新能源汽车动力电池故障诊断及发展趋势分析
毛红孙周茂杰
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，也频发各类安全事故。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，必然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基础上，结合具体实例分析了电动汽车动力电池故障诊断与处理方法，并就故障诊断技术未来发展趋势进行了展望。
关键词：电动汽车动力电池故障问题诊断方法处理方法发展趋势
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，虽然可以满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。作为新能源汽车重要组成部分，动力电池的性能直接影响电动汽车使用寿命、电池能耗，需要较高水平的故障诊断技术，科学有效的判断出动力电池存在的故障问题，并采取有效的维修技术解决，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，本文围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使用安全性，推动该领域技术进一步发展。
1电动汽车动力电池系统基本架构
分析电动汽车动力电池系统可知，如图1所示，其中包含了电池组、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要求。其中的电池断路单元主要涵盖了保险丝、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，以此满足车辆充放电控制需求[1]。而在BMS中主要包含了控制板、传感器、低压通讯线束、采集线束几部分。分析BMS功能可知，主要对动力电池实施安全管理，所以BMS本身可以发挥较多作用，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、控制车辆充放电、检测绝缘性能、高压互锁检测、安全控制与报警等。
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，主要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重要的作用，它为汽车的运行提供所需的能量。这个系统中包含了诸多元素，不仅有电池单体、电池管理控制器，还有其他一些电气机械装置。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，是整个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控制器等组件。
由于是众多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、温度失衡、电池局部过温、发生内短路等情况。此外，BMS必须借助传感器才能获取相关信息对电池进行安全管理，此种情况下，如果传感器发生无效采样现象，必然会直接影响判断电压、电流、温度等因素的准确性，造成电池状态估算错误，导致过温、过放、过充等问题[2]。除此之外，不同车辆在实际应用中所处环境复杂多变以及驾驶人员习惯差异等，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作用。综合来看，电池缺陷以及整车使用诸多情况，都会直接影响到动力电池本身性能、实际使用寿命，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温度异常故障诊断
在电动汽车动力电池温度异常故障中，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。可以结合案例进行分析，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况，而且仪表显示电池温度过高。在实际诊断中，检修人员需要先收集数据，主要利用汽车故障诊断仪读取电池管理系统中的相关数据，如电流、温度、电压等内容。而后初步对车辆散热系统进行检查，判断其是否可以正常工作，主要判断依据是散热片是否堵塞、风扇能否正常运转等。在此基础上进行温度对比分析，主要针对各电池模组温度之间的差异进行对比，并找出温度异常部位。而后检修人员需要进一步检查电路情况，主要就是查看和电池温度传感器有关的电路连接情况，判断是否存在短路、断路等情况。另外，检修人员还应当对电池状态进行评估，这就需要综合考量电池的使用时间、充放电次数等，合理判断电池有无发生老化、性能下降等情况。综合上述故障诊断过程，检修人员可以初步明确电池温度异常原因，而后结合具体情况采取相关的维修措施进行处理。需要注意的是，在对车辆故障诊断过程中，由于不同