【電動汽車電池的維護與故障診斷分析案例報告4000字（論文）】

電動汽車電池的維護與故障診斷研究案例報告目錄TOC\o"1-2"\h\u220241蓄電池相關概述 6261171.1蓄電池的工作原理 6246741.2蓄電池充電階段的特點 6116462之諾60H新能源汽車電磁故障分析 681992.1之諾60H新能源汽車簡介 7203552.2新能源汽車的主要故障類型 7117023Z1E型新能源汽車電磁故障原因分析 818754.Z1E型新能源汽車電磁故障維護策略 9121084.1減少引發(fā)熱失控的因素 993794.2合理設計使用熱管理系統(tǒng) 106598結束語 1019576參考文獻 12隨著全球環(huán)境污染的加劇和能源的匱乏，各國政府都在關注新能源的開發(fā)和利用。近年來，電動自行車、混合動力汽車、燃料蓄電池汽車、燃料蓄電池自動駕駛汽車等市場備受關注。在許多國家，他們以政府的形式支持電動汽車的蓄電池測試，許多公司也進行了獨立的研究。隨著儲能技術的發(fā)展，儲能蓄電池開始進入人們生活的方方面面。蓄電池技術成熟，維護方便，應用廣泛。但是，蓄電池在使用過程中仍然會出現(xiàn)一些故障，嚴重的情況下會危及生命財產安全。分析不同類型故障產生的原因，解決問題是保證蓄電池使用功能，提高蓄電池使用壽命的關鍵。因此，蓄電池組的穩(wěn)定性和可靠性，以及在放電過程中能夠提供預期的容量，對于確保能源系統(tǒng)的安全運行至關重要。1蓄電池相關概述1.1蓄電池的工作原理蓄電池中的主要成分是正極的二氧化鉛，負極的海綿狀鉛和濃度為27%-37%的稀釋硫酸水溶液。汽車啟動蓄電池是電能和化學能相互轉換的可逆工具，即充電是儲存電能，放電是化學能轉化為電能并釋放出來。蓄電池由正極板、負極板、玻璃纖維隔板、電解質和電解質蓄電池組成。充電后，所述正極板的活性材料為二氧化鉛，所述負極板的活性材料為海綿狀。放電后，電極板的活性物質轉化為硫酸鉛，充電后還原為原始物質。1.2蓄電池充電階段的特點在充電過程中主要有三個階段：高效充電階段、混合反應階段和氣相沉積階段。1.高效充電階段：在充電開始時，蓄電池充電速度最大，接近100%。充電速度是充電過程中轉換的化學能與充電器消耗的電能之比。當電解液開始連續(xù)起泡時，可改變充電方式繼續(xù)充電，以減少對蓄電池壽命的負面影響。2.混合反應階段：隨著充電過程的繼續(xù)，充電的主反應和電解水的二次反應同時進行。在這個過程中，蓄電池的充電速度不斷下降。如果蓄電池的末端電壓沒有增加，則假定蓄電池當前是滿的。3.氣體沉積反應階段：蓄電池充滿電后，如果蓄電池仍然帶電，它不僅能不帶電，但多余的流量將電解水，導致大量氣體的蓄電池，浪費電能，而不是用于蓄電池壽命。這一階段必須盡快停止。2之諾60H新能源汽車電磁故障分析2.1之諾60H新能源汽車簡介ZINORO不僅代表了合資企業(yè)本地化和新能源車發(fā)展的新階段，更凸顯了寶馬集團與華晨中國汽車之間強大的合作實力。其首款產品之諾１Ｅ是一款采用全電力驅動技術的汽車，已于2014年第一季度推向市場。新品牌的產品在華晨寶馬鐵西工廠生產，華晨寶馬先進的生產設施和高質量標準將成為新品牌高檔內涵的保證。之諾第一代電動車上市，開啟了電動車無憂租賃服務，用更靈活更低門檻的方式讓更多人體驗到電動車這種先進的交通工具給城市和出行帶來的好處。2017年3月21日，之諾品牌第二款車型——采用插電式混合動力技術的SUV之諾６０Ｈ正式上市，如圖2-1所示。圖2-1之諾60H2.2新能源汽車的主要故障類型車載終端從車輛上采集各個部件的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到企業(yè)平臺;企業(yè)平臺與車載終端通信，定期將故障和報警的處置措施、進度和結果上報至公共平臺;公共平臺從企業(yè)平臺獲取車輛行駛的相關數(shù)據(jù)，進行監(jiān)管和分析。BB公司新能源汽車車載終端可以實時記錄電動汽車行駛過程中的各項數(shù)據(jù)，并及時將其反饋給企業(yè)平臺和公共平臺。平臺通過對傳送回來的大量數(shù)據(jù)進行提取、整理和分析，統(tǒng)計一段時間內新能源汽車駕駛過程中的各類故障，之后將統(tǒng)計分析完成的數(shù)據(jù)反饋給企業(yè)平臺，為企業(yè)的生產決策提供支撐。在企業(yè)平臺提取BB公司2015年生產的某批次100輛Z1E型電動汽車2017年上半年的故障部位及頻次數(shù)據(jù)，對2017年上半年內這100輛Z1E型電動汽車的所有故障按照所屬系統(tǒng)進行分類，可分為六大部分，分別是:整車車身、電機系統(tǒng)、電池與電池管理系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)和其它部位，各個部位的故障類型及頻次數(shù)據(jù)的具體統(tǒng)計結果見表1.2。表2.2Z1E型電動汽車2017年上半年的故障類型及頻次數(shù)據(jù)致命故障嚴重故障一般故障輕微故障累計頻次頻率累計頻率整車車身12140.050.046電機系統(tǒng)237120.140.186電池及其系統(tǒng)91225460.530.716制動系統(tǒng)1230.030.746主控制系統(tǒng)227130.150.896懸架系統(tǒng)11570.080.976其他220.021累計1523498712017年上半年統(tǒng)計的87例公司新能源汽車故障數(shù)據(jù)中，電動汽車的電池及其管理系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻次高達46次，占據(jù)統(tǒng)計樣本的53％；一般故障和嚴重故障分別有23例和15例，根據(jù)我國機械工業(yè)部發(fā)布的汽車行業(yè)標準中關于車輛可靠性的要求，汽車示范運行過程中不允許出現(xiàn)知名故障和嚴重故障，因此本次統(tǒng)計的結果顯示公司的新能源汽車的可靠性還有待提高。3Z1E型新能源汽車電磁故障原因分析為明確新能源汽車中最重要的故障模式，尋找產生故障的原因，從而有針對性地提出改進方案，以求提高新能源汽車的可靠性，對各系統(tǒng)故障模式的影響程度進行排序?？芍铍姵芈┮?、蓄電池變形、殼體出現(xiàn)裂紋以及過充電、過放電、過溫、過壓、過流是造成新能源汽車發(fā)生故障的主要因素。此要減少新能源汽車失效率，提高新能源汽車的可靠性，應重點從蓄電池和其管理系統(tǒng)入手，從蓄電池的設計研發(fā)、生產過程、使用維護以及實時監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)均進行改善，以求降低失效率。表3-1新能源汽車故障模式及原因分析系統(tǒng)類型故障模式故障原因可能后果故障影響嚴重度類型頻率動力蓄電池及其管理系統(tǒng)①極板硫化、短路、變形蓄電池經常過放電，極板活性物質脫落，下部沉淀物質多汽車失去啟動能力，甚至電解液噴出一般0.18②電解液故障電解液含有雜質，不能及時補充汽車無法正常行駛，續(xù)航能力降低輕微0.30①蓄電池漏液、蓄電池變形、殼體出現(xiàn)裂紋工藝質量差，電解槽密封不夠，電池組一致性較差，殼體材料不當汽車無法行駛，甚至出現(xiàn)自燃嚴重0.32④過充電、過放電、過溫過壓、過流蓄電池與管理系統(tǒng)匹配性較差，不能及時反饋電池組的物理狀態(tài)，電池組散熱較差電池組永久損害，無法充放電，甚至出現(xiàn)自燃嚴重0.20通過圖3-1可以看出，新能源汽車故障率較高的因素主要有以下幾項：單體電池成組一致性較差、電池組與整車系統(tǒng)匹配性低、可靠性試驗不夠＃格、ＢＭＳ系統(tǒng)落后、預防故障設計不足、產線工人的質量意識較低等因素是改善動力蓄電池可靠性首先需要解決的；其中單體電池的一致性更是重中之重。除此之外原材料控制不嚴格和缺乏嚴格的行業(yè)標準對動力蓄電池可靠性的影響也比較大．結合質量小組在動力蓄電池生產各部門的走訪調查，ＢＢ公司新能源汽車動力蓄電池生產各環(huán)節(jié)存在的影響其可靠性的問題具體如下：（１）蓄電池的試驗條件較弱，不能準確模擬動力蓄電池系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境，從而導致無法從根源發(fā)現(xiàn)蓄電池的可靠性問題。（２）電池組預防故障設計不足，對于電池內短路、熱失控等缺乏冗余設計。（３）動力蓄電池生產工藝落后，產線自動化程度低，從而蓄電池的生產過程受人為因素影響較大，導致電池組一致性較差。（４）原材料控制不嚴格、工人質量意識不高以及產成品質檢寬松均導致蓄電池故障率較高，性能差。（５）單體電池及電池組的各項指標采取國家標準（ＧＢ），某些指標要求不夠嚴格。（６）ＢＭＳ系統(tǒng)較落后，在蓄電池工作過程中不能準確監(jiān)測和及時反饋蓄電池的各項指標參數(shù)，并及時采取有效應對措施。4.Z1E型新能源汽車電磁故障維護策略4.1減少引發(fā)熱失控的因素蓄電池內部短路形成內部短路的機理有三種:第一，由于電解液中混入異物導致隔膜被刺破，從而引起正負極短路。為避免此種情形，在為蓄電池注入電解液時嚴格控制作業(yè)環(huán)境，盡可能保持清潔，并在電解液注入端口安裝濾網，防止異物混入，除此之外對注入電解液的蓄電池進行檢測，剔除混入異物的電池:第二，蓄電池在過充電和低溫急速充電時，蓄電池的石墨負極柱上會因為鏗電子洗出形成鏗金屬枝晶，從而也會導致電池內部短路，此種情形的應對辦法就是在正負極隔膜表面涂布陶瓷層，從而提高隔膜的機械強度和抗穿透能力;第三，至氣中的水分與鏗鹽反應會生成強腐蝕性的酸，溶解正極材料并在負極析出枝晶，導致短路。避免此種情形需要嚴格控制原材料的純凈度和蓄電池制造環(huán)境的濕度，避免水分混入。4.2合理設計使用熱管理系統(tǒng)確保電池組內各水笙體電池都在適當并且盡可能相同的溫度內運行是避免熱失控的又一項舉措。目前BB公司生六的動力蓄電池較多采用的風冷和液冷熱處理模式，雖然液冷方式較風冷具有換熱系數(shù)高、加熱/冷卻速度快等優(yōu)點，但依然存在散熱效果差、成本高等缺陷。為提高散熱效果，設計采用以變相材料為傳熱介質的散熱模式，所謂變相材料是指在特定溫度下可以發(fā)生相變并且能夠吸收和釋放熱量的物質。在石蠟中添加導熱能力強的其他物質，如石墨，制成復合PCM材料，用來包裹電池組，當蓄電池的工作溫度上升到變相溫度時可以大量吸收潛熱，有效防止蓄電池系統(tǒng)過熱，避免發(fā)生安全事故;除此之外，由于石蠟、石墨復合制成的PCM材料具有較強的抗拉、抗壓以及對內部爆裂的耐受性等機械特性，也在一定程上提高了動力蓄電池系統(tǒng)的安全性能，從而提高其可靠性。結束語分析不同類型故障產生的原因，解決問題是保證蓄電池使用功能，提高蓄電池使用壽命的關鍵。只有正確控制蓄電池勞動法，正確使用和維護蓄電池，才能保證蓄電池的正常運行，延長蓄電池的使用壽命。電動汽車蓄電池故障的原因有很多。檢查并消除它們一個接一個地根據(jù)每個設備和設備的結構和工作原理，最后找到問題，然后采取科學有效的方法和節(jié)省時間的有效措施來處理故障，最終保證汽車蓄電池的正常功能和汽車的正常行