摘 要：基于当前我国科技水平不断提升，使得电动汽车行业日益发展，新能源汽车数量日益增多，在给人们出行带来便利的同时，也频发各种安全事件。尤其是动力电池，其作为电动汽车稳定运行的关键，如果动力电池发生故障，一定会影响到汽车整体运行安全以及车辆续航里程。对此，文章在明确动力电池系统基本架构以及安全风险根本上，结合详细实例剖析了电动汽车动力电池故障诊断与处理方法，并就故障诊断技能未来发展趋势进行了展望。
为积极迎合我国绿色环保发展理念，近年来新能源汽车市场占比不断增大，虽然可以知足人们基本出行需求，迎合绿色低碳发展，但电动汽车动力电池故障问题愈发凸显，导致电动汽车整体发展受限。作为新能源汽车主要组成部分，动力电池的性能直接影响电动汽车利用寿命、电池能耗，须要较高水平的故障诊断技能，科学有效的判断出动力电池存在的故障问题，并采纳有效的维修技能办理，确保动力电池可以安全稳定运行，使得电动汽车行业稳步发展。针对此，本文环绕电动汽车动力电池故障诊断及发展趋势展开研究，致力于更好提升电动汽车利用安全性，推动该领域技能进一步发展。
1 电动汽车动力电池系统基本架构
剖析电动汽车动力电池系统可知，如图1所示，个中包含了电池组、电池断路单元（BDU）、BMS几部分，并依据整车电压平台、动力性能、续航里程目标等内容，明确电池组的电芯型号、模组设计，确保达到车辆运行性能需求和哀求。个中的电池断路单元紧张涵盖了保险丝、继电器、预充电路等，并利用高压部件进行连接，如高压连接器、高压线束、电机、车载充电机等，以此知足车辆充放电掌握需求[1]。而在BMS中紧张包含了掌握板、传感器、低压通讯线束、采集线束几部分。剖析BMS功能可知，紧张对动力电池履行安全管理，以是BMS本身可以发挥较多浸染，比如，在线诊断故障、监测电池参数、管控电池均衡性、评估电池状态、存储关键信息、掌握车辆充放电、检测绝缘性能、高压互锁检测、安全掌握与报警等。
2 电动汽车动力电池存在的安全风险
在电动汽车动力电池组中，紧张涵盖了动力电池系统（Battery）、电池模块（Module）、电池单体（Cell）几部分。在新能源汽车中，动力电池系统起着至关主要的浸染，它为汽车的运行供应所需的能量。这个别系中包含了诸多元素，不仅有电池单体、电池管理掌握器，还有其他一些电气机器装置。电池单体是电动汽车电池系统中的基本单元，也被称为“电芯”，它由正极、负极、电解质等部分构成，是全体电池系统的核心所在。此外，还有电池模块，这是电池系统中的一种小型模块，也被称为“模组”。在电池模块中，包含了电池单体以及模块掌握器等组件。
由于是浩瀚单体电池串并联结构，因此在动力电池生产制造过程中可能受到工艺的影响，使单体电池相互存在不同。而且若是电池内部存在一些异物，比如金属、粉尘、毛刺等，都有可能引发电压不一致、温度失落衡、电池局部过温、发生内短路等情形。此外，BMS必须借助传感器才能获取干系信息对电池进行安全管理，此种情形下，如果传感器发生无效采样征象，一定会直接影响判断电压、电流、温度等成分的准确性，造成电池状态估算缺点，导致过温、过放、过充等问题[2]。除此之外，不同车辆在实际运用中所处环境繁芜多变以及驾驶职员习气差异等，都有可能引发高压连接器进水、电池箱体破损、碰撞等故障，造成电池内部不能正常发挥浸染。综合来看，电池毛病以及整车利用诸多情形，都会直接影响到动力电池本身性能、实际利用寿命，关乎车辆运行安全。
3 电动汽车动力电池故障的诊断与处理方法
3.1 温度非常故障诊断
在电动汽车动力电池温度非常故障中，可以细化为三种类型：温度传感器故障、温度传感器连接线松动故障、BMS硬件故障。可以结合案例进行剖析，以宋PLUS新能源汽车为例，车辆实际行驶过程中，发生电池管理系统报警情形，而且仪表显示电池温度过高。在实际诊断中，检修职员须要先网络数据，紧张利用汽车故障诊断仪读取电池管理系统中的干系数据，如电流、温度、电压等内容。而后初步对车辆散热系统进行检讨，判断其是否可以正常事情，紧张判断依据是散热片是否堵塞、风扇能否正常运转等。在此根本上进行温度比拟剖析，紧张针对各电池模组温度之间的差异进行比拟，并找出温度非常部位。而后检修职员须要进一步检讨电路情形，紧张便是查看和电池温度传感器有关的电路连接情形，判断是否存在短路、断路等情形。其余，检修职员还应该对电池状态进行评估，这就须要综合考量电池的利用韶光、充放电次数等，合理判断电池有无发生老化、性能低落等情形。综合上述故障诊断过程，检修职员可以初步明确电池温度非常缘故原由，而后结合详细情形采纳干系的维修方法进行处理。须要把稳的是，在对车辆故障诊断过程中，由于不同车型、故障情形不同，实际利用的故障诊断方法和技能也不同，须要因车而异[3]。
3.2 绝缘故障诊断与处理
电动汽车如果发生动力电池绝缘故障问题，可能存在以下四种情形：电压采集线故障、高压负载泄电故障、电池箱进水或漏液故障、高压线及连接器的破损故障。举例剖析，某品牌电动汽车在行驶过程中，溘然发生动力中断，而且车辆仪表提示绝缘故障警告。检修职员利用绝缘电阻测试仪、目视检讨相结合的方法进行故障诊断剖析。剖析可知，涌现这一情形可能与电池包内部线束磨损导致短路；电池包密封不严，进水导致绝缘低落；电池模组之间的连接件松动或堕落存在直接关联。为此，在故障诊断中，事情职员借助绝缘电阻测试仪，对电池包正负极对车身的绝缘电阻值进行丈量，以此判断绝缘性能是否正常。而后检讨电池包外不雅观，紧张查看电池外不雅观是否发生损伤、水渍等征象。在此根本上，详细检讨电池包内部线束，紧张从磨损、袒露等方面入手进行查看。其余，还要检讨电池包密封性，查看是否存在进水情形，以及电池模组的连接件检讨，判断是否涌现松动、堕落等情形。通过故障诊断创造，绝缘电阻值明显降落，而且电池包底部存在一处明显的磨损线束，由此造成雨水进入导致短路，引发电池绝缘故障问题，对此，检修职员通过修复线束，并加强对线束的防护，使得绝缘故障问题得到妥善办理。
还是以宋PLUS新能源汽车为例，在对电池包绝缘故障判断过程中，无需拆卸电池包便可实现。检修职员可以借助举升机浸染，将电池包举起，同时拔掉电池干系器件，如安全开关、高压慢充、快充接插件，在此根本上，利用绝缘检测仪进行赞助检测，针对上述部件的正极、负极、车身电阻进行检测。而后参照国家绝缘标准，结合各个新能源汽车企业详细情形，正常情形下，绝缘电阻至少要达到20兆欧，若是检测到的绝缘电阻低于规定标准值，则证明电池包外涌现绝缘故障[4]。
3.3 电压非常故障诊断及处理
在电动汽车动力电池故障中，电压非常较为常见，可以细化为以下几种情形：
（1）电池欠压故障。动力电池若是发生欠压故障，会造成汽车电压发生问题，影响车辆的正常运行。对此，事情职员须要借助万用表诊断电池电压，并记录检测到的电压值，而后与正常监控电压值进行比对剖析，如果二者发生偏差，而且这一偏差数值较大，证明电池存在问题，须要及时改换新的电池。（2）采集线保险丝故障。如果发生此类故障，事情职员可以对保险丝的阻值进行丈量，以此作为故障判断依据，若是创造保险丝阻值超过标准值，应该及时改换保险丝，办理故障问题。（3）采集线端子故障。对付这类故障的诊断，事情职员应首先对采集线同端口进行检讨，要精确地判断该端口有没有涌现非常连接的状况，如果连接是正常的，可以进一步检讨采集线的固定螺栓，紧张查看螺栓是否紧固，有无松动征象。这一系列的检讨步骤都是为了能够更准确地找出故障缘故原由，从而及时采纳相应的方法进行修复，确保系统的正常运行。这些检讨和诊断工为难刁难于保障系统的稳定性和可靠性至关主要。除此之外，还可以采纳轻摇的办法。若是创造采集线有松动情形，应及时予以加固处理。对付那些已经破坏的采集线，则需进行改换，并且还要检讨采集线端子的打仗是否良好。这些方法都是为了确保故障能得到有效办理，保障系统的正常运行。
例如，某比亚迪秦PLUS新能源汽车，根据该车辆仪表盘显示得知，车辆存在单体电池电压偏高的故障。为了进一步验证故障问题，事情职员在故障诊断中先借助专业仪器设备读取汽车电池管理系统的动态数据，结果创造设备显示的数据也解释单体电池电压过高，而且压差值为0.001 V[5]。结合车辆的利用解释书内容，检修职员须要对电池进行均衡处理。在详细实践中，为担保车辆低压电路完备放电，检修职员必须先断开低压电源，并等待一段韶光，而后再穿着绝缘设备，断开处理电池低压线束、高压连接线。在这之后，须要将车辆高压电池包拆卸下来，仔细地检讨单体电池的正负极以及数据采集线的连接情形，确保所有的单体电池都处于良好的连接状态。紧接着，检讨单体电池外不雅观情形，确保它们都处于正常的状态。之后，检修职员须要连接电池均衡设备来对电池进行均衡处理。在这过程中，紧张是依据单体电压来设置均衡电压和均衡模式。
4 电动汽车动力电池故障诊断发展趋势
4.1 数据驱动下电池故障识别及诊断
在大数据技能、机器学习技能迅猛发展下，数据驱动电池故障诊断技能逐步发展运用。以某公司为例，该公司针对生产的车型，结合故障定位研发出聪慧专家系统，紧张运用剖析汽车行驶过程中涌现各种故障码，切实发挥大数据算法上风，将故障码和涌现的故障相互对应，并借助车辆的维修手册，及时通报维建筑议。为进一步提升故障诊断水平，须要借助大量汽车实际运行数据作为参考，合理利用数据挖掘技能，探索数据与数据之间的关系，并在这些关系中找出规律，精准提取特色，包括单体温度同等性、电池SOH、单体电压同等性、驾驶习气、行驶工况等，而后借助机器学习构建干系的模型，用以获取总结故障和不同特色之间存在的紧密联系，进而以此作为电动汽车动力电池故障诊断依据[6]。
4.2 数据驱动下对动力电池故障的预测
为更好提升电动汽车电池故障诊断水平，进行合理预测显得尤为主要，科学预测不仅能够有效预防可能发生的重大事件，更是推动电动汽车行业迈向新高度的关键技能保障。现阶段，该领域紧张的研究难点在于，如何通过组建电池故障预测机制、履行多级报警。从目前电池故障预测紧张办法看，紧张以数据驱动为主，大略说，便是利用大量车辆实际运行数据，提取个中有代价的数据特色，而后搭建故障和特色之间的韶光序列模型、领悟模型，在此根本上利用大量数据对模型履行演习，从而得到特色和故障的关系，进而基于这种关联实现对故障的预测。而根据Hong的研究看，其提出一种建立在大数据平台、熵值法根本上的电动汽车系统热失落控预测方案，紧张便是利用车辆运行中电池温度作为监测工具，以此诊断和预测由于温度风险引发的热失落控问题，并提出Z-score方法下的热失落控热安全管理策略，针对温度非常情形进行实时预防，研究结果证明，此方法可以准确预测电池组温度风险的详细韶光和范围，值得未来进一步实践运用。
5 结语
总而言之，目前，我国新能源汽车还在不断研究、完善阶段，汽车在实际运行过程中还存在诸多问题有待改进，只有全面理解并节制新能源汽车动力电池故障诊断，才能更好推进电动汽车的运用与遍及。通过上文对电动汽车动力电池系统基本架构以及安全风险的剖析，不难创造，为确保动力电池稳定性、安全性，担保电动汽车整体稳定运行，得到足够的动力支持，必须加强针对动力电池的故障诊断，并采纳有效方法处理，保障电动汽车行驶安全性。希望本文提出的电动汽车动力电池故障诊断以及处理方法可以为日后该领域干系技能的发展实践供应参考和借鉴，从而进一步提高电动汽车动力电池安全性，最大程度上降落汽车安全隐患，助推新能源汽车售后市场良性发展。
