摘 要：現(xiàn)如今，新能源汽車已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的一大主流趨勢，同時，也有效解決了我國日益枯竭的能源問題。動力電池系統(tǒng)作為新能源汽車的核心與基礎(chǔ)，其安全性與可靠性日益成為行業(yè)關(guān)注的焦點。然而，隨著新能源汽車市場規(guī)模的不斷壯大，新能源汽車關(guān)鍵的組成部分—動力電池系統(tǒng)的問題也逐漸顯露出來?；诖?，本文就新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷的基本方法以及有效策略展開詳細且深入的探討，以期為提高新能源汽車動力電池系統(tǒng)的可靠性與安全性做出貢獻，為推動新能源汽車行業(yè)的長遠發(fā)展貢獻綿薄之力。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 動力電池系統(tǒng) 故障診斷

0 引言

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級以及大眾環(huán)保意識的不斷增強，新能源汽車在汽車行業(yè)所占的份額逐步提升。作為新能源汽車的核心組件以及關(guān)鍵基礎(chǔ)，動力電池系統(tǒng)的地位不可動搖，其性能與汽車的續(xù)航里程、安全性以及經(jīng)濟性息息相關(guān)。然而，隨著電池循環(huán)次數(shù)的增加，其內(nèi)部可能會發(fā)生諸如容量衰減、內(nèi)阻增大、熱失控等一系列故障，從而直接影響整個動力電池的使用壽命，更嚴(yán)重的情況，還可能會引發(fā)一系列安全事故。由此看來，通過對新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障準(zhǔn)確、及時的診斷與分析，有利于有效保障電池的健康狀態(tài)，而且對提升車輛運行的安全性也發(fā)揮著積極作用。

1 新能源汽車動力電池系統(tǒng)概述

隨著新能源汽車的迅速發(fā)展，動力電池系統(tǒng)的作用逐漸凸顯。通常情況下，動力電池系統(tǒng)的功能主要包括兩方面，其一，實時監(jiān)控電池的各項性能參數(shù)，通過有效性能管理來全面且具體的了解電池的實際運行情況，以便及時發(fā)現(xiàn)異常并在第一時間內(nèi)處理。其二，根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境有效控制電池溫度，尤其避免電池溫度出現(xiàn)過高或者過低的情況，影響電池整體性能，甚至引發(fā)安全事故。這一科學(xué)有效的調(diào)節(jié)機制有助于新能源汽車靈活適應(yīng)多種復(fù)雜多變的環(huán)境，同時，有效延長電池的使用壽命，這對提升電池乃至汽車使用的整體效率以及安全系數(shù)均發(fā)揮著積極作用。然而，一旦新能源汽車動力電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么不僅無法保證電池持續(xù)且穩(wěn)定的性能輸出，而且還可能對防護以及預(yù)警機制產(chǎn)生直接影響，從而給電池帶來不可估量的損失。更嚴(yán)重的情況是，新能源汽車可能在駕駛過程中出現(xiàn)故障，這樣就會直接威脅駕駛?cè)藛T的生命與財產(chǎn)安全?；诖?，本文對新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障展開了具體且深入的研究，以期及時消除故障，為車輛的持續(xù)健康運行提供堅實的保障。

2 新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷的基本方法

新能源汽車作為未來交通工具的重要發(fā)展方向，其核心要素之一—動力電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性顯得尤為關(guān)鍵。一般而言，動力電池系統(tǒng)故障可分為內(nèi)部故障以及外部故障兩種情況。這兩種情況最根本的區(qū)別在于外部故障通常是由系統(tǒng)外部因素而引起的問題，比如環(huán)境溫度的影響、動力電池系統(tǒng)異常等，而內(nèi)部故障的關(guān)鍵引發(fā)因素來源于電池本身，比如電池本身結(jié)構(gòu)不良、電池內(nèi)部電線短路等問題，如若以上故障得不到有效且及時的處理，那么可能會直接影響車輛的正常運行。為了有效診斷系統(tǒng)故障，首要任務(wù)就是科學(xué)分析采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)，提取出鮮明的特征信息，根據(jù)這些信息，依托相關(guān)的理論知識來準(zhǔn)確判斷故障類型以及故障位置，以便為后期的故障解決提供客觀具體的數(shù)據(jù)支撐。一般來說，故障診斷方法主要為三種，每種方法的工作原理與實施條件有所差異。第一種，以知識為基礎(chǔ)進行診斷。這意味著相關(guān)人員必須具備扎實的故障理論以及實操能力，對維修人員的邏輯分析能力以及實操經(jīng)驗要求較高。維修人員通常需要根據(jù)邏輯推理以及邏輯評估判斷并分析具體故障。以故障樹分析法為例，專業(yè)人員主要依托專業(yè)的知識與豐富的經(jīng)驗來綜合評估故障起源；第二種，基于模型的診斷。該方法側(cè)重于通過精確測量采集系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，然后，借助數(shù)學(xué)模型對比分析實際輸出與預(yù)期輸出的差異，從而準(zhǔn)確定位故障位置。最常見的方法有殘差生成和評價法，指的是通過監(jiān)測系統(tǒng)輸出值的異?；蜃兓瘉眍A(yù)測故障；第三種，基于數(shù)據(jù)信息的診斷。這種方法具體指的是借助先進的科學(xué)技術(shù)手段來提取并分析、處理數(shù)據(jù)，比如數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)等，這樣，就可實現(xiàn)對動力電池系統(tǒng)故障全面監(jiān)控以及快速隔離的目的。最常見的方法有信息結(jié)合法、機器學(xué)習(xí)法等。通過前沿科學(xué)技術(shù)的加持，有助于有效提升故障檢出的精確度，提高整體故障處理的自動化水平。

3 新能源汽車動力電池系統(tǒng)存在的安全風(fēng)險

動力電池系統(tǒng)作為新能源汽車的“心臟”，為汽車運行提供能量與支撐。動力電池系統(tǒng)由電池單體、電氣機械裝置以及電池管理控制器等核心組件共同組成。電池單體作為整個系統(tǒng)的“基石”，由正極、負極、電解質(zhì)等關(guān)鍵部件而組成。其質(zhì)量好壞，直接影響著整個電池系統(tǒng)的可靠性與有效性，正是因為如此，對其品質(zhì)才提出了更高要求。電池模塊作為整個電池系統(tǒng)當(dāng)中的一個小型模塊，實為若干電池單體通過技術(shù)手段串聯(lián)或并聯(lián)后的組合體。這一科學(xué)的設(shè)計一方面是為了提高電池組的能量密度以及輸出效率，另一方面，則是為了一旦發(fā)生故障時可快速的定位與替換。要知道，電池生產(chǎn)制造工藝極其復(fù)雜，有時候，很可能會因為微小的偏差而影響單體電池的整體性能，有時候還會因為溫度失衡、電壓不一致等導(dǎo)致電池局部升溫或者出現(xiàn)內(nèi)短路等危險情況。除此之外，由于車輛在行駛過程中可能會面臨一系列復(fù)雜多變環(huán)境因素的影響，加之駕駛?cè)藛T的駕駛習(xí)慣存在一定差異性，有時候可能會導(dǎo)致一系列問題，比如高壓連接器進水、電池箱體破損、外部碰撞等，這些問題均有可能直接或者間接地影響電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也可能制約其性能的穩(wěn)定發(fā)揮。綜合以上所述，不論是動力電池自身的不足還是諸多外部因素的影響，均可能影響新能源汽車動力電池系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性、安全性，也與車輛整體行駛安全息息相關(guān)。

4 新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷的有效策略

4.1 溫度異常故障診斷與處理

隨著新能源汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，動力電池系統(tǒng)的溫度控制日漸成為業(yè)界關(guān)注的焦點。溫度異常，一方面會直接影響動力電池系統(tǒng)的性能與壽命，另一方面，還可能危及駕駛員與乘客的生命安全。因而，針對溫度異常故障應(yīng)給予充分的重視。以某知名新能源汽車品牌—xx為例，如若汽車行駛過程中遇到電池管理系統(tǒng)發(fā)出警報并且汽車儀表盤顯示電池溫度超出正常值類似的現(xiàn)象時，這就需要專業(yè)人員及時對其進行故障分析，包括準(zhǔn)確定位故障位置并制定針對性的解決對策。故障診斷的首要步驟要求專業(yè)人員全面搜集并仔細分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括溫度、電壓、電流等關(guān)鍵指標(biāo)，以便為準(zhǔn)確定位故障提供重要的數(shù)據(jù)支撐。接下來，專業(yè)人員需要對汽車的散熱系統(tǒng)進行仔細檢查，判斷依據(jù)為風(fēng)扇是否正常工作，散熱片是否出現(xiàn)堵塞等。之后，專業(yè)人員需要著手對電池各模組間的溫度差異進行對比分析，根據(jù)結(jié)果定位引發(fā)故障的具體原因。除此之外，專業(yè)人員還需進一步檢查并全面評估電池的整體狀態(tài)，具體涉及電池的老化程度、充放電循環(huán)次數(shù)等，這些將為判斷電池是否需要更新或者修復(fù)提供具體且詳盡的參考依據(jù)。綜合以上數(shù)據(jù)與診斷結(jié)果，相關(guān)人員大多時候可初步判斷出導(dǎo)致溫度異常故障的主要原因，這為之后專業(yè)人員采取針對性且科學(xué)有效的維修措施奠定了堅實的基礎(chǔ)。在故障處理階段，相關(guān)人員首要任務(wù)就是對電池進行降溫處理，增強電池系統(tǒng)的散熱功能，控制運行時的熱生成。最常見的處理方法為應(yīng)用風(fēng)冷、液冷以及相變材料等，同時，還可通過限制充放電電流、調(diào)整充放電曲線等方法來有效防止電池工作時的熱發(fā)生。就安全干預(yù)而言，如若檢測到溫度異常，那么動力電池系統(tǒng)應(yīng)立即中斷充放電過程，如果需要，汽車應(yīng)立即啟動緊急冷卻系統(tǒng)，如此，便能大幅度降低安全風(fēng)險，保障車內(nèi)人員的生命安全。

4.2 絕緣故障診斷與處理

絕緣故障是新能源汽車電池系統(tǒng)最常見的故障之一，可能引發(fā)電能泄漏、短路乃至火災(zāi)或爆炸等嚴(yán)重后果。舉一個很形象的案例，假設(shè)某知名品牌xx的新能源汽車在行駛過程中突然出現(xiàn)動力中斷類似的問題，與此同時，汽車的儀表盤提示絕緣故障警告。此時，檢修人員應(yīng)盡快采取綜合故障診斷方法。第一步，他們需要用專業(yè)的絕緣電阻測試儀測量動力電池系統(tǒng)的絕緣電阻值，以判斷電氣元件之間是否存在電流泄漏或者短路等情況。第二步，檢修人員采用目視檢查法，憑借豐富的從業(yè)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)那些不易被專業(yè)儀器檢測出的實體破損或者磨損情況。通常來說，造成絕緣故障的原因有很多，包括電池包密封性能不足，進水導(dǎo)致絕緣下降；電池模組之間的連接件松動或腐蝕等。在后續(xù)診斷過程中，為了精準(zhǔn)找到并確定故障原因，檢修人員應(yīng)再次運用專業(yè)的絕緣電阻測試儀，通過對比實測絕緣電阻值與標(biāo)準(zhǔn)閾值來判斷動力電池系統(tǒng)的絕緣性能是否存在問題。一旦電阻值低于安全閾值，那么表明絕緣性能降低，系統(tǒng)可能存在故障。之后，專業(yè)人員可采用脈沖響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法等高級診斷技術(shù)，進一步定位故障點和故障性質(zhì)。除此之外，檢修人員還需要仔細檢查電池包的外觀，看其是否存在損傷以及水漬等情況。隨后，檢修人員需要進一步檢查電池包的內(nèi)部線束，重點查看其磨損以及裸露程度。在完全確定故障原因之后，檢修人員需要立即修復(fù)線束并通過加強對線束的防護來有效解決絕緣故障問題。從駕駛?cè)藛T的角度出發(fā)，為了從根本上預(yù)防絕緣故障現(xiàn)象的出現(xiàn)，他們應(yīng)提起對定期檢查和測試絕緣電阻的重視程度，同時，他們還應(yīng)有意識的監(jiān)控并控制環(huán)境濕度、溫度等潛在的影響因素，多措并舉，全方位、立體化的確保新能源汽車的運行正常與安全。

4.3 電壓異常故障診斷及處理

電壓異常故障可分為電池欠壓故障、采集線保險絲故障、采集線端子故障等不同的情況，每種情況均可能直接影響電池的使用壽命與性能。首先，電池欠壓故障。如果新能源汽車的動力電池系統(tǒng)發(fā)生電池欠壓故障，這可能導(dǎo)致車輛電壓出現(xiàn)問題，從而直接影響車輛的正常駕駛。為了提高診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，檢修人員可利用萬用表測試電池電壓并將測試數(shù)據(jù)詳細記錄下來，隨后，對比正常監(jiān)控電壓值，如果二者之間數(shù)值的差異性明顯，那么就可以證明電池確實存在問題，這時候，最有效的處理方法為及時更換新電池。其次，采集線保險絲故障。此類故障發(fā)生之后，檢修人員第一步要做的就是及時測量保險絲的電阻值，以此為依據(jù)，對比正常的電阻值，如果高出正常的電阻值，那么需及時更換保險絲，這樣就能妥善解決故障問題。最后，采集線端子故障。針對此類故障，檢修人員第一步應(yīng)檢查采集線同端口，旨在判斷端口是否存在連接異常等情況，如果異常不存在，接下來，檢修人員再對采集線的固定螺栓進行進一步檢查，重點檢查其是否存在松動等類似的現(xiàn)象。以上步驟的最終目的就是能精準(zhǔn)定位故障產(chǎn)生的原因，以便為制定針對性的解決對策提供關(guān)鍵支撐，從而保障動力電池系統(tǒng)的正常運行。除了上面提到的檢測方法之后，檢修人員還可以采用輕輕搖動的方式來判斷具體部件是否存在松動的情況，如若發(fā)現(xiàn)異常，那么便可及時進行加固處理。如果發(fā)現(xiàn)部分采集線已經(jīng)損壞，那么最有效的方法為及時更換，同時，檢查線端子的接觸是否良好。通過以上一系列措施，旨在有效解決電壓異常故障，以此來保證動力電池系統(tǒng)的正常運行。當(dāng)然，定期的電池維護和診斷也是防止電壓異常至關(guān)重要的一環(huán)，以確保電池系統(tǒng)在整個使用壽命期間保持最佳使用狀態(tài)。

5 新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷未來的發(fā)展方向

首先，關(guān)于動力電池故障識別與診斷，隨著我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，以大數(shù)據(jù)技術(shù)、機器學(xué)習(xí)技術(shù)為代表的前沿技術(shù)成為推動眾多領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的核心動力，尤其對于新能源汽車動力電池故障識別與診斷方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢與巨大的潛力。傳統(tǒng)的故障診斷方法主要依賴于專家經(jīng)驗以及物理模型，不僅效率不高，而且還難以滿足復(fù)雜多變的市場需求?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷技術(shù)，主要依托先進的大數(shù)據(jù)技術(shù)來尋找故障的潛在跡象和規(guī)律，從而顯著提高判斷的準(zhǔn)確性與效率。當(dāng)前，部分企業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用了智慧專家系統(tǒng)，依托先進的技術(shù)以及大數(shù)據(jù)算法來高效率分析汽車行駛過程中出現(xiàn)的故障碼，以此為基礎(chǔ)，快速生成維修建議，提高故障解決的有效性與實效性。其次，關(guān)于動力電池系統(tǒng)故障預(yù)測，數(shù)據(jù)表明，科學(xué)預(yù)測有助于有效預(yù)防可能出現(xiàn)的重大事故，從而推動新能源汽車行業(yè)向更高層次發(fā)展。部分學(xué)者反映，當(dāng)前針對這一問題的研究難點在于怎樣通過組建電池故障預(yù)測機制、實施多級報警。目前，應(yīng)用最廣泛的為數(shù)據(jù)驅(qū)動方法，具體來說，指的是通過大量搜集新能源汽車在實際行駛過程中的數(shù)據(jù)，依托時間序列模型以及融合模型，明確數(shù)據(jù)特征和故障之間的關(guān)聯(lián)性。未來，伴隨著更多創(chuàng)新技術(shù)的加入，相信新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷領(lǐng)域?qū)瓉硗黄菩缘陌l(fā)展。

6 結(jié)語

綜上所述，從現(xiàn)實情況出發(fā)，我國的新能源汽車還在不斷發(fā)展、不斷完善的重要階段，尤其是動力電池系統(tǒng)依舊存在各式各樣的問題亟待解決。通過本文對新能源汽車動力電池系統(tǒng)故障診斷的基本方法、有效策略等相關(guān)內(nèi)容的詳細介紹，以期為確保動力電池系統(tǒng)整體穩(wěn)定性、安全性貢獻力量，從而最大程度地降低新能源汽車行駛安全隱患，助推新能源汽車售后市場實現(xiàn)良性發(fā)展。

參考文獻：

[1]鐘彥雄.新能源汽車動力電池故障案例分析[J].汽車維修技師，2024（8）：45.

[2]樊凱，楊麗杰.新能源汽車動力電池故障的診斷與維護分析[J].時代汽車，2023（11）：144-146.

[3]鄧寧.新能源汽車動力電池故障的診斷與維護[J].汽車實用技術(shù)，2020（8）：1-3.

[4]王輝.新能源汽車動力電池故障的診斷與維護分析[J].電腦愛好者（校園版），2023（10）：283-285.

[5]沈澤卓.新能源汽車動力電池故障診斷與維修技術(shù)[J].汽車測試報告，2023（3）：50-52.

[6]李曉鶴.新能源汽車動力電池故障診斷及維保方法分析[J].汽車測試報告，2023（10）：68-70.