动力电池系统压差成因分析与改善

摘要：动力电池是新能源汽车三大核心部件之一，内部集成复杂，通常由几十甚至几百只电芯通过串并联组合而成，因此对一致性要求更高。动力电池的一致性通常是指电芯之间差异性大小，可分为制造过程的一致性和使用过程的一致性。制造过程的一致性主要与制造工艺、生产控制水平等因素有关，使用过程的一致性主要取决于系统集成和电池管理。如果动力电池中的电芯发生问题，例如容量降低或者漏电等，那么动力电池压差将出现问题。伴随着电池系统的使用，压差会进一步扩大，由于木桶效应，放电时电压最低的电芯会首先达到放电截止电压，充电时电压最高的电芯会率先达到充电截止电压，进而影响电池容量以及车辆的续驶里程。

关键词：动力电池系统；压差成因；改善 1动力电池压差故障 1.1配电铜排故障

新能源汽车本身就是一种贯彻节能降耗理念的新型交通工具。在设计其新能源汽车组织结构时，我们也应高度重视资源的使用。根据这一前提，新能源汽车的电池系统软件管理工具必须在安全通道相对有限的情况下，使用配电设备接地铜排跨境营销模块的采样方法来采集单个电压。当配电设备的接地铜排和电池模块之间的定位螺栓由于车辆行驶引起的振动而脱落时，并且当电池的压力差太大时，新能源汽车的驱动力将立即终止。

1.2单体电池内部故障

单电池是能够带来新能源汽车的关键动力设备。当单体电池的结构有污垢或杂物时，会发现单体电池锂电池的内部电阻异常，从而影响电压的可靠性，造成工作电压振荡。当新能源汽车的驱动力电池的压差的常见故障是这种类型时，有

必要在单体电压的检测过程中发现模块中某一单体的工作电压显示过高或过低的异常情况。

1.3电池模组采样板故障

新能源汽车的电池模块一般由一个采样板和多个串联的单电池组成。通常，电池模块的采样板将安装在单个电池的顶部。当发现新能源汽车的多个单电池的工作电压异常时，必须首先选择电池模块的采样板故障。此外，采样板本身的故障一般是由电容器短路、商业保险引线或电池采样处理芯片导致的采样板平衡损坏和低通滤波器损坏导致的其他原因造成的。

2成因分析 2.1电芯生产工艺

从446个压差报警样品中选取3个自放电量高于电芯规格书要求且通过手动均衡后仍出现充电末端压差增长≥20mV/月的样本进行分析。从3个样本中各选取一个电芯，由此得到3个电芯A、B、C，分别进行拆解分析，A电芯为样本1中9#模组的34号电芯，B电芯为样本2中7#模组的28号电芯，C电芯为样本3中18#模组的71号电芯。发现异常电芯自放电量高的原因为卷芯有颗粒击穿隔膜，颗粒成分为铁、铬、不锈钢，因此电芯生产工艺是引起电池系统压差问题的原因之一。

2.2BMS均衡策略

每个样本中不同电芯自放电率（自放电容量/额定容量）存在差异无法避免，须使用均衡功能使电芯电压趋于一致，弥补电芯间的自放电率差值。所需均衡时间的估算式为每日须均衡小时数=电芯容量×月电芯的自放电率差/（均衡电流平均值×均衡开启时间占比×30)(3)式中：电芯容量为电芯的额定容量；月电芯自放电率差（样本中最高电压电芯与最低电压电芯的电芯自放电率差值）由测量得到；均衡电流平均值为电芯额定电压/均衡电阻；均衡开启时间占比取决于硬件能力，不同硬件的均衡开启时间不同；一个月按30天计算。按照月电芯自放电率差为2.5%计算，该型号电池系统每日需均衡小时数为4.5h。根据大数据统计

结果，私家电动车每日使用时间为2h，不足4.5h，因此，该电池系统在使用中压差会逐渐增大。

3改善方案

3.1改善锂电子电池系统性能

目前，新能源汽车驱动力电池系统软件的工作电磁能主要来自石油的精炼发电。根据这种发电原理，新能源技术可以有效减少运行中燃料燃烧所排放的二氧化碳，同时也满足资源节约的需求。从根本上讲，新能源汽车也是基于传统汽车的发展，这应该是传统汽车各项性能的提升。然而，作为信息来源，缺乏驾驶动力电池研发方面积累的经验，导致了新能源汽车实际应用中的驾驶动力电池故障问题。在新能源汽车市场整体快速发展的环境下，许多行驶电池缺乏统一的标准质量检测，这导致电池质量参差不齐，危及新能源汽车的高速行驶。新能源汽车驱动动力电池电压故障。首先，我们必须从源头出发，以提高锂电池性能为主要目的，在提高锂电池质量的同时，加强电池系统软件的日常维护和维护。从这一点来看，选择秦酸档案的负级原材料作为制作电池的常用材料，既能有效降低成本，又便于回收再利用，合理满足新能源汽车的整体节能要求；选择纳米复合材料可以有效地提高电池本身的功率；使用薄电极耳可以提高电池的比能量和功率。从以往使用锂离子电池的经验来看，锂离子电池总能量直接影响锂离子电池应用的安全性。因此，在设计和维护锂离子电池的过程中，我们也应该从电池本身的散热性能出发，根据电池的可变体积来解决电池的温度降低问题，或者提高电池的散热性能，以确保新能源汽车行驶中电池的安全性并减少故障问题的形成。

3.2优化电芯生产工艺与建立市场维护机制

生产端加强生产环境管理，优化除尘工序，减少粉尘混入的可能。在市场端建立维护机制。对于充电末端压差≥50mV的电池系统，需要均衡补电，均衡合格标准为充电末端压差≤30mV。针对均衡后的电芯，当每月充电末端压差增长≥20.72mV/月时，需要通过手动均衡维护或更换模组的办法使压差问题得到改善。

3.3加强日常维护

日常维护是最大限度减少动力电池故障的有效手段，也是确保新能源汽车行驶安全的有效途径。动力电池的电压故障是决定新能源汽车行驶安全的关键问题。在日常维护中，必须定期维护电池，以避免此类故障问题对新能源汽车的高速行驶造成影响。在新能源汽车运行过程中，用户一方面可以根据对车内仪表板故障灯的观察，判断动力电池是否存在压差故障；另一方面，充放电检测也可以用来判断新能源汽车的动力电池是否存在故障。当车辆在充电和放电检测中的行驶距离变短时，用户必须高度注意这些事项，并将车辆送至维修中心，使用检查机器和设备对其是否存在故障进行安全检查。如果新能源汽车的使用率相对较低，用户在日常放置过程中也应按时为新能源汽车电池充电，避免电池电量不足导致压差故障的问题。充分考虑动力电池在长时间停用时容易引起的问题。从用户的角度来看，在运营和销售新能源汽车的过程中，4秒店及其服务点等行为体必须能够加强对用户个人新能源汽车应用行为的引导和改善，以避免因长期充电、过度放电或频繁使用快充而出现故障问题，危害动力电池的使用寿命。在对其新能源汽车的动力电池组进行无故障的定期检查和维护时，通常需要从脊髓基质细胞控制板开始检查和维护脊髓基质细胞的控制系统的工作状态。在进行检查和维护工作之前，需要根据过去脊髓基质细胞控制系统的操作和检查经验，系统地写入检查周期时间，并在检查期间提前关闭电源。如果在检查过程中发现充电电池压差故障的问题，则有必要在每次故障排除后校准低压线束的接头，并通过轻轻向后拉来确保接头校准的鲁棒性。在完成电池组的操作和维护后，还需要对电池组进行泄漏检测，并及时清除故障期间所有电池系统产生的历史时间故障代码，以避免影响动力电池的正常使用。

4结论

总的来说，根据不同原因导致的故障，采用不同类型的维护技术是保持新能源汽车动力电池压差稳定的有效措施。鉴于当前我国新能源汽车的快速发展，动力电池作为新能源汽车不可或缺的一部分，其质量将对新能源汽车应用产生重要影响。根据目前维修技术存在的有限问题，有必要根据故障的具体情况对现有维修技术进行持续改进，以确保新能源汽车的正常使用。

参考文献：

[1]邓进,陈明生,明志茂.新能源汽车动力电池检测及其发展方向综述[J].广东科技,2021,28(11):41-43.

[2]吴志新，周华，王芳.电动汽车及关键零部件测评与开发技术[M].北京；科学出版社，2021.

[3]杨丽君,许刚.探究新能源汽车动力电池压差故障与维修技术[J].内燃机与配件,2021(7):146-147.