潘小明 王寧

摘 要：本文通過(guò)檢索、統(tǒng)計(jì)、分析電動(dòng)車電池故障診斷的相關(guān)專利申請(qǐng)文獻(xiàn)，從中獲取電動(dòng)車電池故障診斷主要采取的技術(shù)種類，并重點(diǎn)分析該領(lǐng)域重點(diǎn)企業(yè)的研究方向，為該領(lǐng)域創(chuàng)新主體開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新及專利布局提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：電池;故障;診斷

電池的故障診斷是指對(duì)電池的故障、失效進(jìn)行診斷、分析、預(yù)警、修復(fù)等，該裝置能夠?qū)㈦姵氐陌踩[患消滅在萌芽狀態(tài)，防止電池發(fā)生爆炸等更嚴(yán)重事故的發(fā)生，所以該裝置和汽車的安全指標(biāo)息息相關(guān)，而對(duì)電池故障的診斷一直是個(gè)難題，各個(gè)企業(yè)所運(yùn)用的技術(shù)也不盡相同。

1 電池故障診斷的技術(shù)主題分析

目前的技術(shù)手段歸納起來(lái)大致有三個(gè)方向。

（1）直接測(cè)量電池的電壓、電流、溫度、氣壓等數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)是否在正常閾值內(nèi)，來(lái)判斷電池的故障，而該測(cè)量的過(guò)程又細(xì)分為兩類：1）直接用傳感器測(cè)量;2）通過(guò)其它方式測(cè)量，例如通過(guò)交變電流的失真率或是溫度評(píng)估模型。

（2）通過(guò)比較單體電池的電壓和總電壓，來(lái)判斷是否出現(xiàn)故障（這兩個(gè)數(shù)值正常情況下應(yīng)該相等）。

（3）通過(guò)電池的充放電過(guò)程，來(lái)判斷故障（例如測(cè)量其過(guò)充或過(guò)放的電壓或是運(yùn)用電化學(xué)頻譜）。

2 重點(diǎn)企業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)分析

中國(guó)的企業(yè)對(duì)電池故障診斷方面的技術(shù)研發(fā)比較重視，專利申請(qǐng)也遍布上述三類方向，但是由于我國(guó)電動(dòng)車起步較晚，所以專利申請(qǐng)的年代普遍較晚。

奇瑞的技術(shù)特點(diǎn)分為兩個(gè)部分：（1）通過(guò)檢測(cè)電池的電壓、溫度來(lái)診斷電池是否故障。（2）通過(guò)充放電的過(guò)程判斷電池是否故障，找出放電容量較低和充電容量較高的電池單體，如果電池單體二者都具備，則認(rèn)為該單體已損壞。

惠州市億能電子有限公司在電池的故障診斷方面申請(qǐng)了大量的專利，其主要的技術(shù)特點(diǎn)是建立電池故障診斷的系統(tǒng)，當(dāng)電池出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)通訊等手段，將信息及時(shí)傳導(dǎo)出。

比亞迪的技術(shù)路線主要是比較單體電池電壓和總電壓（或雙節(jié)電池電壓），來(lái)判斷電池的故障。

國(guó)家電網(wǎng)作為非電動(dòng)車生產(chǎn)商也在電池的故障診斷方面進(jìn)行了專利的布局，其主要技術(shù)手段分為兩個(gè)方向：（1）測(cè)量電池的溫度、氣壓等數(shù)據(jù)來(lái)判斷故障。（2）在充放電過(guò)程中運(yùn)用電化學(xué)頻譜方法快速判斷電池的劣化程度。

日韓企業(yè)在這一分支的專利分布也比較完善，遍布三個(gè)方向，而且由于其電動(dòng)車發(fā)展比較早，所以相關(guān)專利申請(qǐng)的年代普遍早于國(guó)內(nèi)企業(yè)。

LG的技術(shù)路線為基于電池組的電壓和多個(gè)電池胞的每一個(gè)的電壓來(lái)確定電池組的狀態(tài)是否正常，正常情況下，二者應(yīng)該相同。

現(xiàn)代技術(shù)路線也是測(cè)量電池的電壓，內(nèi)阻等，但是其特點(diǎn)在于不是通過(guò)傳感器，而是基于交變電流的失真率診斷電池電壓的下降，以及電池的阻抗，水量等。

日產(chǎn)的專利分布遍布上述三類：（1）檢測(cè)電壓溫度來(lái)判斷電池的故障。（2）通過(guò)單體電池電壓和總電壓比較來(lái)判斷電池是否故障。（3）在電池過(guò)充或過(guò)放的狀態(tài)下，檢測(cè)電池的電壓，來(lái)分析其是否故障。

歐美企業(yè)在這一分支的專利申請(qǐng)較少，而且技術(shù)手段也是普遍采用最基本的第一類方法。

3 總結(jié)

從上面的分析可以看出，第一類方法即直接測(cè)量電池的電壓、電流、溫度、氣壓等數(shù)據(jù)，然后在該數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析是國(guó)內(nèi)外企業(yè)應(yīng)用最廣泛、最成熟的技術(shù)，而第二類方法通過(guò)比較單體電池的電壓和總電壓，來(lái)判斷是否出現(xiàn)故障的特點(diǎn)是對(duì)連接線的故障能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，第二類方法采集的數(shù)據(jù)不如第一類方法全面，可能某些情況下不能反應(yīng)出電池的一個(gè)全面的狀態(tài)，電池的工作過(guò)程就是一個(gè)充放電的過(guò)程，所以電池的充放電情況最能反應(yīng)出電池的性能，一些企業(yè)（例如奇瑞、國(guó)家電網(wǎng)、日產(chǎn)）在這方面也投入了研發(fā)力量，通過(guò)分析電池充放電過(guò)程中的數(shù)據(jù)，來(lái)反應(yīng)電池的一個(gè)客觀的狀態(tài)，但是該方法可能對(duì)電池的瞬間故障難以做出及時(shí)的回應(yīng)，通過(guò)以上分析可以看出，三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，而國(guó)內(nèi)外各個(gè)企業(yè)采用的技術(shù)手段也不盡相同，可喜的是，中國(guó)的企業(yè)在這方面的研發(fā)遍布各個(gè)技術(shù)方向，已經(jīng)不落后于國(guó)外企業(yè)，相信如果國(guó)內(nèi)企業(yè)再接再厲，投入研發(fā)力量，在這一分支上，中國(guó)技術(shù)能夠領(lǐng)先于國(guó)外技術(shù)，從而制作出安全性能指標(biāo)更高的國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車。

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