導(dǎo)語：談新能源汽車過熱問題及關(guān)鍵技術(shù)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：新能源汽車過熱問題不僅影響用戶的人身安全，也阻礙了新能源汽車進一步發(fā)展。為了減少新能源汽車售后市場頻發(fā)的過熱問題，從用戶因素、服務(wù)站因素和車企因素3個方面，對可能導(dǎo)致新能源汽車過熱問題的原因進行分析，提出引導(dǎo)用戶習(xí)慣、提升服務(wù)站維修能力、創(chuàng)新車企技術(shù)積累、加強加嚴(yán)國標(biāo)等減少新能源汽車過熱問題的措施。為新能源汽車領(lǐng)域相關(guān)人員提供一定的理論指導(dǎo)，從而推動新能源汽車市場更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；售后市場；過熱問題

目前，國內(nèi)外學(xué)者對新能源汽車過熱問題進行了大量的研究。文獻[1]研究了鋰離子電池充放電過程中的熱特性；文獻[2]研究了低壓環(huán)境對鋰電池?zé)崾Э蒯尫艤囟鹊挠绊懀晃墨I[3]研究了鋰離子電池模組結(jié)構(gòu)因素對熱失控傳播的影響；文獻[4]研究了電池連接方式對熱失控傳播的影響；文獻[5]研究了基于阻抗相移快速監(jiān)測法的三元鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警策略；文獻[6]提出了一種串聯(lián)電池組接觸電阻故障診斷策略，及時預(yù)警識別熱失控風(fēng)險。新能源汽車過熱問題的機理、解決方法（結(jié)構(gòu)、策略）2個方面的研究已經(jīng)得到了一定的完善，但是對過熱問題原因、減少過熱問題措施的研究還有很大的拓展空間。文章從用戶因素、服務(wù)站因素及車企因素進行了過熱問題的原因分析并提出了解決措施。

1過熱問題原因分析

1.1用戶因素。1.1.1充電方式。由于三元鋰電池的高能量密度特性，使得其成為新能源乘用車廣泛采用的電池。然而三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性較差，一旦過熱（達到70～120℃），單體電池會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，嚴(yán)重時會釋放易燃有毒氣體[7]。因此把電池包的溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)是減少過熱風(fēng)險的有效措施。目前市場上新能源汽車分為家用版和運營版。為了減少成本，部分家用版新能源汽車電池包內(nèi)部沒有安裝冷循環(huán)系統(tǒng)。在夏季高溫環(huán)境下，用戶若經(jīng)常采用直流快充方式充電，鋰電池內(nèi)部溫度會因大電流充電工況而急劇升高，嚴(yán)重時會存在過熱風(fēng)險。1.1.2用戶改裝。正常工況下新能源汽車的行駛狀態(tài)和各控制器狀態(tài)都已經(jīng)經(jīng)過試驗測試，達到了比較理想的狀態(tài)。部分用戶為了給其他設(shè)備供電，可能會私自改裝線纜連接、飛線充電，這會導(dǎo)致整車的平衡狀態(tài)被打破，續(xù)駛里程發(fā)生變化，嚴(yán)重的話會導(dǎo)致電氣故障，引發(fā)過熱風(fēng)險[8]。1.1.3使用場景。雨天行駛是汽車常見工況，新能源汽車是電氣高度集成化的產(chǎn)物，絕緣故障檢測是過熱問題管控的重中之重。新能源汽車通常會經(jīng)過一系列的浸水測試，但是由于車輛生產(chǎn)過程中的不一致性，車輛在長時間經(jīng)過涉水路段或者在暴雨天氣時泡水，可能會導(dǎo)致車身控制器的常電電路進入異物，造成接插件端子間發(fā)生微短路并逐漸產(chǎn)生銅綠腐蝕，嚴(yán)重時會產(chǎn)生火弧燒蝕，存在過熱風(fēng)險。雨天充電也是較為常見的充電使用場景，它對充電樁的絕緣要求很高。在雨天充電時，若發(fā)現(xiàn)充電槍口磨損嚴(yán)重，無法確認(rèn)其密封性時，應(yīng)換樁充電，避免過熱風(fēng)險。1.2服務(wù)站因素。目前，新能源汽車發(fā)展較快，但其售后維修市場卻發(fā)展緩慢。各個服務(wù)站維修水平參差不齊，大部分服務(wù)站都缺乏專業(yè)的高級維修工程師，這可能會帶來一些潛在的過熱風(fēng)險。1.2.1軟件角度。由于新能源汽車發(fā)展較快，各控制器軟件版本更新?lián)Q代隨之加快。部分服務(wù)站在給新能源汽車刷寫最新版軟件時，存在將其他車型的控制器軟件版本更新到保養(yǎng)車輛的現(xiàn)象。由于軟件版本不一致，在充電過程中會存在動力電池過充風(fēng)險，即單體電壓達到截止電壓（4.2V）時，汽車仍在充電。動力電池過充會導(dǎo)致單體電池正極材料嚴(yán)重脫鋰，使正極材料與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量，若電池模組結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會導(dǎo)致熱量無法傳播，引發(fā)熱失控[9]。1.2.2硬件角度。新能源汽車故障從硬件角度可以分為高壓線束故障和系統(tǒng)部件故障。高壓線束接插件接插需要遵循插拔力標(biāo)準(zhǔn)。服務(wù)站在進行排查維修復(fù)原時，如果高壓接插件接插不到位，汽車在顛簸路況行駛時產(chǎn)生的劇烈抖動以及大油門時刻產(chǎn)生的大電流2個因素會造成高壓線束接插件部分產(chǎn)生電弧，引發(fā)燒蝕，帶來過熱風(fēng)險。系統(tǒng)部件故障分為電池包內(nèi)、外故障。1）電池包內(nèi)故障：目前新能源汽車電池包由幾千個單體電池組成，幾個單體電池組成一個電池模組，每個電池模組之間用銅排連接[10]。服務(wù)站在拆解、維修、更換電池模組時，如果對高壓銅排連接的螺栓未擰緊或者固定不到位，可能會導(dǎo)致行駛過程中銅排螺栓處抖動，產(chǎn)生電弧引發(fā)燒蝕，嚴(yán)重時有整包過熱的風(fēng)險；2）電池包外故障：電機控制器及高壓分線盒中存在大量的電子元器件，服務(wù)站在拆裝維修完電機控制器或者高壓分線盒時，如果沒有對系統(tǒng)內(nèi)部進行清潔，可能會導(dǎo)致一些異物（例如小螺釘、鐵絲或汗珠等）進入系統(tǒng)部件，進而導(dǎo)致行車中高壓短路，引起過熱風(fēng)險。1.3車企因素。1.3.1設(shè)計問題。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，部分車企技術(shù)積累不足的缺點逐漸暴露。導(dǎo)致過熱的設(shè)計問題主要是電池包設(shè)計不合理，主要包括：1）結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。電池包內(nèi)部由眾多電池模組、低壓線束、配電銅排及控制器組成，設(shè)計時若未考慮到極端工況下的使用情況，可能會導(dǎo)致電池包內(nèi)部出現(xiàn)干涉，進而引發(fā)過熱問題。某新能源汽車在電池包設(shè)計時，未考慮到電池模組采樣線束與模組上蓋板擠壓干涉的可能性，導(dǎo)致汽車在一些極端工況下，采樣線束會被擠壓磨損，進而引發(fā)短路，導(dǎo)致過熱問題。2）功能及可靠性測試問題。部分車企為了獲得政府補貼，盲目追求項目進度，縮短了電池包功能及可靠性的測試驗證時間，導(dǎo)致工程解決方案不成熟，這是造成售后產(chǎn)品質(zhì)量問題頻發(fā)的根本原因，嚴(yán)重的會導(dǎo)致過熱問題[11]。1.3.2制造問題。生產(chǎn)制造問題是新能源汽車產(chǎn)生過熱現(xiàn)象的重要原因，可以分為供應(yīng)商制造問題和車企制造問題。供應(yīng)商制造問題表現(xiàn)為高壓線束問題和電池模組問題。1）高壓線束問題：新能源汽車在使用過程中電流達到幾百安，絕緣層失效、高壓線束電纜與接插件端子的壓接高度、長度不達標(biāo)，都會導(dǎo)致新能源汽車高壓上電時發(fā)生短路，引起火弧[12]。2）電池模組問題：電池模組主要由串并聯(lián)的單體電芯、溫度傳感器、采集信號板等組成，導(dǎo)致過熱的失效模式主要有模組裝配故障和模組焊接故障。a.模組裝配故障：單體電芯串并聯(lián)集成模組時采用機械結(jié)構(gòu)件固定[13]，預(yù)緊力會使電芯之間的絕緣層互相擠壓，行車過程中劇烈的抖動會加劇該現(xiàn)象，造成模組絕緣（藍膜）破損；b.模組焊接故障：模組中電芯的極耳是通過激光或者超聲波焊接，若焊接過程中存在虛焊或者焊渣，都可能會導(dǎo)致極耳連接片過熱，出現(xiàn)模組漏電的現(xiàn)象[14]。車企制造問題主要有電池包制造問題和整車制造問題。電池包制造過程中，新能源汽車存在的過熱風(fēng)險主要是由于高壓接插件裝配不良。電池包由幾十個電池模組串聯(lián)而成，電池模組通過銅排連接。由于銅排裝第1期FOCUS技術(shù)聚焦Feature配螺栓過多，會存在螺栓未擰緊或者未擰現(xiàn)象，造成行駛過程中抖動帶來的大電流燒蝕現(xiàn)象[15]。整車制造問題主要是高壓線束與系統(tǒng)部件的接插裝配和螺栓裝配問題，兩者都受人為因素影響較大，極易流到售后市場導(dǎo)致過熱故障。

2減少過熱問題措施

2.1用戶及服務(wù)站層面。在條件允許的范圍內(nèi)，用戶應(yīng)盡量選擇交流慢充的充電方式；夏季進行充電時，選擇陰涼的地點或者選擇在晚上充電，避免高溫天氣暴曬；避免私自改裝車，若需改裝應(yīng)到專業(yè)機構(gòu)評估實施；在使用場景方面，避免暴雨天氣充電，汽車泡水后應(yīng)第一時間到服務(wù)站進行維護保養(yǎng)。服務(wù)站應(yīng)積極參加車企或者國家組織的新能源汽車維修培訓(xùn)，定期開展維修技術(shù)討論，形成持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，積極引導(dǎo)用戶規(guī)范用車。2.2車企層面。2.2.1設(shè)計角度。車企在進行研發(fā)設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格遵守政策法規(guī)，保證試驗驗證的充分性，避免出現(xiàn)驗證周期短導(dǎo)致后期質(zhì)量問題頻發(fā)的現(xiàn)象。電池包內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該充分考慮到電池包內(nèi)部干涉問題（是否有壓傷的風(fēng)險、模組與線束在長期行駛中是否有磨損的風(fēng)險）、內(nèi)部結(jié)構(gòu)散熱合理性（模組結(jié)構(gòu)可有效減緩電池模組熱失控反應(yīng)的發(fā)生速率，再通過適當(dāng)?shù)碾姵乜刂撇呗砸?guī)避過熱模組擴散至其他電池模組）[16]；采用具有電池包熱失控擴散時間預(yù)測的模型策略，及時預(yù)警[17]；合理布置電池包內(nèi)部冷卻回路結(jié)構(gòu)。針對售后反饋的浸水電池包，制定零部件評估標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)浸水程度確定電池包更換標(biāo)準(zhǔn)。2.2.2制造角度。針對已發(fā)生過熱問題的電池模組，車企聯(lián)合國家大數(shù)據(jù)平臺中心進行數(shù)據(jù)分析，評估找出電池模組生產(chǎn)制造過程中過熱發(fā)生比例較高的工藝點，對其進行優(yōu)化整改或者制定國家標(biāo)準(zhǔn)。針對電池包中高壓銅排連接處螺栓未擰緊或者松脫的現(xiàn)象，在研發(fā)角度，設(shè)計螺栓連接不良故障策略，如通過對相鄰單體電池采樣數(shù)列的相關(guān)系數(shù)進行數(shù)據(jù)分析，診斷螺栓連接松脫故障[18]；在制造工藝角度，采用高精度傳感器式螺栓擰緊設(shè)備，實時監(jiān)控螺栓力矩曲線數(shù)據(jù)，保證螺栓擰緊到位，避免歪斜、假貼合現(xiàn)象的發(fā)生。2.3國家層面。政府可以通過政策驅(qū)動、強化標(biāo)準(zhǔn)、加大監(jiān)控三方面對新能源過熱問題進行管控。1）政策驅(qū)動：在汽車行業(yè)安全評分指標(biāo)中，針對新能源汽車將動力電池的安全表現(xiàn)增加分項，鼓勵車企將電動汽車安全性作為第一核心要素[19]；制定車輛檢查政策，要求車企定期對新能源車輛進行檢查維護，排除安全隱患。2）強化標(biāo)準(zhǔn)：加強加嚴(yán)安全測試工況，覆蓋更多的極限工況（如下雨天充電及行車、過積水路段時間及次數(shù)、下雨天滑車、碰撞、充電后不拔槍或者軟件策略異常導(dǎo)致不拔槍引起的過充等）；加快實施新能源汽車安全強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，建立新能源汽車召回等制度[20]。3）加大監(jiān)控：加大督察力度，采用地方和行業(yè)自查、政府多部門聯(lián)合進行不定期實地督察形式；通過大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺對各車企新能源車輛狀態(tài)進行后臺監(jiān)控，設(shè)置過熱故障預(yù)警機制，及時處理過熱風(fēng)險車輛。

3結(jié)論

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，過熱問題已經(jīng)成為售后市場經(jīng)常出現(xiàn)的重要問題之一。文章主要研究了造成過熱問題的原因及減少過熱問題的措施。根據(jù)當(dāng)前售后市場所表現(xiàn)出的過熱問題，提出用戶習(xí)慣引導(dǎo)、服務(wù)站維修能力提升等措施，可以防止售后市場新能源汽車過熱問題的流出；車企技術(shù)積累創(chuàng)新、國標(biāo)加強加嚴(yán)是解決新能源汽車過熱問題的根本。等.單體不一致性對新能源客車電池壽命的影響[J].汽車科技，2017（5）：90-95.

作者:徐曉東 單位:重慶長安汽車股份有限公司