发展前景十分广阔，因此，为了促进新能源汽车的发展，应该加强故障问题及其关键维修技术的研究，提高维修人员的技术水平，对新能源汽车的高效发展具有非常重要的意义。