純電動汽車動力系統(tǒng)故障分析

閆云敬 吳津宇

摘要：在純電動汽車的構(gòu)造上，動力系統(tǒng)是核心，其包括著驅(qū)動系統(tǒng)和能源系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。本文闡述了純電動汽車的動力系統(tǒng)的故障現(xiàn)象，并對各種故障進行了分類和劃分，其中融合了一定的案例分析，希望對純電動汽車的維修工作帶來借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：純電動汽車;動力系統(tǒng);故障分析

1? 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的故障分析

電動汽車故障的產(chǎn)生，主要是因為零部件的損壞而造成的故障模式，因為零部件的長期磨損失效而造成故障模式等。

1.1 分析驅(qū)動電機故障劃分和故障原因

在實際生活中，驅(qū)動電機發(fā)生故障并不稀奇，總結(jié)來看，大致可以分為以下幾種情況，即運轉(zhuǎn)時溫度過高、能啟動卻不能正常使用、無法啟動等。在國家標準范圍內(nèi)，依照故障類型，我們可以對純電動汽車的驅(qū)動電機的故障進行適當?shù)膭澐郑治雒糠N故障類型發(fā)生的原因。

在致命故障中最為多見的是損壞型故障，不管是定子繞組故障，還是軸承和花鍵磨損故障都是其范圍內(nèi)的，是機械故障中最主要的表現(xiàn)形式。在致命故障中的電氣故障也很常見，一般故障發(fā)生在電路板、傳感器等關(guān)鍵部位。

嚴重故障中，各種故障類型都比較常見，其中發(fā)生頻率最高的是功能失效型故障和性能衰退型故障，表現(xiàn)是純電動汽車的動力系統(tǒng)的性能失調(diào)、衰退及失效。而一旦傳感器、冷風機等部位發(fā)生了故障，一般屬于損壞型的故障的類型，同樣的，冷卻系統(tǒng)的堵塞與滲透型故障也屬于其中的內(nèi)容。

一般故障中，最常見的要數(shù)電氣類的故障了，例如，接觸器件損壞、傳感器燒毀，甚至是元器件的松脫型故障和連接元器件的松動等也屬于一般故障的范疇當中。

輕微故障，顧名思義，就是一些故障的發(fā)生并不是非常緊要的，不會影響純電動汽車的各項性能的發(fā)揮，例如電動汽車在長期的使用過程中，造成的車身外部某些零部件的丟失或者松動，或者磨損和銹化。

1.2 分析電機控制器故障類型

對驅(qū)動電機控制器的故障進行劃分，主要包含：CAN通信故障、傳感器故障、連接線故障等。

2? 分析純電動汽車動力系統(tǒng)故障類型和發(fā)生原因

純電動汽車的電池也是故障高發(fā)處，最容易發(fā)生故障的部位包括傳感器、部件線路及電池管理系統(tǒng)等，實踐證明，這些部位的故障率最高。一般來說，依照故障發(fā)生點的差異性，可以將純電動汽車的動力系統(tǒng)故障分為：線路或者連接件的故障、電池管理系統(tǒng)的故障及電池故障三種。

動力電池組故障中單體電池的電壓電阻等數(shù)據(jù)出現(xiàn)了很大的不同，從而引起電池的故障比較常見。動力電池組故障中，最常見的情況是單體電池故障中出現(xiàn)電壓的偏高，或者是單體電池故障中電壓偏低。同時，純電動汽車的電池使用性能的退化，能夠引起電池內(nèi)部的阻力變大，導(dǎo)致內(nèi)容量的縮小。另外，電池的連接線出現(xiàn)問題，例如，線路的短路、線路的脫落、對地短接等情況，很大程度上都可能會導(dǎo)致電池出現(xiàn)故障。

3? 純電動汽車的典型案例研析

3.1 純電動汽車故障診斷需要遵循的原則

純電動汽車在使用的過程中，一旦發(fā)生故障，就會尋找維修技術(shù)人員進行故障的診斷和維修，而當前很多維修人員在進行故障的診斷時，最主要的還是要借助長期的經(jīng)驗積累，根據(jù)故障發(fā)生時的一些明顯表現(xiàn)癥狀，加以思考和分析，合理判斷出現(xiàn)故障的原因，然后再通過自己的一系列的實驗進行推斷的驗證和排除工作。運用這樣的診斷方式，對維修技術(shù)人員是有相當高的要求，不僅要有扎實的專業(yè)知識和專業(yè)技能，還要具備多年的工作積累經(jīng)驗，良好的專業(yè)素養(yǎng)及相關(guān)的技術(shù)支持等。這里所說的技術(shù)支持，主要是指純電動汽車的生產(chǎn)廠家的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)指導(dǎo)，以及提供給維修人員的診斷工具、診斷儀器、相關(guān)的電動汽車的維修指南等資料和工具。除此之外，電動汽車維修人員要具備一定的耐心和細心的工作態(tài)度，只有具備較高的電動汽車專業(yè)素養(yǎng)，才能高效的找到電動汽車發(fā)生故障的類型和原因，并正確的解決這些故障，保證電動汽車狀態(tài)的恢復(fù)，正常行駛。

3.2 分析純電動汽車的故障診斷方法

對于電動汽車發(fā)生故障的診斷方法，人們經(jīng)常使用的方法主要有：車輛實驗法、經(jīng)驗判斷故障診斷法、解碼儀診斷法及專家指導(dǎo)診斷方法等。隨著電動汽車生產(chǎn)技術(shù)和使用技術(shù)的不斷改進，電動汽車生產(chǎn)廠家會經(jīng)常對從事電動汽車維修的技術(shù)人員進行必要的技術(shù)培訓(xùn)，讓他們掌握電動汽車在生產(chǎn)中運用到的新技術(shù)、故障診斷新方法及新的故障的處理方法等，為維修人員面對電動汽車出現(xiàn)的新技術(shù)故障，不是束手無策，而是能夠胸有成竹的加以有效應(yīng)對。維修技術(shù)人員掌握了一定的維修知識和維修技術(shù)，再對故障電動汽車進行實地查看，仔細研究故障的表現(xiàn)，依據(jù)自己的所具備的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，就可以客觀的查找故障發(fā)生的原因，并且借助一些專業(yè)的故障檢測裝備，進行有效的檢測，故障原因的查找就簡單、快速多了。借助于解碼儀來確定電動汽車的故障處理的情況，最后進行試車，查看電動汽車的運行狀況，確定之前的故障是否真正已經(jīng)消除。實踐證明，只要維修技術(shù)人員采用了正確的診斷方法和故障的處理方法，故障就會迅速的被找到且處理好。以上的操作是當前純電動汽車在故障處理中常用方式，對電動汽車的維修是非常有用，而且是高效的。

3.3 純電動汽車維修的典型案例分析

下面以北汽新能源EV200款電動汽車為例，選用恰當?shù)墓收显\斷方法，開始對故障原因進行逐步的探查和分析，最后進行故障排除的過程。在實際的故障診斷和故障排除過程中，需要做好實驗的準備工作：

①前期的準備工作。北汽新能源EV200款電動汽一輛;故障診斷儀器一臺;數(shù)字萬用表等輔助檢測工具。

②適當?shù)臋z測狀態(tài)。動力電池電壓大于90%;故障存儲器中無故障存儲;室內(nèi)溫度掌控在20℃左右。

③讀取故障碼的步驟如圖1所示。

典型故障一：旋變傳感器故障。

其一，故障狀態(tài)：READY燈不能正常工作（圖2），系統(tǒng)故障等有提示，高壓斷開故障燈亮起。

其二，讀取故障碼：用道通診斷儀讀取故障碼（圖3），現(xiàn)實故障碼為U011087與MCU通訊丟失。

3.4 進行數(shù)據(jù)的收集

3.5 故障診斷的過程分析

其一，用數(shù)字萬用表電壓（20伏量程）對電阻進行測量。第一步，啟動開關(guān)，測量供電電壓。第二步，對插頭2腳與24腳之間的電壓進行測量，數(shù)字萬用表（20伏量程）顯示值為12伏。

其二，用數(shù)字萬用表電阻檔（如下同）測量CAN-L至CAN-H。關(guān)閉啟動開關(guān)，對CAN-L至CAN-H之間電阻進行測量，數(shù)字萬用表電阻檔顯示測量值為無窮大。

其三，用數(shù)字萬用表電阻檔（200伏量程，如下同）測量MCU31-VCU104與MCU32-VCU111。關(guān)閉啟動開關(guān)，用數(shù)字萬用表電阻檔測量MCU31-VCU104之間電阻為無窮大，測量MCU32-VCU111之間電阻微小于1。

其四，檢測的結(jié)果：可以確定的是，故障存在于MCU31-VCU104之間的線路上，用電腦檢測儀可以有效清除故障碼。

典型故障二：車載充電機故障檢測。

①故障狀態(tài)：行駛開關(guān)未開時，充電狀態(tài)是正常的，唯一的異常是指示燈不亮;打開行駛開關(guān)后，系統(tǒng)提示需要充電，充電開始后指示燈顯示異常。

②讀取故障碼：解碼儀無法進入到充電機控制系統(tǒng)。

③數(shù)據(jù)收集：測量車載充電機供電搭，測得A16端子為0伏，測量FB02保險絲電壓，測得FB02輸入端為12伏，輸出端為0伏。

④檢測結(jié)果：FB02保險絲斷了，需要更換FB02保險絲，最后經(jīng)檢測，電動汽車已經(jīng)恢復(fù)正常。

典型故障三：驅(qū)動系統(tǒng)高壓故障檢測。

①故障的表象：READY燈不亮，系統(tǒng)故障燈亮起，動力系統(tǒng)的故障燈常亮，提示音不斷。

②讀取故障碼：運用道通診斷儀進行故障檢測，故障碼顯示P1033464INV高壓自檢超時。

③實際檢測流程：其一，借用道通解碼儀讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)直流母線電壓顯示為0伏;其二，然后對高壓線束進行檢查，確定連接狀況。檢查過程中，發(fā)現(xiàn)直流母線負極出現(xiàn)異常，松動跡象比較明顯。

④故障診斷結(jié)果：故障是由高壓母線負極松動引起的，清除驅(qū)動系統(tǒng)高壓故障，進行必要的修復(fù)后，車輛異常狀況消除，電動汽車能夠正常使用了。

4? 結(jié)束語

綜上所述，隨著人類生存環(huán)境的不斷惡化，新能源已經(jīng)成為未來發(fā)展的趨勢。作為新能源的典型代表，純電動汽車在日常生活中日漸普及，針對電動汽車經(jīng)常出現(xiàn)的故障進行分析，對電動汽車的發(fā)展具有積極的促進作用。

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