新能源汽車動力電池檢測維護(hù)方法探討

摘 要：伴隨著環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)峻，世界各國開始深入探索新能源汽車的發(fā)展。我國在新能源汽車發(fā)展中取得了不錯(cuò)的成績，成為幫助我國汽車產(chǎn)業(yè)彎道超車的重要動力，在國際汽車市場上享有越來越重要的地位。動力電池技術(shù)是新能源汽車的核心技術(shù)之一，電池檢測與維護(hù)工作對于新能源汽車的使用壽命、駕駛體驗(yàn)具有重要影響。本文對新能源汽車動力電池檢測維護(hù)工作展開探究，分析了新能源汽車檢測、維護(hù)的主要方法和注意事項(xiàng)，為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電池 檢修維護(hù) 方法分析

新能源汽車通過動力電池驅(qū)動汽車，當(dāng)前我國的新能源技術(shù)已經(jīng)取得了較大的突破。新能源電池由于污染小、體量小、性能穩(wěn)定、成本低廉，使得新能源汽車能迅速占領(lǐng)當(dāng)前的汽車市場。未來伴隨著電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，新能源汽車將變得更安全，并且擁有更高性能。為了讓新能源汽車獲得穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢、提高市場占有率，做好動力電池的檢測與日常維護(hù)工作至關(guān)重要。以下就新能源汽車動力電池的檢測與維護(hù)來展開分析討論。

1 新能源汽車概述

1.1 新能源汽車的概念

研究新能源汽車電池檢測與維護(hù)，首先要明確新能源汽車是什么。新能源汽車是相對于傳統(tǒng)以燃燒化石燃料為驅(qū)動力的傳統(tǒng)汽車而言的，它依靠動力電池驅(qū)動汽車。目前，新能源汽車主要驅(qū)動力是電力。但因?yàn)閯恿﹄姵氐陌l(fā)展時(shí)間較短，在儲能、驅(qū)動力方面還存在不足，因此當(dāng)前有不少汽車依靠電汽混合驅(qū)動方式運(yùn)行，此類混合驅(qū)動的汽車也被稱為新能源汽車。

1.2 新能源汽車的特點(diǎn)分析

新能源汽車技術(shù)表現(xiàn)出與傳統(tǒng)汽車明顯不同的特點(diǎn)，主要有：（1）新能源汽車的能耗更小，相較于傳統(tǒng)燃油車更清潔，更符合環(huán)保理念；（2）新能源汽車的設(shè)計(jì)理念更先進(jìn)，在車身設(shè)計(jì)、契合結(jié)構(gòu)、能源驅(qū)動技術(shù)等方面相較于傳統(tǒng)燃油車更優(yōu)越，在電機(jī)、電池、電控等核心環(huán)節(jié)相較于傳統(tǒng)汽車制造技術(shù)進(jìn)行了明顯的更新?lián)Q代，并且還融入了智能化信息技術(shù)，代表著未來汽車的發(fā)展方向。

1.3 新能源汽車的發(fā)展前景

盡管我國新能源汽車發(fā)展迅速，但因?yàn)槲覈嚠a(chǎn)業(yè)起步較晚，有關(guān)新能源汽車的研究積累落后于發(fā)達(dá)國家，因此在一些關(guān)鍵性技術(shù)上，我國新能源汽車的研究較為落后。為了給新能源汽車行業(yè)的發(fā)展注入更多動力，我國政府出臺了一系列政策，從融資、技術(shù)扶持、稅收等方面為新能源汽車行業(yè)提供優(yōu)惠，使得新能源汽車迅速占領(lǐng)市場。當(dāng)前，無論從國際市場分析，還是從我國汽車市場分析，傳統(tǒng)燃油汽車的需求量正在逐步下降，新能源汽車作為新秀表現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展勢頭。在未來，新能源汽車這種良好的發(fā)展態(tài)勢還將繼續(xù)保持，為此做好新能源汽車動力電池的檢測與維護(hù)，保障新能源汽車的駕駛性能與安全性顯得格外重要。

2 新能源汽車動力電池發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車動力電池是新能源汽車中最關(guān)鍵的組成部分，是決定新能源汽車驅(qū)動效能、汽車駕駛體驗(yàn)、安全性等最關(guān)鍵的因素。因此，為推動新能源汽車發(fā)展，就需要做好新能源動力電池的研究。目前，我國新能源汽車電池生產(chǎn)供應(yīng)廠商不計(jì)其數(shù)，但由于行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，因此行業(yè)內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)也未能實(shí)現(xiàn)充分共享，這就導(dǎo)致動力電池生產(chǎn)存在不規(guī)范的問題。因?yàn)楦鱾€(gè)廠商生產(chǎn)的電池存在一定的差異，因此后續(xù)電池檢測與維護(hù)工作的難度也比較大。當(dāng)前，新能源汽車動力電池中，鋰電池的市場占有率最高，應(yīng)用最廣泛，并且目前鋰電池技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展，在磷酸鐵鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、富鋁鋰等方面已經(jīng)取得了關(guān)鍵性突破，并在納米粒子合成、密度振實(shí)、摻雜等領(lǐng)域也正在開展研究。電池技術(shù)的更新升級導(dǎo)致電池檢測與維護(hù)工作也在不斷發(fā)生變化。同時(shí)，當(dāng)前新能源汽車動力電池在生產(chǎn)過程中還應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算等數(shù)據(jù)，發(fā)展出了全參數(shù)虛擬仿真、電池智能化管理等技術(shù)，這也對動力電池的檢測與維護(hù)工作產(chǎn)生影響。

3 新能源汽車電池的主要類型

我國新能源汽車常使用的動力電池有以下幾種類型。

3.1 鉛酸電池

鉛酸電池的發(fā)展歷史最悠久，當(dāng)前采礦用車等大型車上常見鉛酸電池。因?yàn)榘l(fā)展時(shí)間長，所以鉛酸電池技術(shù)比較成熟，并且其具有儲能量大的優(yōu)勢，因此被用于采礦車等大型車上。但鉛酸電池的環(huán)保等級不高，不符合當(dāng)前國家有關(guān)新能源汽車動力電池的部分標(biāo)準(zhǔn)。其使用壽命短，因此需要經(jīng)常性更換電池。由于政策和鉛酸電池本身的不足，導(dǎo)致鉛酸電池的市場越來越小，新能源汽車企業(yè)不愿意花費(fèi)較多時(shí)間和成本在鉛酸電池研究上。

3.2 鎳氫電池

鎳氫電池屬于堿電池，其優(yōu)勢在于使用壽命長，儲能技術(shù)輸出功率大，驅(qū)動力強(qiáng)等，但不足在于成本較高，維護(hù)保養(yǎng)花費(fèi)也比較高。豐田企業(yè)的鎳氫電池比能量最大，可達(dá)90Wh/kg。同時(shí)，鎳氫電池可進(jìn)行重復(fù)回收利用，支持500次以上的回收應(yīng)用。其優(yōu)良的儲能性質(zhì)和可重復(fù)回收的特性，受到了新能源汽車生產(chǎn)商的廣泛關(guān)注。

3.3 燃料電池

燃料電池屬于集成度較高的中小型發(fā)電設(shè)備，其最顯著的特點(diǎn)在于清潔，因此受到了政策的大力扶持和消費(fèi)者的廣泛關(guān)注。燃料電池可以說是當(dāng)前最受關(guān)注、最被看好的新能源電池。

4 新能源汽車電池技術(shù)存在的問題

目前，我國新能源汽車動力電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在以下問題。

4.1 研究人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊

相關(guān)研究技術(shù)人員的素養(yǎng)對于新能源動力電池的發(fā)展具有重要的影響。因?yàn)樵撔袠I(yè)發(fā)展時(shí)間較短，因此人才缺乏的問題較為嚴(yán)重。當(dāng)前研究人員中很多不是出身于能源電池研究領(lǐng)域，綜合性研究能力比較缺乏，無法滿足新能源汽車發(fā)展的過渡需求。再加上我國由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展較晚，因此在基礎(chǔ)核心專利上比較弱。而電池檢測與維護(hù)工作要求操作人員了解動力電池原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，能夠快速找到問題所在，并用最小的維護(hù)成本保障電池的性能。當(dāng)前，新能源動力電池檢測與維護(hù)人才培養(yǎng)也存在不足，很多人從傳統(tǒng)燃油車部門轉(zhuǎn)崗而來，對于新能源動力電池的了解不夠深，難以檢測出問題所在，維護(hù)手段也存在不合理的地方，對于新能源汽車的持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。

4.2 電池安全性亟須強(qiáng)化

當(dāng)前新能源汽車動力電池在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些問題，最受關(guān)注的是電池的安全性問題，新能源汽車動力電池著火的事故層出不窮。新能源汽車動力電池首先要保證生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的一致性、成組安全性，從生產(chǎn)源頭保障安全；其次，要繼續(xù)研究相關(guān)技術(shù)，包括原材料的導(dǎo)熱性、電池散熱技術(shù)等，通過提高技術(shù)水平保障電池的安全性，為新能源汽車的安全駕駛奠定基礎(chǔ)。

4.3 電池設(shè)計(jì)、回收的環(huán)保性能有待強(qiáng)化

新能源汽車的發(fā)展一方面是為了解決傳統(tǒng)能源逐漸枯竭的問題，另一方面是為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此新能源汽車動力電池必須堅(jiān)持綠色發(fā)展理念。同時(shí)要做好電池的回收、處置工作，減少電池報(bào)廢的環(huán)境污染。因?yàn)樾履茉雌噭恿﹄姵氐慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、總量大，因此電池報(bào)廢對環(huán)境污染的影響也比較大。因此在研究電池的過程中就設(shè)計(jì)好電池回收的相關(guān)制度，重視電池的環(huán)保性能非常關(guān)鍵。

4.4 電池的儲能量、驅(qū)動力有待提升

全面發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，必須持續(xù)提高電池的儲能量和驅(qū)動力，使動力電池性能不足導(dǎo)致油氣混合車發(fā)展的問題逐步被解決掉。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的鋰電池具備良好的耐久力，但動力不足，啟動速度比較慢。未來的研究必須在這些問題上進(jìn)行突破。

4.5 技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)銜接不強(qiáng)，產(chǎn)學(xué)研一體化有待推進(jìn)

新能源汽車開發(fā)投入成本高，消費(fèi)市場相對狹小，企業(yè)管理者對該產(chǎn)業(yè)的重視水平小于傳統(tǒng)油車，限制了產(chǎn)學(xué)研融合。此外，一些企業(yè)管理者覺得新能源汽車已是最先進(jìn)技術(shù)，依照有關(guān)要求生產(chǎn)，還可以在不投入額外成本的情形下進(jìn)行技術(shù)更新。但是卻忽略了延長電池壽命、降低能源耗費(fèi)、延長使用壽命的必要性，牽制了新能源汽車的進(jìn)一步發(fā)展。

5 新能源汽車電池檢測與維護(hù)方法

5.1 新能源汽車電池測試標(biāo)準(zhǔn)

5.1.1 采用放射性檢測模式

首先，通過放射性檢測可以獲取新能源汽車的整體狀態(tài)。動力電池對于新能源汽車的安全性具有至關(guān)重要的影響。因此，通過放射性檢測獲取動力電池的溫度、放電性能、相對密度等，可以獲取電池的整體狀態(tài)。對比安全的溫度范圍、放電容量、相對密度等數(shù)據(jù)，可以分析電池是否需要維護(hù)。在實(shí)踐中可通過計(jì)算機(jī)X光區(qū)塊掃描儀對新能源汽車動力電池進(jìn)行掃描，以獲取動力電池的主要信息。首先，掃描儀獲取動力電池內(nèi)部電磁場情況，將電磁場狀況轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，操作人員根據(jù)系統(tǒng)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)了解新能源汽車電池當(dāng)下的狀態(tài)。其次，精確地測定單元端點(diǎn)位置與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的平行線間距、端點(diǎn)周圍破壞情況以及電勢差。再次，通過計(jì)算機(jī)對不同分辨率下的轉(zhuǎn)換指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而可以從重構(gòu)后的單元圖象中找出微小的差別。利用射線輻照技術(shù)對新能源汽車動力電池進(jìn)行探測，既能減少測試費(fèi)用，又能提升電池設(shè)計(jì)水平，達(dá)到最優(yōu)存儲容量的目的。最后，新能源汽車的安全性、可溯源、可預(yù)測性的要求不斷提高，這就需要新能源汽車在生產(chǎn)過程強(qiáng)化監(jiān)測工作，做好新能源汽車與電網(wǎng)互聯(lián)互通工作，將動力電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息傳遞給汽車所屬的無線通訊模塊，對新能源動力電池運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)控，同時(shí)有效管理充放電裝置的測試方法及充電時(shí)間，避免過度充電。

5.1.2 單檢測模式的蓄電池控制模塊

安全、穩(wěn)定是衡量新能源車輛性能的一個(gè)重要指標(biāo)。對蓄電池控制組件的拆解與分析，是車輛維護(hù)保養(yǎng)的前提。利用電池測試板，對電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的充電和放電實(shí)驗(yàn)，測量電池的放電容量。選用專用的實(shí)驗(yàn)柜，對電池進(jìn)行充電、放電等實(shí)驗(yàn)，并用電池腔檢測電池的穩(wěn)定性。蓄電池外部安裝一塊 PCB板，或者對充電器進(jìn)行定時(shí)及保護(hù)，以避免過充或放電?？刹捎靡环N短路故障探測器，對電池的內(nèi)部線路進(jìn)行檢測，從而解決了電池的短路和其他故障。

5.2 電池的日常維護(hù)方式

5.2.1 規(guī)范電池拆解工作，完善充電設(shè)施建設(shè)

新能源汽車市場占有率高，電池的日常保養(yǎng)和維修需要電池充電系統(tǒng)的支撐。在新能源汽車成本中，動力電池占30%-45%。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建大、中、小型充電平臺，集成監(jiān)測系統(tǒng)，交換站，倉儲協(xié)同工作的多功能充電平臺。為了提升電池的可再生性，減少電池的回收成本，構(gòu)建電池再生循環(huán)系統(tǒng)。充電站是聯(lián)系分布式能源存儲設(shè)備和電力系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)和控制策略。因此未來需要繼續(xù)推動智能充放電裝置、智能車載終端設(shè)備、新能源車聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)控制系統(tǒng)等的建設(shè)。規(guī)范大、中、小型新能源電動車的拆解技術(shù)，以及充電計(jì)量方法，推動中、大型充電設(shè)施平臺的運(yùn)營，構(gòu)建面向互聯(lián)網(wǎng)的智能充電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理體系。

5.2.2 鼓勵(lì)新能源車主做好電池日常維護(hù)

為了確保電池在運(yùn)行時(shí)的健康狀態(tài)，需要對電池進(jìn)行定期的充電。在新能源汽車啟動過程中，需要循序漸進(jìn)。那樣會導(dǎo)致電池電流大幅度增加，縮短電池使用壽命。另外，還要關(guān)注動力電池的工作環(huán)境溫度。長期在高溫下工作，會導(dǎo)致電池內(nèi)的工作氣壓上升，電池內(nèi)部干燥、電池的能量衰減，從而加快電化學(xué)性能的衰減過程。在充電時(shí)，要密切關(guān)注車外環(huán)境溫度，若車外溫度高于65℃，應(yīng)及時(shí)斷電。正常情況下，電池的充電時(shí)間為10小時(shí)，周期充電能增加電池的續(xù)航時(shí)間。

6 結(jié)語

新能源汽車產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展階段，而作為動力來源的電池檢測和維修技術(shù)還需要進(jìn)一步完善。在此基礎(chǔ)上，通過對動力電池?cái)?shù)據(jù)的采集、分析、檢測與控制，建立全過程的數(shù)字化模型，構(gòu)建開放的分布式電池云平臺，挖掘動力電池的潛在市場需求，保證供應(yīng)鏈信息時(shí)效，實(shí)現(xiàn)動力電池全壽命周期管理、設(shè)備預(yù)測維修與數(shù)字化決策等內(nèi)容的融合，引領(lǐng)新能源汽車制造邁向數(shù)字化。

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