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新能源汽车动力电池的故障分析

发布时间:2020-12-06 14:11:49

1、新能源汽车绝缘故障解决方法

电动汽车有一个很大的潜在让人害怕的地方是触电,因此有了一份专门针对车辆电气安全的安全标准《GB/T 18384.3-2015 电动汽车安全要求第3 部分:人员触电防护》。里面有关于电气安全的部分有不少,其中对于绝缘故障可能造成高压电暴露,引起人身伤害。这个起始阈值也做了最小的规定,动力系统的测量阶段最小瞬间绝缘电阻为0.5kΩ/V交流、直流为0.1kΩ/V。 各整车厂开发的纯电动车辆, 则根据各自设定的电压等级来确定动力系统的绝缘电阻报警阀值,还有一个非常重要的是绝缘检测的策略和容错策略。图1 整车绝缘问题概览

第一部分 绝缘检测的故障原因

电动汽车绝缘的问题主要可以分为:

内部:这部分我们细致的展开,从大的来看,主要是电解液泄露、外部液体进入、绝缘层被破坏之后,电池模组和单体出现了导电的回路。这类故障发生之后可能会发生较为严重的后果(主要是打火和烧蚀,引起模块内单体的短路故障)。

在大的模组内,我们可以找到通过模组内部、BMU、BMS和模组与托盘等多种绝缘突破路径。

BMU对于Coating的要求很高,大量有电位差的线缆通过连接器接入,如果出现凝露和电金属迁移,容易在内部产生各种潜在导通路径

模组内部由于振动、冲击导致磨损、错位,如果出现绝缘纸、蓝膜失效的情况,就会出现绝缘问题

BMS和BDU这两个部件由于高压的直接接入,如果出现隔离失效,就会产生类似软短路的情况发生

下图所示,真正绝缘问题出现电击人的情况,都需要出现人本身去接触电池的一端输出才会出现下图的电击事件发生。

2. 电池外部的高压回路:这部分可以通过接触器断开而隔绝

a) 高压连接器和高压线缆:这里比较多的情况是两种,一种是局部放电引起的绝缘失效;还有就是连接器金属物质迁移导致的绝缘失效。

备注:在这个案例里面,通电,高温,潮湿,氯离子存在的条件下,电连接器内部金属构件发生了表面镀银层的电迁移和主体材料的腐蚀,产物在电场的作用下附着在绝缘组件上并将外金属套壳和与内金属触条一体的金属构件连接,从而导致电连接器绝缘阻值大幅降低失效。

b) 高压用电部件内部出现绝缘失效:把内部的连接器、连线归于上一类以后,基本就考虑功率部件相关的绝缘防护是否合理。特别的如电机、变压器内绝缘情况。

从场景上区分,可以分解成充电状态、正常状态、涉水、碰撞事故、结露、暴雨、淹没、清洗等状态。这是贯穿整个寿命周期和使用场景对各个环节进行考虑的结果,当然实际整车级别的验证测试也需要涵盖。

从路径上分,可以从爬电距离、固态绝缘和空气间隙等方面对绝缘进行破坏。

以上这些,都算是真正绝缘发生了问题。还有一些问题就是绝缘检测电路和算法本身受到干扰或者出现了硬件的损坏。我们可以细分为:

绝缘检测超差:受到外部干扰检测出来过高,设计范围超差

绝缘检测失效:电路由于开关(光耦或者高压继电器失效)出现失效

第二部分 车辆诊断与处理和漏电车辆处理

我们还是以LEAF为例,其DTC分了三个故障:

模式A:是从动力源头切断任何充电和放电的过程,主要响应比较高等级的故障

模式B:考虑电池的故障在一定范围内之类,限制电机输出功率,在充电模式下充电停止(阻止了能量回收)

模式C:限制电池包的输入和输出功率

模式D:仅亮起故障等,其他不做处理

这里的三个定义为处理绝缘值信号(P33DF是判断信号异常高、P33E0是采集信号异常低,P33E1是出现绝缘报警),这里分层的原因主要是是对整个故障错误分类。不过我倒是看到有不同的处理方法。我们在这里可以有几个区分点:

启动之时:启动的时候检测可以根据数值、诊断电路本身情况、整个系统上电的范围,可以判断出问题出在哪里。根据数值的不同选取处理办法。严格来说,根据在不同状态下,绝缘电阻的测量误差可以做不同的策略。

充电检测:这个我会后面仔细谈一谈快充多回路检测过程中可能出现的问题。这个在法规层制定的时候就已经有很多的涉及和探讨。

车辆行驶过程中:这点是我觉得很保守的,在车辆行驶过程中,由于有各方面的干扰存在包括纹波、电压在大电流充放过程的变化,使得整个记录的频次需要用计数器来做;根据数值也可以做不同的策略来判断这个严重情况,执行限功率或者更好的措施。

区分了DTC之后,当发生了绝缘故障之后,对于维修人员首先应保证人员安全,操作者须配戴好有一定安全等级,符合国家相关标准要求的防护用品(防护用品通常有使用年限要求),如绝缘手套(橡胶手套+外用手套)、绝缘鞋等。

这里有个绝缘电阻的参考表,用绝缘表来测非带电部件还是比较管用的。从车辆的寿命周期考虑,维护过程中还是安置一个MSD是比较靠谱的,能够在接触器粘连和各种意外条件下保证总线上是没有电的。

2、新能源汽车用动力电池有哪些类型?

有锂动力电池,镍氢充电电池,燃料电池等。

(1)锂动力电池

锂铁电池是2000年后由美国永备公司所推出来并得到成功市场化的新型绿色高能化学电源,在应用于需要的高能量高功率电源的电子设备和电动玩具方面,显示了非常优越的性能.在中等放电电流以上时,锂铁电池的放电时间可达碱锰电池的6倍左右;而与镍氢电池相比,其放电电压平台,储存时间具有显著优势。

(2)镍氢充电电池

利用镍氢电池可快速充放电过程,当汽车高速行驶时,发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中,当车低速行驶时,通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油,因此为了节省汽油,此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作,这样既保证了汽车正常行驶,又节省了大量的汽油。

(3)燃料电池 

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,他的正极是氧电极,负极是氢或碳氢化合物或乙醇等燃料电极。催化剂在正极催化氧的还原反应,从外电路向氧电极反应部位传导电子;在负极催化燃料的氧化反应,从反应部位向外电路传导电子。

电解液输送燃料电极和氧电极反应产生的离子,并且阻止电子的传递。电子通过外电路作功,并形成电的回路。只要燃料和氧不断地从装置外部供给电池,就有放电产物不断地从装置向外排出(氢氧燃料电池)。

(2)新能源汽车动力电池的故障分析扩展资料

动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。

其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。 多采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。

2018年7月31日,新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台在北京启动运行。

参考资料来源:网络-动力电池

3、我是修理厂的,第一次接触新能源汽车,你们北汽EC180亮动力电池断开故障要怎么解决?车子前后不会动

1、检测高压电路绝缘是否良好;
2、电流、电压是否超载;
3、高压互锁是否完整;
4、BMS、MCU 、VCU、DC\DC变换器等高压系统是否存在故障。

4、北汽新能源ec180仪表盘出现动力电池警告灯亮了,还能正常行驶,怎么回事?

汽车蓄电池指示灯正常工作情况下,也就是拧动钥匙,车辆进行自检时该指示灯会亮起,其颜色通常为红色或黄色,在打火后会自动熄灭,若启动汽车一段时间后还发现仍然亮着,您就需要考虑是否出现了状况了。则是在提醒你蓄电池出现了问题,该去检查或更换了。

5、新能源汽车动力电池的维护方法有哪些?

正确掌握充电时间.
2.保护好充电器.
3.最好每天充电.
4.当车辆闲置不用时应确保电池的电量,并定期对电池进行充电。
5.减少大电流放电,电动车在起步、载人、上坡时,尽量避免猛踩加速,

6、哪吒新能源汽车出现动力电池切断指示灯和整车系统故障指示灯是咋回事?

这说明车辆的动力系统出现了问题,会造成整车高压不上电也就是您这张车辆无法行驶了,这需要进用专业的仪器进行故障,检修,望采纳。

7、新能源汽车的动力电池在新车期间应对电池进行适度的放电和充电?

没有这样的规定。若设置这种规定,无疑加大了电动汽车使用的难度和顾虑,不利于回新能源汽车的答推广和普及。新车注意按照使用说明书的规定按时、定期进行维护和保养,平时注意匀速行车,注意电量显示,不要等到用完电才充电,锂电池可以随用随充。

8、新能源汽车动力电池的维护方法有哪些?

1.正确掌握充电时间. 电量表指示灯的红灯和黄灯亮起时,说明该充电了;只有红灯亮时,应立即停止运行,尽快充电,否则会导致电瓶过度放电严重缩短其寿命。如果充满电后运行时间较短就再次充电,充电时间不宜过长,否则会形成过度充电、电瓶发热,也会缩短电瓶寿命。一般情况下蓄电池平均充电时间在8-10小时左右,充电过程中电瓶温度如果超过65℃,立即停止充电。2.保护好充电器. 充电时保持充电器的通风,否则不但影响充电器的寿命,还可能发生热漂移而影响充电状态。3.最好每天充电. 就像我们日常使用手机一样,坚持每天充电能提高电池的活性,而经常等到没电了再去充电则会降低电池得到寿命。4.当车辆闲置不用时应确保电池的电量,并定期对电池进行充电。5.减少大电流放电,电动车在起步、载人、上坡时,尽量避免猛踩加速,形成瞬间大电流放电。大电流放电容易导致产生硫酸铅结晶,从而损害电池极板的物理性能从而降低电池的寿命。6.定期深放电电池定期进行一次深放电也有利于“活化”电池,此举可以略微提升电池的容量。


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