東莞市電子商貿(mào)學校/姜奉榮

雪佛蘭Volt 動力電池模塊的先期維修性

東莞市電子商貿(mào)學校/姜奉榮

電動汽車節(jié)能環(huán)保特點非常突出，動力電池是其主要的部件。不可否認，電動汽車優(yōu)勢比較明顯，但是其后期維修問題一直都是業(yè)內(nèi)非常關注的問題。針對電動汽車的維修問題，本文結合雪佛蘭Volt動力電池模塊特點，從不同方面對其先期維修性進行分析和研究，以期為電動汽車設計改進提供一些思路。

雪佛蘭Volt；動力電池模塊；先期維修性

引言

市場對環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品的需求逐步擴大，就汽車行業(yè)而言，電動汽車的研發(fā)也在不斷深入。但是，電動汽車的市場目前還未完全打開，其中原因多樣，究其根本還是技術存在欠缺，電動汽車的續(xù)航能力、電池更換、維修等涉及的技術都需要繼續(xù)改進和完善[1]。而就其中的電動汽車動力電池模塊的先期維修性，以下結合雪佛蘭Volt進行深入的探究。

1. 雪佛蘭Volt簡述

1.1 雪佛蘭Volt的優(yōu)勢及不足

雪佛蘭Volt是通用公司研發(fā)生產(chǎn)的一款插電式油電混合型動力車，它主要是依靠鋰電池推動電機控制車輪，其續(xù)航能力可達到6 4 k m，并且是零排放。雪佛蘭Volt在油量和電量都十分充足的情況下，其續(xù)航能力則可達到460～500km。從雪佛蘭Volt續(xù)航方面看，該電動汽車比其他的量產(chǎn)電動汽車具有十分突出的優(yōu)勢。

但是在后期的維修方面，雪佛蘭Volt則存在許多問題，根據(jù)實踐研究，雪佛蘭Volt的維修費用要比傳統(tǒng)的車型更加昂貴，尤其是涉及拆卸重裝和冷卻系統(tǒng)的重新加壓方面，產(chǎn)生的費用無疑會成倍增加。

綜上對雪佛蘭Volt的優(yōu)勢和不足分析，雪佛蘭Volt要開拓市場需要在汽車技術、維修體系上進一步完善，尤其是其后期維修方面要進行升級。

1.2 雪佛蘭Volt動力電池模塊

雪佛蘭Volt的動力電池模塊主要是以鋰離子電池組構成，其電池單元超過200個，該電池組重量達181.4kg，其電力為16kw/h。其電量會在窗口呈現(xiàn)，進而可以隨時操控，汽車在行駛當中，還會將其他的能量轉到電池組中。由于雪佛蘭Volt是油電混合型動力車，其中的油主要是指汽油或者E85靈活燃料，通常是汽車低電量的情況下，汽車通過汽油或者E85靈活燃料驅動發(fā)電機，實現(xiàn)動力驅動汽車行駛。

1.3 雪佛蘭Volt推行的保修方法

當前，雪佛蘭Volt的研發(fā)及推出仍然處于探索階段，雖然它可以達到環(huán)保節(jié)能的效果，但是在維修技術支撐方面存在的不足也十分明顯。為達到推廣應用的目的，通用公司以及相關政府部門針對新能源汽車的維修體系方面也推出相應的保修方案：

（1）針對雪佛蘭Volt，通用公司給出了8年或者16萬千米的質保期；

（2）以租用動力電池模塊形式，處理和解決消費者的維修顧慮，若汽車的動力電池模塊存在問題，消費者可以到指定的地點進行更換。

這兩個保修方法主要是從維護消費者的角度和利益出發(fā)，并且對汽車售后維修服務給出了相應的支持。但是，這并不能真正解決汽車動力電池模塊維修方面的問題，仍然需要以技術作為支撐才能真正解決新能源電動汽車的維修問題。針對雪佛蘭Volt后期維修及其成本，應當在研發(fā)過程中就予以考慮。關于雪佛蘭Volt的動力電池模塊維修，以下對其先期維修性進行具體分析。

2. 動力電池模塊先期維修性需考慮的因素分析

所謂先期維修性，主要是指電動汽車在進行研發(fā)和設計的過程當中，就考慮到后期的維修工程及其相關的維修成本，初步構建起汽車維修體系。在考慮汽車動力電池模塊的先期維修性方面，其主要考慮的因素有以下幾點：

（1）動力電池模塊問題如何進行診斷：對電池組的故障診斷是首先應當考慮的因素，因此在設計和組裝動力電池模塊過程中要有問題診斷的設計，以此定位汽車可能出現(xiàn)的問題；

（2）維修工具不能過于單一：汽車動力電池模塊面臨問題時，維修的工具盡量避免使用專用的工具，即維修工具不能過于單一；

（3）維修保養(yǎng)操作如何簡化：動力電池模塊的維修操作應當盡量避免拆卸主要的部件，目前電力汽車維修當中，一旦涉及拆卸和重裝產(chǎn)生的費用就會非常高，因此動力電池模塊的先期維修還應當考慮到維修操作步驟的簡化[2]；

（4）動力電池模塊是否需要進行保護設計：電力汽車中最為主要的部件就是電池組以及發(fā)電機，從先期維修性的角度看，對其主要部件是否進行保護設計關系到后期的維修工作及成本；此外還需要考慮到動力電池模塊的安裝、處理等是否要有特殊的要求。

綜上幾點動力電池模塊的先期維修需要考慮的因素，在具體設計電力汽車的過程中，最重要的是考慮到后期維修的成本，在此基礎上對汽車動力電池模塊的先期維修性進行設計。

3. 動力電池模塊的維修特性分析

依據(jù)筆者維修經(jīng)驗及相關研究，針對電動汽車的動力電池模塊的維修，主要有兩種方案，其中的一種是以發(fā)動機的零部件設計分解為基礎進行的維修，該方案看似可以降低維修的成本，但實際上是存在一些問題的。就電動汽車的維修而言，其具有自己的幾點特性：

3.1 鋰離子電池組的結構比較復雜且危險性較高

針對汽車中的動力電池模塊維修，以雪佛蘭Volt為例，其主要部件鋰離子電池組如果面臨維修，并且要打開電池組的外殼，維修人員面對的是高壓電池，電池輸出的直流電壓非常高，可達386.6V，因此維修的危險性也非常高。另外，雪佛蘭Volt的鋰離子電池組中涉及的連接器、接口等設置較為復雜，并且含有比較復雜的檢測子系統(tǒng)。由此可見動力電池模塊的維修本身具有的難度也是比較大的。

3.2 同一電池單元不能進行隨意替換

當動力電池模塊出現(xiàn)問題，并經(jīng)過診斷后，同一個電池單元中的電池是不能夠像普通的零部件一樣進行隨意更換的，否則會對動力電池模塊產(chǎn)生影響，進而導致單元電池之間出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，最終影響到汽車動力電池模塊的壽命[3]。而雪佛蘭Volt的電池單元超過200個，要進行替換的成本、維修的難度也是比較高的，最后它的使用壽命也會受到影響。

3.3 動力電池模塊維修人員必須要有較強的專業(yè)性

電動汽車研發(fā)的技術含量、成本非常高，目前它的推廣還未達到普及的層次，在汽車動力電池模塊維修方面，需要的人才必須要有較強的專業(yè)性。動力電池模塊維修需要的人才除了能夠處理以上提出的兩點問題，還要面對和處理動力電池模塊中防水防塵IP67等級的要求，需要專業(yè)的設備及人員才能進行維修操作。

4. 動力電池模塊的先期維修思路分析

根據(jù)以上對動力電池模塊先期維修需要考慮的因素，以及維修的特性分析，動力電池模塊的先期維修具體思路有以下兩點：

（1）對動力電池模塊問題的診斷進行設計，在電池組的設計、安裝等過程當中，除去電池本身功能失效診斷設計，還可對多個電池單元中可能出現(xiàn)的故障進行定義，確定各單元電池潛在故障評估模式，簡而言之就是設計好各種故障診斷的故障碼，與此同時確定好故障或問題的參數(shù)基礎，如每個鋰電池組定義為最小可維修電池組模塊，就其模塊給出相應的參數(shù)，若超過或低于該參數(shù)則產(chǎn)生故障碼。

（2）針對動力電池模塊的復雜性設計控制邏輯缺省模式，以防止原控制模塊徹底損壞而無法備份數(shù)據(jù)，從而將對電池損害降到最低[4]。

5. 結束語

綜上所述，新能源汽車在市場中的競爭力會逐步增強，但是電動汽車目前面臨的主要問題中的維修問題仍然比較突出，尤其是維修成本仍然非常高的問題突出[5]。為解決這一問題，本文主要結合了雪佛蘭Volt分析動力電池模塊的維修需考慮的因素、維修特性，并給出了兩點思路，希望可以提供一些參考。

[1]王達華,張文廣. 電動汽車動力電池模塊的先期維修性設計[J].汽車電器,2013,05：14-16.

[2]劉青山,周秋梅,郭艷萍. 純電動汽車動力電池模塊共通性分析[J]. 汽車工程師,2013,07：50-53.

[3]肖 廣 兵 ,孫 寧 ,陳 勇 ,陳寧. 便攜式H E V動力電池故障診斷系統(tǒng)的設計[J]. 電子技術應用,2013,10：84-87.

[4]史瑞祥. 電動汽車鋰離子動力電池安全性問題的分析[J]. 汽車電器,2013,12：51-53.

[5]黃勇. 新能源汽車電池安全有保障[N]. 中國環(huán)境報,2011-10-26（5）.

姜奉榮（1982.12-）男，漢族，廣東人，本科學歷。工作單位：東莞市電子商貿(mào)學校，中學一級講師。研究方向：汽車故障診斷。