1、 新能源汽车 维护与保养 动力动力电池组电池组常见故障常见故障分析与处理分析与处理 纯电动汽车电源系统主要由蓄电池电源蓄电池电源、能源能源管理系统管理系统和充电控制器充电控制器三部分组成。电源系统除了BMS出现故障出现故障外，经常遇到的就是动力电池组出现故障动力电池组出现故障，本节列举了几种电池组常见故障的现象、原因与处理措施。一、一、电池组电池组容量容量降低降低（1）现象现象 纯电动汽车使用过程中，出现续驶里程短续驶里程短的现象，显示电池容量不足。（2）原因分析原因分析 出现上述现象，可能有以下原因：单体电池电压不一致单体电池电压不一致，容量差异性大，单体电池过早保护；电池组处于寿命后期电池
2、组处于寿命后期，容量下降；电池组出现温度保护温度保护；外围电路存在高能耗负载高能耗负载；电池（Ni/MH）长期浅充、浅放，存在记忆效应；放电平台过低放电平台过低达不到要求而过早失效；电池组放电环境温度低放电环境温度低；长期在超出电池组能力超出电池组能力的情况下使用，衰减加快。（3）故障原因故障原因确定确定 首先确定充电是否正常充电是否正常，每次充电的充电量是否偏低，由于充电量偏低而导致放电容量下降，需要从充电方面去查找故障原因。其次，检查放电环境温度放电环境温度记录，温度低放电容量会明显下降。再者，若电池经过了长期贮存，首先应按照维护制度进行 维护，再进行使用。在电池组应用过程中，通过通过BM
3、S检查记录电检查记录电池组的电压、电流、温度等情况池组的电压、电流、温度等情况，观察放电末期是由于何种原因引起的放电终止（是单体电压、温度等），根据引起 放电终止的参数进行分析判断是何种原因。对于存在记忆效应的电池组，如Ni/Cd电池、Ni/MH电池，按照系统的使用说明书或维护手册，进行定期维护，以小电流完全充放电循环2-3次，可以消除记忆效应，恢复电池组的容量。某些情况下电路中增加了高耗能负载增加了高耗能负载，会引起电池组放电时间缩短，如开启空调、泊车时未关闭用电设备（车灯等）。长期超过电池组正常应用能力的状况下使用，电池组会衰减很快，表现为电动汽车电池内阻增大，放电电压低。另外，在应用过程
4、中，若某些单体电池单体电池长期出现过充、过放，改电池过充、过放，改电池会出现内内阻升高、容量降低，阻升高、容量降低，使用中还会出现反反极等情况极等情况，使整组电池放电容量降低，电池组中出现电池短路也会出现这种情况。（4）故障处理故障处理措施措施 故障故障处理与故障原因处理与故障原因的确定是紧密联系的过程。有些故障往往在查找故障原因的过程中就得到了修复，比如记忆效应、记忆效应、环境原因环境原因等。而有些故障原因需要在维维修过程中才能完全确定修过程中才能完全确定。对于电源系统研究者来说，故障的处理并不是主要的，关键在于查找故障原因，避免同类时间查找故障原因，避免同类时间再次发生再次发生才是主要的。
5、在电动汽车车用动力电源动力电源系统中，一般单体电池单体电池出现故障，如内阻升内阻升高、漏液高、漏液等，此时均已严重影响到电池性能电池性能，建议更换电池，但应作好记录，更换的新电池新电池在随后的应用中会比其他电池表现的性能好一些。二、二、电池组电池组充电充电异常异常（1）现象现象 电动汽车电源系统充电过程中，显示充电充电电压高电压高、充电时间短充电时间短，或者根本充不进电或者根本充不进电。已排除已排除BMS问题问题。（2）原因分析原因分析 电池组充电电压过高充电电压过高，有可能是以下几种原因：电池或充电环境温度低温度低；电池寿命后期，内阻增加内阻增加；电池实际容量已下降，仍以原来的倍率进行充电，
6、相对充电倍率大；电池之间连接松动，连接内阻大；电池组荷电量已经很高；充电机故障，充电电流大；电池组长期贮存，首次充电即以较大电流进行充电。电池组充不进电充不进电的可能原因：电池内阻增加，或连接松动；电池组内部出现断路；电池组内部出现微短路状况 （3）故障原因故障原因确定与确定与故障处理故障处理 故障的确定和处理流程与上面的基本相同，首先应排查外部因素首先应排查外部因素，如环境温度和充电机，其次从电动汽车电源系统方面查找问其次从电动汽车电源系统方面查找问题题，分分BMS和电池组和电池组，排除BMS问题，电池组在分为连接部件问题和单体电池问题，连接部件问题和单体电池问题，排除连接部件问题排除连接部
7、件问题，最终查单体电池的原因。三、三、电池组电池组放电电压放电电压低低（1）现象现象 输出功率能力下降输出功率能力下降，正常电流放电电压平台明显下降，荷电量低时不能启动。（2）原因分析原因分析 电动汽车电池内阻增大内阻增大；内部发生微短路或有电池短路微短路或有电池短路，串联数量减少；电池包内或环境温度低温度低；连接松动松动；荷电量低低；长期贮存未有效活化有效活化；部分类型的电池长期长期浅充浅放存在记忆效应。（3）故障）故障原因确定原因确定与与处理处理措施措施 一般放电电压低与充电电压高放电电压低与充电电压高的原因是一致的，处理方式和处理措施一样。有两个原因不同，一是电池内部发生微短路电池内部发
8、生微短路，或者电动汽车电池内部有电池短路电动汽车电池内部有电池短路，表现串联电池数量减少，一般微短路的电池充电后搁置其电压会明显降低，或者充电时其电压充电时其电压低低，在充放电过程中进行监测便可查到这些电池。二是若电源系统本身发生漏电现象电源系统本身发生漏电现象，也会出现放电低电压现象放电低电压现象，此时检查电池组与车体的电压电压，找出漏电点漏电点，进行排除。对于电池包内部出现的内短路现象内短路现象，大多是由于电池电池漏液漏液等引起的，此时拆开电池包电池包进行检查，清理电池包内部，更换坏电池。四四、电池的、电池的自放电自放电（1）现象）现象（2）原因分析）原因分析（1）现象）现象（2）原因分析
9、）原因分析 SOC判断模型判断模型不准确不准确；高温贮存高温贮存，时间较长；，时间较长；系统中有较大的系统中有较大的漏电漏电现象现象；电路中有较大的电路中有较大的耗电耗电设备设备。.车辆经较车辆经较长时间搁置长时间搁置（如（如晚上停车），能够较明显晚上停车），能够较明显感觉电动汽车感觉电动汽车电池电量有电池电量有下降下降，或搁置前后系统，或搁置前后系统SOC显示差别过大显示差别过大。.（3）故障原因确定故障原因确定与与处理措施处理措施 SOC模型判断不准确模型判断不准确，表现为经常性现象，在台架检测时就应当能发现，如停止应用后，搁搁置较短时间（置较短时间（1-2天），天），SOC显示下降明显显
10、示下降明显，电池实际性能并没发生变化。高温情况下，电池自放电加大，可以检查电池组的储存环境，直可以检查电池组的储存环境，直接判断接判断。电池组中部分电池出现微短路等，将电池组放完电后搁置，有明显微短路的电池搁有明显微短路的电池搁置一段时间（如置一段时间（如2-7天），电压会明显下降甚天），电压会明显下降甚至为至为0V。图图3-31 自放电大维修流程自放电大维修流程 五、五、电源系统电源系统局部局部高温高温 （1）现象现象 车辆行驶过程中，电动汽车电源系统某部位温某部位温度度高出高出5以上以上，并且多次表现为同一同一部位部位（2）原因分析原因分析 冷却通道受阻冷却通道受阻或该位置的冷却风扇故障冷
11、却风扇故障；局部连接片松动连接片松动，连接电阻大；该部位电池内阻明显增大，产热大明显增大，产热大；设计缺陷，流场存在温度死角温度死角；外围局部环境影响环境影响。（3）故障原因确定故障原因确定及及处理措施处理措施 电池组局部高温，除了设计造成的流场死设计造成的流场死角角问题外，冷却系统如风扇损坏冷却系统如风扇损坏、进出风进出风口由于灰尘等堵塞口由于灰尘等堵塞是常见的因素，风机有故障需要更换，风道定期清理故障需要更换，风道定期清理。另外若电池组在应用过程中，外围设备影响电池包局部位置，可能会引起电池包内局部温度过电池包内局部温度过高，如局部位置靠近发动机高，如局部位置靠近发动机等。六六、电源系统电
12、源系统单体电压单体电压一致性一致性 较差较差（1）现象现象 电动汽车电源系统应用或搁置过程中，电压一致性明显偏大，经常出现单体电池放电保护或充电单体电池放电保护或充电保护保护，而其他电池电压仍较正常。（2）原因分析原因分析 长期搁置，电池自放电不一致；系统内部有微短路现象微短路现象；有电池微短路电池微短路；长期循环电池衰减不一致衰减不一致。（3）故障原因确定故障原因确定与与处理措施处理措施 单体单体电池电压一致性差电池电压一致性差是电源系统应用中最常遇到的问题。一致性变差的主要原因是各电池的自放电不一致各电池的自放电不一致。在某些应用中，如混合电动汽车，电压略有差别并不影响系统的正常使用，只要
13、在使用过程中单体电池的充放电电压达不到充放电电压达不到上下限值上下限值。七、电源系统七、电源系统结构件损坏结构件损坏 电动汽车电源系统结构件电源系统结构件因跌落、碰撞、振动、冲击等环境因素而损坏。故障主要分两种情况，一种是只限于结构件损只限于结构件损坏坏并不影响电池本身和电池的充放电；另一种是不仅损坏结构件，而且对电池对电池的电性能有负面影响的电性能有负面影响，如造成电池组与外界联系的回路断路、电池发生挤压等电池发生挤压等都会对电池性能有影响，严重的还可能都会对电池性能有影响，严重的还可能导致安全事故。导致安全事故。八、电池八、电池变形变形 电池变形一般指电池出现鼓胀电池出现鼓胀，原因是电池内
14、部产生大量气体大量气体，不能自身消除，析气速度大大超过气体的复合速度，并且电池泄气阀没有打开或打开滞后。对于Ni/MH电池或锂离子电池，池出现变形，表明电池内部电极已经发生较大的变化电池内部电极已经发生较大的变化，电解液损失（分解）较严重，已经不具有维修价值，需更换电池需更换电池。此类电池一般内阻比较大。九九、电池电池打弧打弧击穿击穿 采用金属壳体的电池，某些情况下可能会出现打弧击穿打弧击穿现象现象。这种现象与电池出现内部短路的情况不同，一个是电池外面因素外面因素引起的，从外面打弧使电池受损害；一个是由电池内部因素内部因素引起的，从电池内部开始出现短路电池内部开始出现短路，使电池受到破坏。两种情况通过对电池受损点的观对电池受损点的观察以及电池的解剖分析可以分辨察以及电池的解剖分析可以分辨。两种情况通过对电池受损点电池受损点的观察以及电池的解剖分析可以分辨。打弧由两方面的因素形成，一是电池组合设计不合理电池组合设计不合理，相邻的导体之间有较高的电压差较高的电压差；另一方面是电源系统的绝缘设计不合理电源系统的绝缘设计不合理，在电池包内部受潮、或者电池出现漏液等情況下，引起系统漏电系统漏电，出现打弧现象。出现此问题需要对电源系统的设计进行改进。
