文：張忠杰

關(guān)鍵詞：無法上電、動(dòng)力電池、單體電壓

故障現(xiàn)象：一輛2015年產(chǎn)長安逸動(dòng)純電動(dòng)汽車，電動(dòng)機(jī)總功率為90 kW，行駛里程約5.8 萬km。該車因打開點(diǎn)火開關(guān)后無法上電而被救援至店內(nèi)維修。

檢查分析：維修人員接車后檢查，發(fā)現(xiàn)打開點(diǎn)火開關(guān)后，儀表板中的動(dòng)力電池故障指示燈、系統(tǒng)故障指示燈、動(dòng)力電池?cái)嚅_指示燈及跛行模式指示燈點(diǎn)亮，車輛無法ready，不能換擋行駛（圖1）。

圖1 儀表板上的故障顯示

用故障診斷儀對(duì)車輛進(jìn)行檢測，電池管理系統(tǒng)（BMS）中存在2 個(gè)故障碼：P1B08——單體電壓過高四級(jí)故障；P1B0B——單體電壓過低四級(jí)故障。這2 個(gè)故障碼均為靜態(tài)故障。分析這2 個(gè)故障碼生成的原因：當(dāng)車輛BMS 監(jiān)測到動(dòng)力電池單體電壓過低和過高時(shí)，故障診斷儀通過讀取的數(shù)據(jù)流生成故障碼。因此可以初步確認(rèn)，該車輛因?yàn)閯?dòng)力電池的單體電壓壓差過大，超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，所以引發(fā)動(dòng)力電池故障。

讀取電池管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)動(dòng)力電池單體電壓最高為4.5 V，最低為0.0 V，對(duì)應(yīng)的電池單體編號(hào)分別為6號(hào)和22 號(hào)（圖2）。該車輛采用的是三元鋰電池，單體最高電壓為4.2 V。根據(jù)故障現(xiàn)象以及上述檢測，懷疑故障原因可能有：①BMS 單體采集電路故障；②BMS 單體信息采集模塊故障；③電池單體故障。

圖2 單體電壓數(shù)據(jù)流

執(zhí)行高壓安全斷電，拆卸動(dòng)力電池總成，打開動(dòng)力電池蓋，找到6 號(hào)單體及22 號(hào)單體位置（圖3）。用萬用表測量動(dòng)力電池的6 號(hào)和22 號(hào)單體電壓，發(fā)現(xiàn)6 號(hào)單體電壓確實(shí)高達(dá)4.5 V，確認(rèn)單體電壓過高故障；而22 號(hào)單體電壓測得為3.7 V，正常。由此說明，可能是單體電壓采集線束或者BMS 單體信息采集模塊出現(xiàn)了故障（圖4）。

圖3 6 號(hào)和22 號(hào)單體位置

圖4 18 號(hào)～22 號(hào)單體電壓采集線束

用萬用表對(duì)采集線束的通斷性進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)采集線束的電阻均低于0.1 Ω，采集線路無故障，因此故障點(diǎn)集中在BMS 單體信息采集模塊上。維修人員決定更換BMS 控制單元，結(jié)果在拆卸過程發(fā)現(xiàn)BMS 控制單元有維修過的跡象（圖5）。與用戶確認(rèn)得知，BMS 控制單元的確進(jìn)行過維修，但是未能修好。維修人員隨后更換了同型號(hào)已確認(rèn)沒有問題的拆車件BMS 控制單元（圖6）。

圖5 原車BMS 控制單元做過維修

圖6 更換的拆車件BMS 控制單元

動(dòng)力電池6 號(hào)單體電壓為4.5 V，高于該車型單體最高電壓4.2 V，因此6 號(hào)單體一定是因?yàn)閺?qiáng)充導(dǎo)致的過充。但是由于無法知道具體哪個(gè)單體被過充過，所以需要對(duì)所有的動(dòng)力電池單體進(jìn)行電壓測量。維修人員沒有長安專用動(dòng)力電池上位機(jī)，因此只能使用新能源專用萬用表對(duì)動(dòng)力電池單體電壓進(jìn)行測量，結(jié)果1號(hào)～6號(hào)單體電壓為4.5 V，23號(hào)～46號(hào)單體電壓均為4.1 V 左右，其他單體電壓均為3.7 V 左右。

根據(jù)測量結(jié)果，需要將23 號(hào)～46號(hào)單體電壓降至3.7 V。而由于1 號(hào)～6號(hào)單體電壓過高，需要檢查1 號(hào)～6 號(hào)電池是否存在鼓包現(xiàn)象。檢查發(fā)現(xiàn)，1號(hào)～6 號(hào)電池單體的確有鼓包現(xiàn)象，因此需要更換1 號(hào)～3 號(hào)電池模組，也就是1 號(hào)～6 號(hào)電池單體的位置。

故障排除：由于無法購買到合適的模組，所以只能購買電池單體進(jìn)行組裝。根據(jù)模組結(jié)構(gòu)，采用先并聯(lián)再串聯(lián)的方式，將單體組裝成所需要的電池模組。在此過程中，維修人員發(fā)現(xiàn)4 號(hào)單體的電壓采集電路連接位置錯(cuò)誤，懷疑是之前維修動(dòng)力電池管理系統(tǒng)時(shí)的失誤。維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并將采集線束連接至正確位置。

因購買的電池單體電壓均為4.0 V，所以需要先將單體電壓放電至3.7 V（圖7），之后采用動(dòng)力電池均衡儀將電壓進(jìn)行均衡，保證所有單體電壓均處于一致狀態(tài)。對(duì)于23 號(hào)～46號(hào)單體，也采用先放電再均衡的方法，以保證動(dòng)力電池內(nèi)部所有的單體電壓保持在3.7 V（圖8）。

圖7 對(duì)電池單體放電

圖8 對(duì)電池單體做均衡

均衡完成后，將動(dòng)力電池總成裝復(fù)后安裝回車輛，車輛復(fù)位。打開點(diǎn)火開關(guān)上電，儀表板顯示車輛ready（圖9）。對(duì)車輛進(jìn)行充電操作，可正常充電，故障排除。

圖9 儀表板顯示車輛ready

回顧總結(jié)：動(dòng)力電池故障是新能源汽車常見的一種故障。針對(duì)此類故障，我們需要對(duì)動(dòng)力電池的單體電壓均衡性進(jìn)行檢測，根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)流，找到異常電壓的單體。然后對(duì)數(shù)據(jù)流異常單體的電壓和采集線束進(jìn)行檢測后，找到故障點(diǎn)進(jìn)行維修。這個(gè)過程中有以下幾點(diǎn)需要注意。

（1）在新能源車輛的維修過程中，我們一定要穿戴相應(yīng)的安全防護(hù)用具，保證操作安全。

（2）在進(jìn)行動(dòng)力電池的拆卸過程中，確保首先完成安全下電。

（3）因?yàn)樵\斷儀數(shù)據(jù)流只可以讀出最高或最低電壓的單體，所以我們?cè)跈z測時(shí)必須對(duì)所有單體進(jìn)行電壓測量，再以標(biāo)準(zhǔn)電壓值進(jìn)行均衡。

（4）如果拆卸更換單體，單體電壓采集線束必須要按原有位置連接，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)流異常，車輛無法上電。

（5）如果發(fā)現(xiàn)電池單體鼓包則必須要更換。