《動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》 課件 任務七 動力蓄電池故障診斷與維修

任務七

動力蓄電池故障診斷與維修《動力蓄電池及管理系統(tǒng)檢修》比亞迪新能源汽車售后維修車間張師傅道：“通過在比亞迪電池車間的參觀學習，大家已經(jīng)掌握了動力蓄電池的故障檢測、性能測試以及故障維修的方法。正好這里有一輛動力蓄電池故障的車輛，我們一起對這輛電動汽車的故障進行診斷與維修”。在有故障碼的條件下，動力蓄電池故障該如何檢修？維修技師張師傅、學徒小王在無故障碼的條件下，動力蓄電池故障該如何檢修？能按照故障診斷思路對有故障碼的動力蓄電池故障進行分析，利用診斷儀、萬用表等設備、工具，規(guī)范完成動力蓄電池常見故障檢測，并出具維修方案。能按照故障診斷思路對無故障碼的動力蓄電池故障進行分析，利用診斷儀、萬用表等設備、工具，規(guī)范完成動力蓄電池常見故障檢測，并出具維修方案。動力蓄電池故障類型及處理方式（1）電池單體間壓差過大

電池系統(tǒng)中某一單體的電壓值明顯低于其他電池電壓，則該電池系統(tǒng)在汽車放電過程中，會因為這個電壓偏低的電池導致其最先達到放電截止電壓，而其他電池還處于一個高電壓狀態(tài)，這樣就會導致整個電池系統(tǒng)的可用容量區(qū)間變小從而使得續(xù)航里程下降。充電過程中，當某一單體電壓的電壓值明顯高于其他電池的電壓值，在充電時也會因為這塊電池的電壓率先達到充電截止電壓，使得其他電池無法充滿電。

對于這類單體壓差過大故障需對電池單體進行性能測試，如性能滿足使用要求，需進行電池均衡；如性能不滿足使用要求，應更換電池模塊。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池容量分布動力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大

在電池組中，最小的電池單體容量也限制了整個電池組的容量，類似于木桶效應。因此發(fā)生電池單體容量不足故障會影響車輛續(xù)駛里程。鋰離子電池內(nèi)阻如果過大，會嚴重影響電池的電化學性能，如充放電過程中的極化嚴重、活性物質(zhì)利用率低、循環(huán)性能差等。這類故障會導致電池性能衰退嚴重，應更換電池模塊。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）木桶效應動力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大動力電池容量的衰減主要原因：①自放電、②電解液的分解、③過充電、④鋰電池濫用動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池老化（容量衰退，內(nèi)阻增加）原因動力蓄電池故障類型及處理方式（2）電池單體容量不足和電池單體內(nèi)阻偏大動力電池內(nèi)阻的增大主要原因：①溫度、②SOC、③存儲、④循環(huán)次數(shù)動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池老化（容量衰退，內(nèi)阻增加）原因動力蓄電池故障類型及處理方式（3）電池單體內(nèi)部短路、電池單體外部短路、電池單體極性裝反等

在強振動下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質(zhì)、接線柱、外部連線和焊點可能會折斷或脫落，造成電池單體內(nèi)部短路或者外部短路故障，此類電池故障將影響行車安全，應更換電池模塊。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池外部短路動力蓄電池故障原因通常情況下，造成前兩種故障的原因可能包括兩個：一是動力蓄電池成組時電池單體一致性問題，電池單體的SOC、容量、內(nèi)阻本身就存在差異；二是電池單體在成組應用過程中，因為應用環(huán)境差異（如溫度、充放電電流）造成的一致性差異增加，加劇電池單體的不一致性。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池不一致動力蓄電池故障診斷思路（有故障碼）在有故障碼的情況下，針對動力蓄電池故障，可以借助故障碼來分析故障類型，確定故障類型后，通過檢查、檢測等方法，確定故障點，找到故障后，再進行相應的維修。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障診斷思路動力蓄電池故障經(jīng)典案例某純電動汽車行駛總里程數(shù)為10萬公里，平時車輛續(xù)航里程可以達到400km，突然有一天車輛續(xù)航里程明顯下降，充滿電只行駛了不到200公里就沒電了，此時汽車儀表盤顯示SOC是5%。如右圖所示。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障車輛儀表顯示動力蓄電池故障經(jīng)典案例根據(jù)故障現(xiàn)象可知，續(xù)航里程突然下降可能原因有汽車自身耗電設備增多、電池容量衰退等原因，據(jù)車主描述其未使用空調(diào)等用電設備，懷疑電池出現(xiàn)問題的可能性更大。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障車輛儀表顯示動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟一：使用故障診斷儀通過OBD診斷口讀取車輛電池信息；動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）通過OBD口連接故障診斷儀動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟二：通過OBD口讀取到最近一次充電數(shù)據(jù)和當前電壓值并使用excel分別畫出充電結(jié)束時刻的全部單體電壓數(shù)值曲線圖和當前全部單體電壓數(shù)值曲線圖（其中橫軸表示單體電池編號，縱軸表示單體電池電壓）。

在充電結(jié)束時刻，單體電壓最高的電池編號是13號、電壓值為4.2V，單體電壓最低的電池編號是50號、電壓值為4.1305V。由此可見是由于13號單體電壓率先達到了充電截止電壓，使得整個電動汽車停止充電，并且從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯高于其他單體電池的電壓值，由此判斷13號電芯可能存在電池過壓的情況。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池充電結(jié)束時刻單體電壓曲線圖動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟二：通過OBD口讀取到最近一次充電數(shù)據(jù)和當前電壓值并使用excel分別畫出充電結(jié)束時刻的全部單體電壓數(shù)值曲線圖和當前全部單體電壓數(shù)值曲線圖（其中橫軸表示單體電池編號，縱軸表示單體電池電壓）。

在充電結(jié)束時刻，單體電壓最高的電池編號是13號、電壓值為4.2V，單體電壓最低的電池編號是50號、電壓值為4.1305V。由此可見是由于13號單體電壓率先達到了充電截止電壓，使得整個電動汽車停止充電，并且從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯高于其他單體電池的電壓值，由此判斷13號電芯可能存在電池過壓的情況。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池充電結(jié)束時刻單體電壓曲線圖動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：

當前電池包狀態(tài)（電池SOC值為5%），單體電壓最低的電池編號是13號、電壓值為3V，單體電壓最高的電池編號是11號、電壓值為3.3V。從圖中可以看出13號單體的電壓值明顯低于其他單體電池的電壓值。

綜上所述，該電池包的第13號電芯存在“充高放低”的現(xiàn)象，可能是13號電芯容量衰退或者是BMS采集有誤，需要拆下電池包進一步診斷。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）當前單體電壓曲線圖動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟三：拆卸電池包并觀察13號電芯所在電池組外觀是否正常，如右圖所示。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯所在電池組動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟三：拆卸電池包并觀察13號電芯所在電池組外觀是否正常，如右圖所示。找到13號電芯發(fā)現(xiàn)其采集線脫落，根據(jù)此現(xiàn)象分析，故障原因可能是由于采集線脫落導致BMS采集到的電壓值不準確。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯所在電池組動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：接下來使用萬用表測量其電壓值，確認是否是BMS采集有誤，如圖所示。

測量值為3.26V和其他電芯的電壓值相差不大，因此可以確認是由于電芯采集線脫落導致BMS采集異常。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）13號電芯電壓測量值動力蓄電池故障經(jīng)典案例故障診斷步驟：步驟四：重新連接采集線。步驟五：連接完成后，使用BMS上位機監(jiān)控13號電芯電壓，此時BMS上位機顯示13號電芯的電壓值是3.261V，恢復正常，故障排查完畢。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動力蓄電池故障經(jīng)典案例動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）認識誤區(qū)：（1）車輛充電就是給電池補電，就能解決電壓不均衡問題；（2）出現(xiàn)單體電壓過低的電芯，按照單體電壓補電就可以了；（3）客戶報修電壓不均衡故障，維修人員到達現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)儀表盤顯示單體壓差正常，代表電池沒有問題；（4）車輛行駛里程短，就是電芯容量衰減了；（5）車輛儀表或上位機顯示單體電壓異常，代表電芯出現(xiàn)問題；（6）電芯異常還用分析啊，看數(shù)據(jù)就能看出來；（7）車輛的行駛里程與電池包的容量呈現(xiàn)線性關(guān)系。衰減電芯問題一致性問題欠壓充低放低補電處理過壓充高放高放電處理容量衰減充高放低更換處理容量偏大充低放高相對容量偏大過放按照過放參數(shù)分析更換處理過充單體過壓一般不超過4.25V其它外觀異常、內(nèi)阻偏大更換處理電芯故障分類報數(shù)法任意指派一名學生開始從1-5依次報數(shù)報相同數(shù)目的同學為一組動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）資料員負責查閱動力蓄電池PACK教學實訓平臺使用說明書。記錄員正確記錄故障碼。安全員進行安全監(jiān)督。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）完成動力蓄電池故障檢測與維修動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）匯報時闡述故障檢修思路報告小組分工情況報告小組工作目標動力蓄電池PACK教學實訓平臺絕緣手套、護目鏡、安全帽、耐磨手套蓄電池充放電設備、蓄電池內(nèi)阻測試儀、電池均衡儀、萬用表、診斷儀教學實訓平臺說明書動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）觸碰高壓注意安全防護。小心碰頭。小心重物砸腳。操作時不佩戴金屬飾品。注意分析故障碼。嚴格按照標準流程完成。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障碼信息序號故障碼故障碼描述1

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（1）讀取故障碼使用診斷儀讀取故障碼，將相關(guān)內(nèi)容填寫在下表中。動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體電壓和溫度信息（2）讀取數(shù)據(jù)流使用診斷儀讀取電池單體電壓和SOC信息，完成下表的填寫。序號類別項目電池單體編號當前值是否正常1電壓電池單體最高電壓

是□

否□2電池單體最低電壓

是□

否□3電池單體最大壓差/

是□

否□4SOC電池單體最高SOC

是□

否□5電池單體最低SOC

6電池組SOC/

動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障分析及維修方案（3）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。故障分析：可能的故障原因或故障點1

2

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維修方案/檢測流程示例外觀檢查檢查電池模塊表面、接線柱、焊點、端子極性等1

2

動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）故障分析及維修方案（3）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。維修方案/檢測流程3

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動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）外觀檢查記錄（4）故障檢測1）外觀檢查在良好的光線下，目視檢查電池模塊外觀，完成下表的填寫。序號檢查內(nèi)容操作記錄處理方式1表面是否有變形、裂紋是□否□

2表面是否有外傷、污物是□否□

3接線柱，外部連線和焊點是否有折斷或脫落是□否□

4端子極性是否接反是□否□

動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體電壓采集線束檢測記錄（4）故障檢測2）線束檢測使用萬用表對故障電池單體的電壓采集線束進行檢測，完成下表的填寫。序號檢測項目檢測點標準狀態(tài)檢測狀態(tài)處理方式1

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動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電壓檢測與SOC估算記錄（4）故障檢測3）電壓檢測與SOC估算使用萬用表檢測故障電池單體的端電壓，并通過開路電壓法估算SOC，完成下表的填寫。序號電池單體編號電壓與讀取值對比SOC與讀取值對比處理方式示例3-1號電池單體3.488V一致√不一致□85%一致√不一致□性能測試1

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動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體性能測試記錄（4）故障檢測4）電池單體性能測試根據(jù)上述檢測結(jié)果，對故障電池單體進行性能測試，完成下表的填寫。序號電池單體編號內(nèi)容測試結(jié)果標準值結(jié)果判定1

室溫放電容量

合格□

不合格□2

合格□

不合格□3

合格□

不合格□4

合格□

不合格□5

合格□

不合格□6

交流內(nèi)阻

合格□

不合格□7

合格□

不合格□8

合格□

不合格□9

合格□

不合格□10

合格□

不合格□動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電池單體性能測試記錄（4）故障檢測4）電池單體性能測試根據(jù)上述檢測結(jié)果，對故障電池單體進行性能測試，完成下表的填寫。序號電池單體編號內(nèi)容測試結(jié)果標準值結(jié)果判定11

直流內(nèi)阻

合格□

不合格□12

合格□

不合格□13

合格□

不合格□14

合格□

不合格□15

合格□

不合格□動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）均衡記錄（5）電池均衡對故障電池單體所在電池模塊進行均衡操作，完成下表的填寫。序號內(nèi)容記錄1均衡前電池單體最大壓差

2均衡儀參數(shù)設置電池類型

3均衡儀參數(shù)設置串并聯(lián)節(jié)數(shù)

目標電壓

4均衡后電池單體最大壓差

動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）若沒有故障碼，則需要先檢查動力電池外觀，若通過外觀無法判斷，則需要進一步檢測電壓，判斷電池是否一致，若不一致，則需要進行電池均衡；若一致，則需要對電池進行性能測試，檢測處不合格的電池，就要進行模組更換；若電池性能合格，則可以判斷是BMS的故障，進行BMS故障檢修。動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）無故障碼診斷與維修思路動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）資料員查閱動力蓄電池PACK教學實訓平臺說明書，并告知組員。操作員要按標準步驟完成電池性能測試。記錄員要完整記錄檢查過程。完成動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）報告故障檢修思路的內(nèi)容。報告小組分工情況。報告任務目標動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動力蓄電池PACK教學實訓平臺絕緣手套、護目鏡、安全帽、耐磨手套高壓安全防護用品、絕緣工具套裝、維修手冊、絕緣表、萬用表教學平臺說明書動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）注意防止觸電。小心工具落地。注意作業(yè)時拉隔離欄。注意仔細查閱平臺說明書。注意縷清排故思路。正確記錄操作過程。動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）故障分析及維修方案（1）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。故障分析：可能的故障原因或故障點1

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維修方案/檢測流程示例外觀檢查檢查電池模塊表面、接線柱、焊點、端子極性等1

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動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）故障分析及維修方案（1）制定維修方案根據(jù)讀取到的故障信息，對故障進行初步分析，并制定維修方案，完成下表的填寫。維修方案/檢測流程3

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動力蓄電池故障檢測與維修（無故障碼）外觀檢查記錄（2）故障檢測1）外觀檢查在良好的光線下，目視檢查電池模塊外觀，完成下表的填寫。序號檢查內(nèi)容操作記錄處理方式1表面是否有變形、裂紋是□否□

2表面是否有外傷、污物是□否□

3接線柱，外部連線和焊點是否有折斷或脫落是□否□

4端子極性是否接反是□否□

動力蓄電池故障檢測與維修（有故障碼）電壓檢測與一致性判斷記錄（4）故障檢測2）電壓檢測與一致性判斷檢測故障電池模塊中所有電池單體的電壓值，并判斷壓差是否符合標準，完成下表的填寫。電池單體編號電壓值電池單體編號電壓值