◆文/上海 郭亮 陸開顏

故障現(xiàn)象

一輛2017款上汽榮威eRX5混合動力車，搭載15E4E型1.5T發(fā)動機(jī)和56kW電機(jī)，VIN碼為LSJA24795HS09＊＊＊＊，行駛里程為32 677km，車主反映該車無法上電。

故障診斷與排除

使用VDS進(jìn)行檢測，系統(tǒng)存有多個(gè)故障碼：P1E0F-電芯溫差過大；P1E75-電池單體溫度過高；P1E76-電池單體嚴(yán)重過溫；P1A99-HCU報(bào)告電池管理系統(tǒng)BMS故障；P1AF6-高壓互鎖故障，下電；P0A0C主高壓互鎖回路失效。

VDS檢測時(shí)，故障車處于冷車狀態(tài)，單體電池最高與最低溫差過大，但電池冷卻液正常。檢查電池包外圍，發(fā)現(xiàn)電池包殼體有變形，說明電池包內(nèi)部有損傷。出現(xiàn)故障碼P0A0C，說明變形導(dǎo)致互鎖回路失效。通過VDS查看數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)CMU03位置單體溫度達(dá)到76℃(圖1)，大大高于其他電池組溫度，其他電池組溫度都在13～29℃之間。初步判斷，電池包外部殼體損傷，使得內(nèi)部電池變形而損壞單體電池結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電池過溫。

圖1 故障車電池組數(shù)據(jù)流

VDS凍結(jié)幀(圖2)與數(shù)據(jù)流都指向單體電池溫度過高，再從互鎖失效分析，溫度過高的原因在于單體電池的變形，造成內(nèi)部陰極與陽極間有短路現(xiàn)象。BMS接收到過溫?cái)?shù)據(jù)后會發(fā)出“下電”指令，車輛禁止“上電”。

圖2 故障車電池組凍結(jié)幀

將電池包送回主機(jī)廠更換電池組內(nèi)單體電芯，并對相關(guān)軟件進(jìn)行刷新后，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

如果電芯內(nèi)部存在溫度過高現(xiàn)象，意味著可能存在陰極與陽極之間的短路，必須盡快處理。因?yàn)檫@個(gè)故障并不會在要求“上電”時(shí)才會發(fā)生，而是不管點(diǎn)火開關(guān)ON還是OFF，發(fā)熱會一直持續(xù)產(chǎn)生，而且會越來越嚴(yán)重，所以一旦發(fā)生單體電池溫度過高要引起高度警惕。

電池正負(fù)極材料的活性和電解質(zhì)的導(dǎo)電率隨溫度的變化而變化(圖3)。如果溫度下降，電極的反應(yīng)速率也會下降，放電電流會降低，輸出功率下降。如果溫度上升，材料活性反應(yīng)速度加快，電解質(zhì)輸送速度加快，電池的輸出功率會上升。溫度太高(超過45℃)時(shí)，會破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生。

圖3 電池放電峰值功率與溫度關(guān)系曲線

將電池溫度控制在20～45℃之間，除了能有效提高電池的使用壽命與可靠性之外，還能有效避免電池低溫充電析鋰造成的短路以及高溫?zé)崾Э?，提高電池的使用安全性?/p>

導(dǎo)致電池包溫度過高的可能原因包括生產(chǎn)工藝和人為因素兩個(gè)方面，其中人為因素主要是指過度充電或過度放電。如果電池包整體溫度過高，則可能是高壓電池包冷卻系統(tǒng)故障。圖4列出了導(dǎo)致電池溫度過高的主要因素。

圖4 導(dǎo)致電池溫度過高的主要因素