新能源汽車動(dòng)力電池的維護(hù)與保養(yǎng)

朱汝玲

摘 要：隨著我國(guó)低碳可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，各行業(yè)均積極響應(yīng)這一政策，不斷深化綠化環(huán)保發(fā)展理念，汽車行業(yè)在新能源領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步。動(dòng)力電池作為新能源汽車的心臟，其是新能源汽車的主要能量來源，為了不斷提高新能源汽車整體服務(wù)質(zhì)量，必須做好動(dòng)力電池日常維護(hù)保養(yǎng)工作。鑒于此，文章就以新能源汽車動(dòng)力電池的類型為切入點(diǎn)，分析現(xiàn)階段動(dòng)力電池的常見故障，并對(duì)如何提升其維修與保養(yǎng)水平提出幾點(diǎn)參考性策略。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 動(dòng)力電池 維護(hù) 保養(yǎng)

1 引言

新能源汽車動(dòng)力電池在新能源汽車整體開發(fā)過程中扮演著重要角色，它不僅是最基本的環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)之一。動(dòng)力電池達(dá)到較高的性能標(biāo)準(zhǔn)，提升與新能源汽車整體構(gòu)造及運(yùn)行的適應(yīng)性，新能源汽車行業(yè)的整體發(fā)展將得到有效促進(jìn)。所以，在未來發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃過程中，要立足于動(dòng)力電池發(fā)展水平，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，注重動(dòng)力電池的能量、壽命、價(jià)格及安全性等各項(xiàng)重要因素，充分發(fā)揮現(xiàn)階段優(yōu)勢(shì)最大的鋰電池功效。同時(shí)要積極尋求新型材料應(yīng)用的突破，增強(qiáng)電池裝配技術(shù)、分組能力及監(jiān)督管理水平，在綜合性新能源汽車中做到良好的權(quán)衡與應(yīng)用，在保證安全的基礎(chǔ)上發(fā)揮出最高效能。

2 新能源汽車動(dòng)力電池的主要類型

2.1 鉛酸電池

鉛酸電池是一種常見的蓄電池類型，由鉛板和硫酸電解液組成，它們具有較低的能量密度和較短的壽命，但相對(duì)便宜，并且在某些應(yīng)用中仍然有用武之地。鉛酸電池通常用于汽車啟動(dòng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、備用電源、太陽(yáng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)和一些低功率應(yīng)用等場(chǎng)合。然而，在新能源汽車領(lǐng)域，鋰離子電池被廣泛采用，因?yàn)樗鼈兙哂懈叩哪芰棵芏?、更長(zhǎng)的壽命和更好的性能，適合提供持久的動(dòng)力供應(yīng)和更大的續(xù)航里程。目前鉛酸電池在我國(guó)的主要應(yīng)用場(chǎng)景集中于電動(dòng)自行車、三輪車及燃油汽車。

2.2 鎳氫電池

鎳氫電池是一種重要的可充電電池類型，也被稱為鎳氫蓄電池，它由一個(gè)負(fù)極和一個(gè)正極之間的化學(xué)反應(yīng)來儲(chǔ)存和釋放電能。鎳氫電池使用氫氣作為活性物質(zhì)來儲(chǔ)存電能，并且使用二氧化鎳作為正極材料。相比于鎳鎘電池，鎳氫電池具有更高的能量密度、更長(zhǎng)的壽命和較低的環(huán)境影響。鎳氫電池在許多應(yīng)用中得到廣泛使用，包括混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、便攜式電子設(shè)備和儲(chǔ)能系統(tǒng)等，其具有良好的循環(huán)壽命和高充放電效率，可以提供可靠的動(dòng)力供應(yīng)[1]。

2.3 鋰電池

鋰電池是一種常見的可充電電池類型，它使用鋰化合物作為其正極材料來儲(chǔ)存和釋放電能，鋰電池具有高能量密度、輕量化、長(zhǎng)壽命和低自放電率等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、電動(dòng)車輛、儲(chǔ)能系統(tǒng)和許多其他電子設(shè)備中。鋰電池主要分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種類型[2]。鋰離子電池以其成熟的技術(shù)和相對(duì)較高的能量密度，成為最常用的電池類型，鋰聚合物電池則采用聚合物電解質(zhì)，具有更高的安全性和更薄的形狀設(shè)計(jì)靈活性，但能量密度略低于鋰離子電池。鋰電池在新能源電動(dòng)汽車領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁└咝阅艿膭?dòng)力輸出和較長(zhǎng)的續(xù)航里程。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋰電池的能量密度和充電速度也在不斷提升，使其成為新能源汽車領(lǐng)域的首選動(dòng)力來源。

2.4 燃料電池

燃料電池是一種利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的設(shè)備，它通過將燃料（如氫氣）和氧氣在電化學(xué)反應(yīng)中進(jìn)行催化氧化，從而產(chǎn)生電流。燃料電池可以提供連續(xù)的電力輸出，并且其主要排放物是水蒸氣，因此被認(rèn)為是一種清潔的能源技術(shù)。最常見的燃料電池類型是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），質(zhì)子交換膜燃料電池使用質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)，適用于低溫應(yīng)用，如汽車和移動(dòng)設(shè)備，固體氧化物燃料電池則使用固體氧化物作為電解質(zhì)，適用于高溫應(yīng)用，如工業(yè)能源和電網(wǎng)支持。燃料電池具有高效能轉(zhuǎn)換、低排放、靜音運(yùn)行和靈活燃料選擇等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前燃料電池技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn)，包括燃料儲(chǔ)存和分配、成本降低、耐久性和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面。盡管如此，燃料電池在特定應(yīng)用領(lǐng)域，如交通運(yùn)輸和能源存儲(chǔ)等方面顯示出潛力，并吸引著不斷的研究和發(fā)展。

3 新能源汽車動(dòng)力電池的常見故障及原因

3.1 預(yù)充電故障

新能源汽車動(dòng)力電池一旦發(fā)生預(yù)充電故障可能會(huì)導(dǎo)致電池?zé)o法正常充電或放電，影響車輛的動(dòng)力性能、續(xù)航里程和安全性。以下是一些常見的原因：

（1）控制系統(tǒng)故障：預(yù)充電功能是由車輛的電池管理系統(tǒng)控制的，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致預(yù)充電無法正常進(jìn)行。（2）傳感器問題：預(yù)充電過程中使用的傳感器可能出現(xiàn)故障或失靈，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)或電流輸入。（3）電路故障：預(yù)充電系統(tǒng)的電路包括連接線路、繼電器和保險(xiǎn)絲等組件，若這些電路元件發(fā)生故障或損壞，可能導(dǎo)致預(yù)充電無法進(jìn)行或電流異常。（4）電池組問題：動(dòng)力電池組本身的故障也可能導(dǎo)致預(yù)充電故障，例如，電池單體失效、電池短路或電池均衡性問題都可能影響預(yù)充電過程。

3.2 溫度異常故障

溫度異常故障也是動(dòng)力電池中較為常見的一類故障，多是因?yàn)橐韵略蛩穑?/p>

（1）過高溫度：當(dāng)動(dòng)力電池過熱時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致溫度異常故障，這可以是由于長(zhǎng)時(shí)間高功率充電或放電、過度使用或在高環(huán)境溫度下運(yùn)行造成的。（2）過低溫度：動(dòng)力電池在極寒條件下可能會(huì)出現(xiàn)溫度異常故障，低溫環(huán)境下，電池的化學(xué)反應(yīng)速率減緩，導(dǎo)致電池性能下降或無法正常工作。（3）溫度傳感器故障：動(dòng)力電池系統(tǒng)配備了溫度傳感器來監(jiān)測(cè)電池的溫度，如果傳感器本身出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致溫度異常報(bào)警或錯(cuò)誤的溫度讀數(shù)[3]。（4）散熱系統(tǒng)問題：動(dòng)力電池通常通過散熱系統(tǒng)（如冷卻液或風(fēng)扇）來控制溫度。如果散熱系統(tǒng)失效或阻塞，可能導(dǎo)致電池溫度異常上升。

3.3 電壓異常故障

新能源汽車動(dòng)力電池電壓異常故障可能由以下原因引起：

（1）過高電壓：動(dòng)力電池充電過程中，如果電壓超過了設(shè)計(jì)或安全范圍，可能會(huì)導(dǎo)致電壓異常故障，這可能是由于充電系統(tǒng)故障、充電設(shè)備問題或電池管理系統(tǒng)失效等原因引起的。（2）過低電壓：動(dòng)力電池放電過程中，如果電壓降至非正常水平，也會(huì)導(dǎo)致電壓異常故障，這可能是由于電池?fù)p壞、放電系統(tǒng)故障或負(fù)載過重等原因引起的。（3）電池單體故障：動(dòng)力電池由多個(gè)電池單體組成，如果其中一個(gè)或多個(gè)電池單體出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致電壓異常，例如，電池單體失效、內(nèi)部短路或不均衡狀態(tài)都可能導(dǎo)致電壓異常。（4）電池管理系統(tǒng)故障：電池管理系統(tǒng)（BMS）是監(jiān)測(cè)和控制電池狀態(tài)的關(guān)鍵組件，如果BMS出現(xiàn)故障或錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)電池電壓的監(jiān)測(cè)和控制失效，進(jìn)而引發(fā)電壓異常故障。

4 新能源汽車動(dòng)力電池的維護(hù)和保養(yǎng)策略

4.1 定期檢測(cè)動(dòng)力電池

（1）電池容量檢測(cè)：通過充電和放電測(cè)試，評(píng)估電池的容量是否符合預(yù)期值，這可以幫助判斷電池的健康狀況和剩余壽命。（2）電池內(nèi)阻檢測(cè)：測(cè)量電池的內(nèi)阻，以評(píng)估電池的性能和劣化程度，較高的內(nèi)阻可能表明電池存在問題或老化。（3）電池溫度監(jiān)測(cè)：檢查電池組各個(gè)單體的溫度，確保在正常范圍內(nèi)運(yùn)行，異常的溫度可能表明散熱系統(tǒng)故障或電池單體問題[4]。（4）BMS功能檢測(cè)：驗(yàn)證電池管理系統(tǒng)（BMS）的正常工作，包括電壓監(jiān)測(cè)、溫度控制、均衡充電等功能。（5）充電/放電效率檢測(cè)：評(píng)估電池在充電和放電過程中的能量轉(zhuǎn)換效率，以確定電池的性能和損耗情況。（6）安全性能檢測(cè)：檢查電池組及其相關(guān)部件的安全性能，包括防火措施、絕緣狀況和過電壓/過溫保護(hù)等。

4.2 合理使用動(dòng)力電池

合理使用新能源汽車動(dòng)力電池可以延長(zhǎng)電池的壽命并最大限度地發(fā)揮其性能，延長(zhǎng)電池壽命、提高性能，并確保安全可靠的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)也有助于降低維修和更換電池的成本，具體需注意：

（1）避免過度充電和過度放電：盡量避免將電池充滿或完全放空，因?yàn)檫@對(duì)電池的健康不利，保持電池在適當(dāng)?shù)某潆姺秶鷥?nèi)，通常是在20%到80%之間。（2）控制高溫和低溫環(huán)境：避免暴露電池于極端高溫或低溫環(huán)境中，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致電池性能下降并加速老化，盡量停放車輛在陰涼處，并避免長(zhǎng)時(shí)間暴曬或暴露在極寒條件下[5]。（3）平穩(wěn)駕駛和加速：避免頻繁的急加速、急剎車以及劇烈的行駛方式，平穩(wěn)駕駛有助于減少電池的負(fù)荷和功耗，提高續(xù)航里程。

4.3 避免動(dòng)力電池暴曬

（1）避免停放在陽(yáng)光下：盡量選擇陰涼的停車位置，避免將車輛長(zhǎng)時(shí)間停放在陽(yáng)光直射的地方，例如室外停車場(chǎng)或高溫地區(qū)。（2）使用遮陽(yáng)擋：如果必須停放在陽(yáng)光下，使用遮陽(yáng)擋可以減少太陽(yáng)直射到車輛內(nèi)部和電池組的熱量。（3）尋找遮蔽物：在停車時(shí)盡量選擇有樹蔭或建筑物遮蔽的區(qū)域，以減少陽(yáng)光直接照射到車輛和電池組上的時(shí)間和強(qiáng)度。（4）室內(nèi)或地下停車：在可能的情況下，選擇停放在室內(nèi)或地下停車場(chǎng)，這些地方通常溫度較為穩(wěn)定，可以有效減少電池受熱的機(jī)會(huì)。

4.4 定期給閑置車輛充電

（1）充電頻率：根據(jù)實(shí)際情況，可以選擇每個(gè)月或每隔幾周為閑置的新能源車輛進(jìn)行一次充電，這有助于保持電池的適當(dāng)充電狀態(tài)，并防止過度放電。（2）充電方式：建議使用慢速充電方式（如家用插座充電）進(jìn)行閑置電池的充電，慢速充電有助于避免過度充電和電池過熱的風(fēng)險(xiǎn)。（3）充電至適當(dāng)SOC：將電池充至適當(dāng)?shù)腟OC（State of Charge，電量百分比），通常建議在20%到80%之間。避免將電池完全充滿或完全放空。（4）定期驅(qū)動(dòng)：除了充電之外，定期驅(qū)動(dòng)車輛也有助于保持電池的健康，幫助電池進(jìn)行周期性的充放電，使其保持活躍狀態(tài)。

4.5 合理使用充電器

（1）使用原廠或認(rèn)證的充電器：使用制造商推薦的原廠充電器或經(jīng)過認(rèn)證的充電器，確保其符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。（2）選擇適當(dāng)?shù)某潆娔Ｊ剑焊鶕?jù)實(shí)際需求和充電時(shí)間，選擇適當(dāng)?shù)某潆娔Ｊ剑Ｒ姷哪Ｊ桨焖俪潆娔Ｊ剑ㄈ缈斐洌?、?biāo)準(zhǔn)充電模式和恒流恒壓充電模式等。（3）控制充電速度：在可行的情況下，控制充電速度以避免過快充電導(dǎo)致電池過熱，慢速充電通常更有利于電池壽命和性能的長(zhǎng)期維護(hù)[6]。（4）注意充電環(huán)境：確保充電環(huán)境通風(fēng)良好，避免充電器暴露在潮濕或易燃物品附近，定期檢查充電器的線纜、插頭和連接器等部件，確保其正常工作和安全可靠。（5）定期檢查充電器狀態(tài)：定期檢查充電器的狀態(tài)，包括外觀損壞、線纜磨損或斷裂等情況，如果發(fā)現(xiàn)任何問題，應(yīng)停止使用充電器，并咨詢專業(yè)維修服務(wù)中心進(jìn)行檢修或更換。

4.6 提升電池故障診斷及維修技術(shù)

（1）學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)：通過參加相關(guān)培訓(xùn)課程、研討會(huì)或在線資源，了解新能源汽車動(dòng)力電池的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、故障診斷方法和維修技術(shù)等方面的知識(shí)。（2）掌握必備工具：了解并配備適合進(jìn)行動(dòng)力電池故障診斷和維修所需的工具和設(shè)備，包括專用的診斷工具、電池管理系統(tǒng)軟件、安全設(shè)備以及正確的工具和儀器。（3）跟隨制造商指南：嚴(yán)格遵循制造商提供的故障診斷和維修指南，每個(gè)品牌和型號(hào)的新能源車輛都可能有不同的電池系統(tǒng)和維修程序，因此按照制造商指南進(jìn)行操作是至關(guān)重要的。（4）保持更新：跟蹤新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)的最新發(fā)展和更新，由于該領(lǐng)域處于不斷變化，持續(xù)學(xué)習(xí)和保持與行業(yè)信息同步是提高技術(shù)水平的關(guān)鍵。（5）建立合作網(wǎng)絡(luò)：與其他專業(yè)技師、工程師和維修服務(wù)中心建立合作網(wǎng)絡(luò)，共享經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并從他們那里獲取指導(dǎo)和支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，新能源汽車動(dòng)力電池的維護(hù)與保養(yǎng)是確保其性能和壽命的關(guān)鍵。通過定期充電、避免暴曬、控制溫度、遵循制造商指南以及科學(xué)使用充電器等方法，可以延長(zhǎng)電池的壽命、提高續(xù)航里程，并保障電池系統(tǒng)的安全性和可靠性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新能源汽車動(dòng)力電池的維護(hù)與保養(yǎng)成效不斷提升，同時(shí)也伴隨著更先進(jìn)的故障診斷和維修技術(shù)的發(fā)展，為用戶提供更便捷、高效和可靠的服務(wù)。同時(shí)社會(huì)大眾環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷提高，政府出臺(tái)了系列相關(guān)支持政策，新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，不斷提升能量密度、降低成本、延長(zhǎng)壽命，并積極推動(dòng)可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通和減少碳排放做出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]田茂江.新能源汽車動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)的思考[J].時(shí)代汽車，2021（19）：113-114.

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[5]周新，陳忠愷.新能源汽車動(dòng)力電池健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（12）：164-165.

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