◆文/北京 王新旗

王新旗(本刊編委會(huì)委員)

畢業(yè)于上海交通大學(xué)汽車檢測與維修專業(yè)，北京理工大學(xué)道路運(yùn)輸工程工程碩士，中國汽車工程學(xué)會(huì)副高級(jí)工程師、交通部機(jī)動(dòng)車檢測維修工程師，中國汽車維修行業(yè)協(xié)會(huì)受聘專家、北京市汽車產(chǎn)品三包爭議處理專家。汽車后市場從業(yè)24年，曾在ZF銷售服務(wù)(中國)有限公司 、迪迪艾(北京)咨詢有限公司等多家汽車行業(yè)相關(guān)企業(yè)管理崗位任職。自2015年開始轉(zhuǎn)型至新能源汽車技術(shù)培訓(xùn)、維修領(lǐng)域，并著有《自動(dòng)變速器智能養(yǎng)護(hù)》、《新能源汽車概論》等專業(yè)書籍。

(接上期)

三、動(dòng)力電池維修技術(shù)解析

根據(jù)對(duì)動(dòng)力電池維修市場的調(diào)查、新能源主機(jī)廠4S店的走訪并結(jié)合動(dòng)力電池專修廠的研習(xí)成果，結(jié)合汽車職業(yè)學(xué)校的實(shí)際教學(xué)理念，我們首次整理并歸納出動(dòng)力電池維修典型工作任務(wù)20條，如表1所示，作為我們對(duì)動(dòng)力電池維修技術(shù)及培訓(xùn)教學(xué)的核心及指導(dǎo)方針。

表1 動(dòng)力電池維修技術(shù)典型工作任務(wù)

表1所示的20條動(dòng)力電池典型工作任務(wù)基本涵蓋的動(dòng)力電池維修的各個(gè)方面，并完全可以自成體系。根據(jù)該核心內(nèi)容及指導(dǎo)方針，我們針對(duì)性的開發(fā)了配套課程體系及實(shí)訓(xùn)設(shè)備，并付諸實(shí)踐。目前所有相關(guān)配套課程已基本完成，課程培訓(xùn)體系以北汽用動(dòng)力電池總成為例(圖11)。課程體系的搭建內(nèi)容以典型工作任務(wù)的內(nèi)容為培訓(xùn)依據(jù)，突出實(shí)際動(dòng)手能力、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作，理論與實(shí)踐相結(jié)合，最主要是體現(xiàn)企業(yè)需求。

圖11 動(dòng)力電池維修課程體系搭建

四、動(dòng)力電池維修技術(shù)典型工作任務(wù)舉例

由于內(nèi)容知識(shí)相對(duì)基礎(chǔ)簡單，且職業(yè)學(xué)校新能源專業(yè)對(duì)這部分內(nèi)容也都有涉及，因此本文不再對(duì)新能源的基礎(chǔ)理論內(nèi)容，如高壓安全斷電，高壓安全防護(hù)，動(dòng)力電池總成拆卸、動(dòng)力電池總成開箱、合蓋等內(nèi)容進(jìn)行闡述。下面筆者以動(dòng)力電池維修中最重要，也是最具代表性的兩個(gè)典型工作任務(wù)為例具體說明其所涉及到的相關(guān)理論知識(shí)及維修實(shí)踐內(nèi)容。其中包括動(dòng)力電池上位機(jī)的安裝應(yīng)用和動(dòng)力電池單體電芯均衡維護(hù)。

1. 動(dòng)力電池上位機(jī)的安裝應(yīng)用

動(dòng)力電池的上位機(jī)是電池生產(chǎn)廠家的電池控制系統(tǒng)軟件，主要對(duì)動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)及相關(guān)控制部分進(jìn)行故障診斷，特別是在對(duì)動(dòng)力電池內(nèi)部進(jìn)行維護(hù)，修理，更換前，先進(jìn)行相關(guān)總成，部件故障等進(jìn)行判斷，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)分析及判斷結(jié)果進(jìn)一步對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行作業(yè)操作。

(1)上位機(jī)的安裝與正確連接方法

①上位機(jī)屬于專用計(jì)算機(jī)編程診斷系統(tǒng)(圖12)，不同廠家，不同動(dòng)力電池系統(tǒng)應(yīng)用的上位機(jī)診斷系統(tǒng)是不同的。

圖12 上位機(jī)的名稱

②上位機(jī)的組成，上位機(jī)應(yīng)用于動(dòng)力電池診斷，最早是動(dòng)力電池系統(tǒng)開發(fā)工程師專用診斷工具，現(xiàn)在越來越多的應(yīng)用于對(duì)動(dòng)力電池總成診斷方面。上位機(jī)通常包括軟件程序及硬件部分，包括電腦、CAN卡(圖13、圖14)，通訊線等。

隨著城市化進(jìn)程的加速，城市人口猛增,高樓大廈林立，帶來現(xiàn)代都市繁榮的同時(shí),也產(chǎn)生了霧霾加劇、熱島效應(yīng)、城市內(nèi)澇等一系列環(huán)境問題,嚴(yán)重影響城市環(huán)境質(zhì)量和居民健康．因此，減少工業(yè)排放、加強(qiáng)污染治理的同時(shí)大力發(fā)展綠化,提高綠化覆蓋率,改善城市環(huán)境質(zhì)量,建設(shè)綠色生態(tài)城市,是城市建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢．

圖13 CAN 卡

圖14 北汽 EU5 PCAN

③上位機(jī)的安裝。安裝專門的上位機(jī)程序，需進(jìn)行數(shù)據(jù)連接通訊，通過查詢維修手冊，確認(rèn)動(dòng)力電池的BMS管理系統(tǒng)的管腳定義進(jìn)行準(zhǔn)確連線，確認(rèn)動(dòng)力電池低壓控制端的管腳定義。首先需安裝CAN驅(qū)動(dòng)。

④安裝上位機(jī)軟件，過程中要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置才能用應(yīng)用(圖15)，按圖表中內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

圖15 EU5上位機(jī)參數(shù)配置

主界面點(diǎn)擊【參數(shù)配置】【項(xiàng)目參數(shù)配置】，進(jìn)入項(xiàng)目參數(shù)配置界面，開始配置項(xiàng)目參數(shù)。

在【項(xiàng)目參數(shù)配置】中的【數(shù)據(jù)選擇】界面，如圖16所示。

圖16 上位機(jī)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫選擇

上位機(jī)是否能正常使用，必須能顯示數(shù)據(jù)選擇菜單，如果沒有出現(xiàn)此菜單，請選擇運(yùn)營環(huán)境在進(jìn)行安裝調(diào)試。

根據(jù)電路圖(圖17)連接動(dòng)力電池總成，需特別注意這些信號(hào)；常電源，接地，CAN通訊及喚醒信號(hào)等線路必須進(jìn)行連接，否則會(huì)造成上位機(jī)與動(dòng)力電池通訊故障，不能進(jìn)行系統(tǒng)診斷(圖18)。

圖17 EV160動(dòng)力電池低壓控制管腳定義

圖18 EV160低壓控制端的連線

(2)上位機(jī)的功能應(yīng)用

①上位機(jī)主操作界面說明

圖19 某款上位機(jī)主界面

根據(jù)主界面的顯示，具體數(shù)據(jù)分析如下：

a.總電壓、總電流。

b.SOC。

c.單體電芯電壓。

d.最重要的單體電芯參數(shù)：最高單體電芯電壓與位置；最低單體電芯電壓與位置；最高單體電芯溫度與位置；最低單體電芯溫度與位置；單體電芯電壓差。

②上位機(jī)故障診斷操作界面說明

圖20所示診斷界面主要涵蓋兩層信息，一是故障診斷信息，包括動(dòng)力電池內(nèi)部各分系統(tǒng)故障碼、電池單體故障等等。另一個(gè)是執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)功能，說明如下。

圖20 上位機(jī)故障診斷界面

工作狀態(tài)指示：包括主正繼電器、主負(fù)繼電器、預(yù)充繼電器及加熱繼電器等。

主板繼電器驅(qū)動(dòng)：包括驅(qū)動(dòng)主正繼電器、驅(qū)動(dòng)主負(fù)繼電器、驅(qū)動(dòng)預(yù)充繼電器及加熱繼電器。

另外有些上位機(jī)還具備部分?jǐn)?shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)功能，包括對(duì)電池單體電芯電壓進(jìn)行分析并做成散點(diǎn)圖(圖21、圖22)，可更好的對(duì)動(dòng)力電池的故障，尤其是電池單體、模組等進(jìn)行故障判斷。

圖21 5#單體電壓瞬時(shí)過低

圖22 4#單體電壓瞬時(shí)過高

2.動(dòng)力電池單體電芯均衡維護(hù)

(1)動(dòng)力電池單體均衡原因及目的

想要了解對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行均衡的原因及目的，首先需明確什么是動(dòng)力電池單體的一致性，是指一組動(dòng)力電池單體的重要特征參數(shù)的趨同性。是一個(gè)相對(duì)概念，沒有最一致，只有更一致。同一個(gè)動(dòng)力電池包內(nèi)的多個(gè)串、并動(dòng)力電池單體，每一個(gè)參數(shù)，最好全部處在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，即一致性好。

動(dòng)力電池包內(nèi)全部動(dòng)力單池單體在全生命周期內(nèi)全部特性參數(shù)的一致性，包含了容量衰減的不一致性，內(nèi)阻增長的不一致，老化速率的不一致，整個(gè)動(dòng)力電池包的壽命是關(guān)注一致性的最終著眼點(diǎn)。

動(dòng)力電池包的非一致性是指同一規(guī)格型號(hào)的動(dòng)力電池單體組成動(dòng)力電池包后，其電壓、荷電量、容量、衰退率、內(nèi)阻及壽命、電極的電氣特性、電氣連接，溫度特性、衰變速度、自放電率及其隨時(shí)間變化率的不一致性。

“削峰填谷”，使各個(gè)電池單體的電壓具有較好的一致性，從而提高車輛的續(xù)航里程和電池組的使用壽命，通常通過動(dòng)力電池單體電芯均衡儀及電池模組充放電儀配合完成。通過均衡維護(hù)操作，使電池模組內(nèi)的電池單體電芯消除其因?yàn)檎Ｊ褂迷斐傻姆且恢滦曰蚋鶕?jù)實(shí)際均衡過程的診斷確認(rèn)，找到模組內(nèi)的故障電芯并通過進(jìn)行返廠(電池廠家)維修，達(dá)到動(dòng)力電池總成出廠時(shí)的性能水平或從跟本上說就是盡可能發(fā)揮動(dòng)力電池包的最大能力(包括最大功率、最大電流、最大可用容量)且需要這樣的能力維持盡量長的時(shí)間。