新能源汽车电池故障诊断实验台研制

关键字：新能源汽车电池、研制、充电、放电

引言

在新能源汽车的核心部分中，最重要的部分是汽车电池管理系统，这是促进新能源汽车安全运行的重要保障。常见的新能源汽车电池种类有三元锂电池、磷酸铁锂电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池等。作为新能源电动汽车的核心，电池动力系统占据整车成本的 30%-40% 。其性能优劣直接关系到电动汽车的续航能力和安全性。为全面评价动力电池的性能，需要从电性能、环境可靠性及安全性能等方面进行测试验证。新能源汽车动力电池的性能检测维修是未来行业的发展趋势，业内急需动力电池性能检测维修的相关设备及技能。

一．新能源汽车电池检测实验台的研制实施过程

1.前期准备

通过查阅相关教具网站及目前我校现有的新能源设备，确定该设备的框架结构及相关尺寸。目前市面上新能源汽车电池系统检测实验台体积较大且电池的种类单一，无法满足现新能源汽车实际电池应用情况，针对这一现象，我们采用目前汽车常用的新能源汽车电池作为实训项目来进行原理讲解及故障诊断排除。确定实验台架的内容后，进行台架的设计，我们使用 CAD 软件绘制详细的框架图纸，确保每一个细节都精确无误。随后，采购高质量的铝合金等材料，并按照设计图纸进行精密加工和组装。

2.绘制各类电池电路图

当下新能源汽车电池种类非常多，且每种电池的电路及控制原理均不同，根据这一现象，我们将不同类型的电池进行电路图绘制。在绘制过程中，我们详细标注了每个电池组件的功能和连接方式，包括正极、负极、电芯、保护电路和管理系统等。根据线路的特性，分别用不同的颜色显示，例如，使用红色表示高压线路，蓝色表示低压线路，绿色表示信号线路，方便后期在教学演示中，了解其工作原理。

3.实验台的总体布局

通过目前学校实训室的多余的磷酸铁锂电池和三元锂离子电池进行组装，并安装先进的蓝牙控制装置，方便后期对电池充放电性能的详细检测。组装好的电池包分别根据不同类型进行科学安装，确保每种电池的最佳使用效果。根据实验台上课的具体需求，实验台的所有导线均被巧妙地隐藏并固定在面板后面，各段线路均设置有智能蓝牙故障控制开关，便于实时监控和操作。故障模拟器选用12V-12 路多功能遥控开关，各支路均能实现一键通断，模拟真实故障场景，提升学生的实际操作能力和故障排除能力。

4.实验台的调试

对所有安装完毕的新能源汽车电池检测实验台进行调试，根据不同类型的电池，进行相应的充放电检测。通过故障开关的试验，确认其工作状态。

二．常见的故障诊断与排除新能源汽车电池检测实验台充电故障

故障现象：充电机无法正常启动充电，或充电过程中出现中断、充电电流异常等。例如，充电机指示灯可能闪烁或完全不亮，电池温度异常升高，甚至出现充电时电池电压不稳定的情况。

诊断方法：

检查充电机与电池实验台之间的连接是否牢固，充电接口是否损坏。用万用表测量连接线的电阻值，确保没有接触不良或断路现象。

查看充电机设置参数是否与电池规格匹配，如充电电压、电流限制等。确保充电电压在电池允许范围内，电流限制不超过电池的最大承受能力。

测量充电机输出电压和电流，判断充电机是否正常工作。使用高精度的数字万用表进行测量，记录数据并与设定值对比。

检查电池管理系统对充电的控制逻辑，是否存在过温、过压等保护触发情况。通过电池管理系统（BMS）的日志或报警信息，查找具体的保护原因。

排除方法：

重新连接或更换损坏的充电接口。如果发现接口松动或有明显物理损伤，应立即更换新的接口并确保连接牢固。

调整充电机参数至合适范围。根据电池的具体规格和当前状态，适当调整充电电压和电流，使其符合安全充电要求。

维修或更换有故障的充电机。如果测量结果显示充电机输出异常，应及时送修或更换新的充电设备。

排查电池系统触发保护的原因，如降低电池温度、修复电压异常等，解除保护后重新启动充电。可以通过冷却系统降低电池温度，或者使用专用工具修复电压异常，确保电池处于正常工作状态后再进行充电。

结束语

经过团队一个多月的合作努力，本实验台最终研制成功，并投入课堂专业教学。通过教师上课后的反馈和学生的学习成果，总体来看，该实验台有效解决了现有新能源汽车电池检测实验台上课困难的问题，显著提升了课堂活跃度，充分体现了“做中学，学中做”的理念，也为后续新能源汽车三电系统教具的研制奠定了坚实基础。本实验台结构简单，易于制作和推广，有效缓解了当前汽车教具实训资源短缺的问题，具有良好的社会效益和经济价值。

参考文献

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【3】张清郁.新能源汽车动力电池安全问题分析及解决对策［J］.科技创新与生产力， 2021（12）：73-74.