新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)故障檢修的實(shí)踐探索

王峰

摘 要：新能源汽車(chē)噪音小、無(wú)排放污染，是借助電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的，因而備受各群體的青睞，也是新時(shí)代民眾購(gòu)車(chē)時(shí)的重點(diǎn)考慮對(duì)象。市面上的新能源汽車(chē)數(shù)量不斷增加時(shí)，各種故障問(wèn)題也逐步暴露出來(lái)，對(duì)新能源汽車(chē)技術(shù)也有著越來(lái)越高的要求。由于新能源汽車(chē)發(fā)展時(shí)期較短，所采用的充電系統(tǒng)尚待優(yōu)化，導(dǎo)致運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)故障，給汽車(chē)行駛穩(wěn)定性造成不利影響。本文主要以電動(dòng)新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)故障進(jìn)行探究，提出相應(yīng)的檢修方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē) 充電系統(tǒng) 故障 檢修

1 引言

全力推動(dòng)各行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，為使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題同步開(kāi)展，我國(guó)在技術(shù)創(chuàng)新方面不斷加大支持力度，旨在通過(guò)減少能源消耗、碳排放量來(lái)更好地保護(hù)環(huán)境。我國(guó)民眾生活水平日益提升的同時(shí)，汽車(chē)已進(jìn)入到各家各戶(hù)，大多數(shù)人為了出行方便都會(huì)首選汽車(chē)作為出行工具[1]。但從前汽車(chē)的運(yùn)行都是消耗石油的，邊運(yùn)行會(huì)邊產(chǎn)生有害氣體，若是無(wú)法有效控制，會(huì)直接影響空氣質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境。而在新能源汽車(chē)問(wèn)世后，之前需要耗費(fèi)大量燃油的模式也徹底改變，而是轉(zhuǎn)變成純電動(dòng)力，使用過(guò)程中沒(méi)有任何的廢氣產(chǎn)生。但由于新能源汽車(chē)問(wèn)世時(shí)間短，相關(guān)技術(shù)研究不到位，尤其是充電系統(tǒng)故障檢修方面，還需要進(jìn)一步研究，才可為新能源汽車(chē)的安全使用提供有力保障。

2 新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)介紹

2.1 充電類(lèi)型

在常規(guī)性充電下，純電動(dòng)汽車(chē)通常包含兩種充電方式：慢充、快充，此外還包含快速換電、無(wú)線(xiàn)充電等方式。快速換電的效率更高，和客運(yùn)類(lèi)汽車(chē)更為匹配，這也是新能源汽車(chē)今后的主要發(fā)展方向。下面主要對(duì)常規(guī)的兩種充電系統(tǒng)進(jìn)行介紹[3]。

2.2 充電系統(tǒng)的組成

2.2.1 充電設(shè)備

包括充電樁、充電器和電纜等。充電樁是將電能從外部電源輸送到電動(dòng)車(chē)輛的裝置，通常包括電源連接部、充電控制和保護(hù)電路等；充電器是充電樁內(nèi)部的電子設(shè)備，將外部電源的交流電能轉(zhuǎn)換為適合車(chē)輛電池充電的直流電能；電纜用于連接充電樁和車(chē)輛，并傳輸電能。

2.2.2 電動(dòng)車(chē)輛充電接口

電動(dòng)車(chē)輛充電接口是連接車(chē)輛和充電設(shè)備的接口，用于傳輸電能和進(jìn)行通信；充電接口通常位于車(chē)輛的前部或側(cè)部，具有可靠的電氣連接和保護(hù)功能。充電接口根據(jù)不同國(guó)家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)可以有不同的類(lèi)型和規(guī)格。

2.2.3 充電管理系統(tǒng)

充電管理系統(tǒng)是充電設(shè)備的控制系統(tǒng)，用于監(jiān)控充電過(guò)程、控制電流和電壓、保護(hù)電池和充電設(shè)備等，此系統(tǒng)可以包括充電樁的電子控制單元和車(chē)輛上的充電管理單元，它們之間通過(guò)充電接口進(jìn)行通信。

2.2.4 電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)主要作用包含監(jiān)控電池包總電壓、管理充放電、控制接觸器、保護(hù)電池異常狀態(tài)、監(jiān)控總電流等。電池管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度和充放電狀態(tài)，保護(hù)電池免受過(guò)充、過(guò)放、過(guò)溫等不良工作條件的影響，并進(jìn)行均衡充電來(lái)提高電池壽命和性能。

2.2.5 通信和控制系統(tǒng)

電動(dòng)車(chē)輛充電系統(tǒng)通常包括與充電設(shè)備之間的通信和控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與充電設(shè)備的交互、安全控制和數(shù)據(jù)傳輸。通信和控制系統(tǒng)可以通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行通信，以支持充電樁的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、遠(yuǎn)程控制和故障診斷等功能。

2.3 充電控制邏輯原理

交流充電槍和車(chē)上充電口相連接時(shí)，車(chē)載充電器將會(huì)對(duì)充電口連接的電壓進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，車(chē)載充電器接收到正確的電阻值時(shí)，便會(huì)默認(rèn)成充電槍已正常連接，該連接狀況會(huì)在組合儀表中提示。此時(shí)會(huì)同時(shí)喚醒車(chē)上的相關(guān)控制模塊，充電槍中的拉低信號(hào)會(huì)隨之傳遞給車(chē)載充電器，并發(fā)送給電池管理器充電信號(hào)，接收到充電連接信號(hào)之后，BMS便會(huì)采集所需的正確信號(hào)并傳送給各接觸器閉合指令。完成預(yù)充環(huán)節(jié)后，預(yù)充接觸器將會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，充電接觸器也會(huì)隨之閉合，動(dòng)力電池將會(huì)開(kāi)始充電，充電的功率以及剩余時(shí)間也會(huì)實(shí)時(shí)顯示在組合儀表中。（圖1）

3 新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析

3.1 CC故障診斷

現(xiàn)如今，已更新新能源汽車(chē)的充電國(guó)標(biāo)插口，基本上所有汽車(chē)都應(yīng)用此插口[4]。對(duì)于新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其的CC線(xiàn)路作用為判斷充電槍連接的順利性，以及充電槍是否為正常規(guī)格，若是CC線(xiàn)路出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致充電槍連接狀況的判斷存在誤差，充電環(huán)節(jié)也無(wú)法順利進(jìn)行。對(duì)于出現(xiàn)的此類(lèi)故障，典型的案例之一為：比亞迪新E5車(chē)輛行駛正常，用便捷充電槍和交流電220v相連時(shí)，不可正常充電，且儀表中也沒(méi)有提示和充電相關(guān)的信息。通過(guò)對(duì)故障進(jìn)行初步分析，由于車(chē)輛行駛正常，因而上電功能也是正常的，而新能源汽車(chē)在充電過(guò)程中，只要充電槍已順利連接車(chē)輛，就會(huì)將正常連接的信息在儀表中顯示出來(lái)。但在觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)儀表并無(wú)顯示信息內(nèi)容。CC與PE線(xiàn)路的運(yùn)作正常與否，會(huì)直接影響充電槍的信號(hào)，因而需要對(duì)所有的相關(guān)線(xiàn)路進(jìn)行深度檢測(cè)，保障沒(méi)有任何的遺漏。在檢測(cè)工作完成后，接著用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，卻顯示出充電槍未連接的信息。高壓安全措施做好之后，對(duì)CC與PE間的電阻進(jìn)行測(cè)量，顯示正常，表明CC和PE線(xiàn)路是處于正常的狀態(tài)。測(cè)量出的CC端和高壓電控總成間的電阻，得出的結(jié)果是無(wú)窮大，實(shí)際正常值應(yīng)在1歐以?xún)?nèi)[5]。

3.2 充電連接信號(hào)故障

在完成充電流程時(shí)，除了CC（充電連接）充電槍的正常連接外，CP（充電控制）充電控制信號(hào)也是必不可少的。只有當(dāng)車(chē)載充電器接收到拉低信號(hào)與連接信號(hào)后，車(chē)載充電器才會(huì)發(fā)送充電信號(hào)給BMS（電池管理系統(tǒng)），從而開(kāi)始充電。在診斷故障中（圖2），以比亞迪E5車(chē)輛無(wú)法正常充電為例，當(dāng)使用便攜式充電槍進(jìn)行充電時(shí)，儀表顯示已連接充電槍?zhuān)潆姽β屎蜁r(shí)間并未顯示。由于車(chē)輛可以保持正常行駛，說(shuō)明車(chē)上的線(xiàn)路處于正常狀態(tài)。儀表顯示充電槍已連接，因此CC和PE端以及相關(guān)線(xiàn)路也沒(méi)有故障。初步懷疑引發(fā)該故障的原因是CP相關(guān)線(xiàn)路或充電連接信號(hào)。通過(guò)使用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有充電連接信號(hào)。進(jìn)一步測(cè)量高壓電控總成信號(hào)線(xiàn)和BMS之間連接線(xiàn)束的電阻，結(jié)果顯示電阻為無(wú)窮大，而正常情況下應(yīng)小于1歐。可推斷該線(xiàn)束存在斷路。發(fā)現(xiàn)斷路修復(fù)的位置與充電槍相連接后，車(chē)輛可以正常充電。由此可排除故障。

3.3 充電電流霍爾信號(hào)故障

在直流正極母線(xiàn)中安裝電流霍爾傳感器的主要目的是對(duì)動(dòng)力電池的充放電電流進(jìn)行檢測(cè)（如圖3所示）。通過(guò)監(jiān)測(cè)電流大小，可以判斷動(dòng)力電池放電時(shí)的功率以及剩余電量，從而估計(jì)剩余續(xù)航里程；而在充電時(shí)，可以結(jié)合充電功率和現(xiàn)有電量來(lái)估計(jì)充滿(mǎn)所需的時(shí)間。這樣的傳感器可以在故障檢測(cè)中發(fā)揮作用。以比亞迪新能源E5無(wú)法正常充電的案例為例，當(dāng)使用便攜式充電槍進(jìn)行充電時(shí)，觀察車(chē)輛儀表上顯示的信息，顯示已連接，但充電功率和剩余時(shí)間都為零。這表明CC（充電連接）線(xiàn)路沒(méi)有故障。此外，當(dāng)使用診斷儀讀取數(shù)據(jù)流時(shí)，顯示有充電連接信號(hào)，表示充電連接信號(hào)也沒(méi)有故障。而改充電系統(tǒng)的功率及剩余充電時(shí)間是利用電流霍爾傳感器采集信號(hào)進(jìn)行判斷的，初步懷疑是充電電流霍爾傳感器存在故障。做好安全防護(hù)后，對(duì)電流霍爾傳感器的插接器進(jìn)行檢查，處于正常連接且沒(méi)有不良現(xiàn)象。檢測(cè)電流霍爾傳感器的插頭線(xiàn)路，進(jìn)行深入分析，對(duì)霍爾信號(hào)波形進(jìn)行認(rèn)真觀察，發(fā)現(xiàn)波形電壓接近0V，可見(jiàn)是霍爾信號(hào)線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)的絕緣膠破裂，出現(xiàn)互相短路的現(xiàn)象，BMS也隨時(shí)接收錯(cuò)誤信號(hào)，難以對(duì)充電功率及時(shí)間進(jìn)行正常判斷，故障排除[6]。

4 新能源汽車(chē)充電系統(tǒng)故障常見(jiàn)修復(fù)技術(shù)

4.1 常規(guī)性的故障檢查

（1）檢查電源和電纜連接。首先，確保外部電源連接正常且可靠。檢查充電設(shè)備和車(chē)輛的電源連接和電纜是否插入正確，且沒(méi)有損壞或松動(dòng)。如果發(fā)現(xiàn)連接不良，可以重新插入電纜或更換損壞的電纜。（2）檢查重啟充電系統(tǒng)。對(duì)于一些常見(jiàn)的軟件或通信故障，嘗試重新啟動(dòng)充電系統(tǒng)可能會(huì)解決問(wèn)題，包括關(guān)閉車(chē)輛和充電設(shè)備，并重新啟動(dòng)以便重新建立通信和恢復(fù)正常操作。（3）檢查檢查充電樁和連接器狀態(tài)，確保充電樁的插座和連接器清潔無(wú)異物或腐蝕，并確保連接器的銷(xiāo)子不受損壞。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以清潔連接器或更換損壞的部件。（4）檢查充電電流和電壓。通過(guò)檢查充電設(shè)備提供的電流和電壓水平，確保充電器工作正常。如果電流或電壓值不符合規(guī)范，可能存在電源故障、充電器故障或電動(dòng)車(chē)輛的問(wèn)題。

4.2 電子診斷技術(shù)

在人工智能技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，陸續(xù)出現(xiàn)一些新型的智能儀器。一般來(lái)說(shuō)，在新能源車(chē)輛設(shè)計(jì)制造完成后，為使得后期維修更為順利，通常會(huì)增加輔助檢測(cè)設(shè)備。在科學(xué)使用設(shè)備的過(guò)程中，可合理判斷新能源車(chē)出現(xiàn)的問(wèn)題，使得維修準(zhǔn)確性大幅提升。技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過(guò)程中，通過(guò)現(xiàn)代化的電子產(chǎn)品即可在未拆檢汽車(chē)零部件的情況下，有效檢測(cè)零部件狀態(tài)。但和燃油車(chē)輛相比，新能源汽車(chē)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，修理時(shí)拆解零部件容易產(chǎn)生某些損傷，從而增加維護(hù)成本。通過(guò)科學(xué)利用電子檢測(cè)設(shè)備，不僅可規(guī)避這些弊端，同時(shí)還可保障檢測(cè)的質(zhì)量。新能源車(chē)輛受多種因素的干擾而出現(xiàn)事故現(xiàn)象，需要運(yùn)送至修理現(xiàn)場(chǎng)，人員在修理時(shí)需記載車(chē)輛的類(lèi)別，接著通過(guò)電子診斷系統(tǒng)來(lái)傳輸車(chē)輛相關(guān)數(shù)據(jù)，此種方法的應(yīng)用可全面評(píng)估車(chē)輛的故障情況。

4.3 電池維修技術(shù)

為使得新能源汽車(chē)有效提升電池性能，需由工作人員明確維修管理模式，了解各類(lèi)汽車(chē)的工作狀況，在放電問(wèn)題消除的同時(shí)減弱運(yùn)行問(wèn)題?？偟恼f(shuō)來(lái)，評(píng)估需根據(jù)下述要點(diǎn)進(jìn)行： 首先，需對(duì)電池的放電狀況有所了解，通過(guò)對(duì)電池壽命和使用要求進(jìn)行分析，從而明確使用環(huán)境，可使得使用年限得以縮短。其次，工作人員在分析汽車(chē)電池性能時(shí)，需評(píng)估電池組成，將關(guān)鍵信息篩選出來(lái)。如評(píng)估新能源電池時(shí)，需對(duì)電池電極性能進(jìn)行測(cè)試，明確電極反應(yīng)關(guān)系，規(guī)避離子通道堵塞的現(xiàn)象。最后，工作人員要對(duì)內(nèi)部線(xiàn)路構(gòu)成進(jìn)行全面了解，明確真空管有無(wú)泄露的現(xiàn)象，真空管老化或損壞需更換線(xiàn)路，確保線(xiàn)路的正常運(yùn)作?？偟膩?lái)說(shuō)，工作人員在診斷評(píng)估電池故障時(shí)，需對(duì)電池種類(lèi)進(jìn)行探討，明確電池是否會(huì)引發(fā)汽車(chē)故障。此外，還應(yīng)定時(shí)檢查動(dòng)力電池，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間使用后的消耗進(jìn)行檢查，若不定時(shí)檢查動(dòng)力電池，電池故障就無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后，汽車(chē)的電池極板材料極易有剝落的現(xiàn)象，這不僅會(huì)使得汽車(chē)行駛里程減少，也會(huì)埋下安全隱患。因此，人們需定期檢查汽車(chē)的電池，一旦電池出現(xiàn)問(wèn)題，需要及時(shí)修復(fù)，才可保障車(chē)輛的安全行駛。

4.4 及時(shí)更新維修技術(shù)和設(shè)備

科技水平不斷提升的過(guò)程中，新能源汽車(chē)領(lǐng)域也獲得了更為充足的發(fā)展動(dòng)力，作為該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員，需要緊跟時(shí)代步伐，及時(shí)更新自身的觀念與技術(shù)，并充分了解新的維修設(shè)備，嚴(yán)格依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施維護(hù)作業(yè)。如當(dāng)前用于修復(fù)事故的解碼器、讀碼卡等，在長(zhǎng)時(shí)間研究后得出，這些裝置的效用極為明顯，可使得維修工作者的負(fù)擔(dān)得以減輕，也可有效提升維修效率，為汽車(chē)的質(zhì)量提供保障。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新能源汽車(chē)的充電系統(tǒng)故障引發(fā)因素較多，車(chē)內(nèi)的充電線(xiàn)路以及充電槍線(xiàn)路存在的故障問(wèn)題，都應(yīng)作為重點(diǎn)考慮對(duì)象。故障不管源自于哪一個(gè)線(xiàn)路，都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池?zé)o法正常獲得電能。在具體排除故障過(guò)程中，應(yīng)深入了解充電的原理，從而針對(duì)性的找到故障點(diǎn)，精準(zhǔn)解決故障問(wèn)題。

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