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動力電池系統(tǒng)

電動汽車中高壓系統(tǒng)的作用是保證整車系統(tǒng)的動力和電能的傳輸，檢測整個高壓系統(tǒng)的絕緣故障、開路故障、接地故障和高壓故障隨時。保障車輛設備和人員安全是首要任務。電動汽車產業(yè)化的關鍵技術之一。

電動汽車的主要部件——動力電池系統(tǒng)屬于高壓元件，其設計直接影響整車的安全性和可靠性。在動力電池系統(tǒng)中，從故障的角度來看，可分為傳感器故障、執(zhí)行器故障（接觸器故障）和元件故障（電芯故障）等。動力電池系統(tǒng)的故障診斷與處理非常有必要。

電動汽車動力電池安裝位置

動力電池系統(tǒng)故障按故障部位可分為三類，即單體電池故障、電池管理系統(tǒng)故障、線路或連接器故障。

1、單體電池故障

電池故障分為三種類型：

第一次失敗

電池性能正常，無需更換。對應的故障是單體電池SOC低和單體電池SOC高。如果單體電池的SOC低，在汽車行駛過程中，電池電壓會先達到放電截止電壓，這會降低電池組的實際容量，單體電池應補充收費。如果單體電池的SOC高，電池在充電結束時會先達到充電截止電壓，影響充電容量，單體電池需要單獨補充和放電。

第二次失敗

電池性能嚴重惡化，應立即更換。對應的故障有單體電池容量不足，單體電池內阻高。在電池組中，最小的單體電池容量也限制了整個電池組的容量，因此容量不足的單體電池失效會影響車輛的續(xù)駛里程。如果鋰離子電池的內阻過大，會嚴重影響電池的電化學性能，如充放電時極化嚴重、活性物質利用率低、循環(huán)性能差等。

第三次失敗

電池影響行車安全。對應的故障有單體電池內部短路；單體電池外部短路；電線和焊點可能會斷裂或脫落，導致單體電池內部或外部短路故障。

一般情況下，單體電池前兩次失效可能有兩種原因：一是動力電池分組時單體電池的一致性，單體的SOC、容量、內阻存在差異電池；二是單體電池在成組應用過程中，由于應用環(huán)境（如溫度、充放電電流）的差異導致的一致性差異增大，加劇了單體電池的不一致性。

2、電池管理系統(tǒng)故障

電池管理系統(tǒng)對于保證電池組的安全和使用壽命，最大限度地發(fā)揮電池系統(tǒng)的性能起著重要作用。電池管理系統(tǒng)通常對電芯的電壓、總電壓、總電流和溫度進行實時監(jiān)測和采樣，并將實時參數(shù)反饋給整車控制器。

電池管理系統(tǒng)除了監(jiān)測電池性能參數(shù)和實施電性能管理外，還具有基于熱管理的應用環(huán)境管理，實現(xiàn)電池的加熱和冷卻，保證電池良好的應用環(huán)境溫度和電池溫度的一致性。溫度場。

如果電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將失去對電池的監(jiān)控，無法估算電池的SOC，容易造成電池的過充、過放、過載、過熱和不一致性，影響性能、服務電池的壽命和驅動。安全。

電池管理系統(tǒng)故障包括CAN通信故障、總電壓測量故障、單體電池電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、加熱器故障、冷卻系統(tǒng)故障。

3. 線路或連接器故障

電路或連接器故障的診斷對于確保車輛的行駛安全性和可靠性同樣重要。例如，由于車輛的振動，電池之間的連接螺栓可能會松動，電池之間的接觸電阻會增加，電池之間會發(fā)生虛連接故障，從而增加電池的內部能量損失。電池組，導致整車動力不足，續(xù)駛里程短。在極端情況下，還會引起高溫，產生電弧，熔化電池電極和連接片，甚至造成電池起火等極端電池安全事故。

電動車在運行過程中，單體電池之間可能會出現(xiàn)相對跳動，導致兩塊電池之間的連接片斷裂。電池盒與電動車之間的電氣連接也是故障的高發(fā)點。電連接器經過長時間的振動，容易出現(xiàn)誤接、易燒蝕、接觸不良等故障。

動力電池系統(tǒng)常見故障及處理方法

電機驅動系統(tǒng)

電機驅動系統(tǒng)的故障主要分為電機故障和電機控制器故障。

驅動電機是將電能和機械能轉化為實現(xiàn)車輛驅動的關鍵部件，是典型的機電混合動力。電機故障涉及電路系統(tǒng)、磁路系統(tǒng)、絕緣系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、通風散熱系統(tǒng)等諸多因素。任何一個系統(tǒng)運行不良或相互協(xié)調不良都可能導致電機出現(xiàn)故障。因此，電機故障比其他設備故障更復雜，電機故障診斷涉及的技術范圍更廣。

驅動馬達

此外，電動機的運行還與其負載和環(huán)境因素有關。電機運行在不同的狀態(tài)下，表現(xiàn)出不同的故障狀態(tài)，進一步增加了電機故障診斷的難度。

一般來說，電機故障可分為機械故障和電氣故障。

機械故障主要有定子鐵芯損壞、轉子鐵芯損壞、軸承損壞和軸損壞。故障原因有振動、潤滑不足、高速、靜載荷過大、過熱等引起的磨損和壓痕。腐蝕、電腐蝕和開裂。

電氣故障主要是定子繞組故障和轉子繞組故障。故障原因有電機繞組接地、短路、斷路、接觸不良、鼠籠條斷等。

由于設備本身的結構和物理特性以及它們之間的電磁兼容問題，電機控制器的故障也成為電機驅動系統(tǒng)故障的主要原因。

電機控制器的故障主要有以下幾類：IGBT故障、輸入電源線和地線故障、整流二極管短路、直流母線接地錯誤、直流側電容短路、晶閘管短路、溫度超限報警、相電流過流、過電壓以及欠電壓等高壓電氣系統(tǒng)故障。

電動機控制器是驅動電動機的“大腦”，接收來自整車VCU 控制信號，同時完成動力電池輸出直流電壓到交流電壓的逆變過程以及能量回收交流電壓到直流電壓的整流過程。

電動汽車的電動機控制器

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