详解电动汽车各系统常见故障及处理

详解电动汽车各系统常见故障及处理 一、故障检测方法一、故障检测方法 汽车故障检测是通过观察、 检测、分析及判断等一系列工作完成的， 其基本方法主要分为两类直观检测法与现代仪器设备检测法。 （1）直观检测法直观检测法又称人工经验检测法，是指检测人 员借助丰富的实践经验和一定的理论知识，在汽车不解体或局部解体 的情况下，依据直观的感觉，借助简单工具，采用眼观、耳听、手摸 和鼻闻等手段对汽车进行检查、试验和分析，查明故障原因和故障部 位。 （2）现代仪器设备检测法现代仪器设备检测法是在人工经验检 测法的基础上发展起来的一种检测方法， 是指在汽车不解体的情况下， 使用测试仪器、检测设备或工具，检测整车、总成或机构的参数、曲 线和波形，为分析、判断汽车故障原因提供定量依据。 实际上，上述两种方法经常会同时使用，称为综合检测法。 电动汽车 的故障处理同传统汽车故障处理的含义相似，而因为电动 汽车构造的特殊性又在细节上与传统内燃机汽车存在着差异。基本流 程首先应找到故障产生的部位；之后用相应的仪器进行测试，分析、 研究故障产生的原因，推理验证故障的产生情况；然后进行维修，确 认故障已经修复；最后驾驶人试车，以检验故障修复的效果。 二、动力系统常见故障及处理方法二、动力系统常见故障及处理方法 2.12.1 动力电池系统动力电池系统 电动汽车 中高压系统的功能是确保整车系统动力电能的传输，并随 时检测整个高压系统的绝缘故障、 断路故障、接地故障和高压故障等， 是确保整车设备和人员安全的首要任务，也是电动汽车 产业化的关键 技术之一。 电动汽车 的主要部件 ----动力电池系统属于高压部件，其设计的好 坏直接影响着整车安全性及可靠性。在动力电池系统中，从故障发生 的部位看，分为传感器故障、执行器故障（接触器故障）和部件故障 （电芯故障）等，动力电池系统故障诊断及处理十分必要。 动力电池系统故障按照故障发生的部位可以分为三类，即单体电池 故障、电池管理系统故障、线路或连接件故障。 （1）单体电池故障单体电池的故障包括三种。 ①第一种故障电池性能正常，无需更换，对应故障有单体电池soc 偏低和单体电池soc 偏高。如果单体电池SOC 偏低，则该电池在汽 车行驶过程中，电压最先达到放电截止电压，使得电池组实际容量降 低，应对该单体电池进行补充充电。如果单体电池soc 偏高，则该电 池在充电末期最先达到充电截止电压，影响充电容量，需对该单体电 池进行单独补充放电。 ②第二种故障电池性能衰退严重，应立即更换，对应故障有单体电 池容量不足和单体电池内阻偏大。在电池组中，最小的单体电池容量 也限制了整个电池组的容量，因此发生单体电池容量不足故障会影响 车辆续驶里程。锂离子电池内阻如果过大，会严重影响电池的电化学 性能，如充放电过程中的极化严重、活性物质利用率低、循环性能差 等。 ③第三种故障电池影响行车安全，对应故障包括单体电池内部短路； 单体电池外部短路；单体电池极性装反，在强振动下锂离子电池的极 耳、极片上的活性物质、 接线柱、外部连线和焊点可能会折断或脱落， 造成单体电池内部短路或者外部短路故障。 通常情况下，造成单体电池前两种故障的原因可能包括两个一是 动力电池成组时单体电池一致性问题，单体电池的soc、容量、内阻 木身就存在差异；二是单体电池在成组应用过程中因为应用环境差异 （如温度、充放电电流）造成的一致性差异增加，加剧单体电池的不 一致性。 （2）电池管理系统故障电池管理系统对于保障电池组的安全及使 用寿命，最大限度发挥电池系统效能具有重要作用。电池管理系统通 常对单体电压、总电压、总电流和温度等进行实时监控采样，并将实 时参数反馈给整车控制器。电池管理系统除了对电池性能参数进行监 控、实施电性能管理以外，还具有热管理为主的应用环境管理，实施 对电池的加热和冷却，确保电池的良好应用环境温度以及温度场的一 致性。若电池管理系统发生故障，就失去了对电池的监控，不能估计 电池的 soc，容易造成电池的过充、 过放、过载、过热以及不一致性问 题的增加，影响电池的性能、使用寿命和行车安全。 电池管理系统故障包括CAN 通信故障、总电压测量故障、单体电 压测量故障、温度测量故障、电流测量故障、继电器故障、加热器故 障和冷却系统故障等。 （3）线路或连接件故障线路或连接件故障的诊断对于确保行车安 全和整车的可靠性同样重要。例如，因为车辆的振动，电池间的连接 螺栓可能会出现松动，电池间接触电阻增大，发生电池间虚接故障， 以致电池组内部能量损耗增加，造成车辆动力不足和续驶里程短，在 极端情况下还能引起高温，产生电弧，熔化电池电极和连接片，甚至 造成电池着火等极端电池安全事故。 在电动汽车 运行过程中，单体电池之间可能发生相对跳动，造成两 电池间的连接片折断。电池箱和电动汽车 的电气连接也是故障的高发 点，电插接器在经历长时间振动后容易产生虚接，出现易烧蚀、接触 不良等故障。 动力电池系统常见故障及处理方法见表1。 2.22.2电动机驱动系统电动机驱动系统 电动机驱动系统的故障主要分为电动机故障与电动机控制器故障。 电动机是电能和机械能转换，实现车辆驱动的关键部件，是典型的 机电混合体。电动机故障涉及因素较多，如电路系统、磁路系统、绝 缘系统、机械系统以及通风散热系统等。任何一个系统工作不良或其 相互之间配合不好均会导致电动机出现故障，所以，电动机故障要比 其他设备的故障更复杂，电动机故障诊断所涉及的技术范围更广。此 外，电动机的运行还与其负载情况、环境因素有关。电动机在不同的 状态下运行，表现出的故障状态各不相同，这进一步增加了电动机故 障诊断难度。通常而言，电动机的故障可分为机械故障与电气故障。 机械方面的主要故障有定子铁芯损坏、转子铁芯损坏、轴承损坏和转 轴损坏，其故障原因为由振动、润滑不充分、转速过高、静载过大、 过热而引起的磨损、压痕、腐蚀、电蚀和开裂等；电气方面的故障则 主要是定子绕组故障与转子绕组故障， 故障原因包括电动机绕组接地、 短路、断路、接触不良和鼠笼断条等。 因为器件本身的结构和物理特性以及相互间的电磁兼容性问题，电 动机控制器故障也成为电动机驱动系统发生故障的主要原因。电动机 控制器的故障主要包括以下几类 IGBT 故障、输入电源线和接地线故 障、整流二极管短路、直流母线接地错误、直流侧电容短路、晶闸管 短路、温度超限报警、相电流过流、过电压以及欠电压等高压电气系 统故障。电动知家收集整理电动机常见故障及处理方法见表2。主电 动机控制器常见故障及处理方法见表3。 三、汽车底盘常见故障及处理方法三、汽车底盘常见故障及处理方法 3.13.1 变速器变速器 变速器担负着变速、变转矩、实现倒车并利用空挡暂时切断动力 等任务，使得汽车适应各种条件下的行驶，并能满足“不跳挡、不乱 挡、不漏油、无异响、传动平稳、变换挡位自如”的技术要求。因为 汽车在行驶过程中，变速器各运动部件经常处于高转速、大负荷的工 作条件下，当行驶道路复杂时，挡位变换频繁，在换挡过程中，变速 器内部齿轮之间、齿轮和轴之间因相对运动的变化而发生冲击，使各 部件产生磨损，特别是装配调整不当或驾驶人操作不当，则会加剧磨 损，甚至造成机件的损坏