售后工程師看電池系統售后工作

  根據公司售后部的數據統計,2017年,市場端魔方動力電池運營的1500套產品總故障率為1.3%,其中電池管理系統故障占35%,電芯性能故障占30%,電氣類故障故障25%,機械類故障10%。

在排名最高的故障中,電池管理系統硬件故障占其71%,說明目前管理系統質量還存在問題。其次電芯性能故障,其中67%是整車控制策略有問題導致電芯過放(同一批車一次過放4套電池系統),33%壓差過大的電芯經過返廠的電芯性能測試分析,單體電芯暫未發現性能異常,運營強度高,長期快充快放導致電芯電壓離散不一致引起的電壓不均衡故障。電氣類故障60%為加熱線束擠壓破損引起的絕緣報警,40%為電子器件失效。機械類故障均為箱體受外力破損防護失效。

以上故障分類是按照電池系統的結構組成作為分類依據,如果我們按照每個部件,進行IPTV(Warranty Conditions per 1,000 Vehicles)進行考慮,假定電池系統的總的IPTV在1年~5年這個范圍內按照X1、X2、X3、X4和X5,按照通常的壽命曲線來估計,整個電池系統的失效率主要集中在模組這一塊。第一個原因是電子系統和機械系統,通過魯棒性測試是可以通過設計和制造做到很低的失效;而對于一個電池系統而言,有不同的配置(并聯和串聯),出現各種失效情況,比如容量衰減特別劇烈,又或者是內阻上升劇烈,對整個電池系統而言就處于需要維修的狀態了。(摘自朱玉龍第一電動網)

其實上面說了一堆數據,轉了一段文字,只是想表達兩點:第一點,魔方的產品在市場端的表現相對還是不錯的。第二點,想分享一下售后工程師眼中是如何看待電池系統售后工作的。

談到電池系統維護,首先想到的就是怎么拆電池箱,幾乎所有的硬件故障都需要拆箱完成,而拆箱,對于身處運營現場的售后同志們來說是永遠的痛點。因此,我們在很多電池系統產品上看到了獨立設計的熔斷器更換口,管理系統維護口,甚至還有的產品在電箱上配置了電壓均衡口。雖然這些措施并非解決故障根本問題,但能讓售后維護便利。

最終的目標我們當然希望做到產品免維護,前提就是要拿出措施去解決上述故障的根本問題,前面說到電子系統和機械系統我們可以通過設計和制造做到很低的失效,那么電芯會出現哪些問題,售后工程師們認為又應該怎么去解決呢?

對于電芯電壓不均衡問題,都說電池管理系統具備了各種主動被動均衡,但實際營運中并沒有體現出應有的效果,主要有幾個原因:充電策略與實際需求沖突。舉個例子:磷酸鐵鋰電芯的充放電平臺決定了電池在平臺期是很難做不均衡的判斷的,因此管理系統策略要求在充電時,平均電壓大于3.45V,且單體壓差達到0.03V時,開啟均衡功能,而車輛在運營過程中的到站間隙充電,電流都比較大,當達到管理系統均衡策略值時,這個階段過的很快,單體就已經充電到上限電壓,充電停止了。另外,均衡的電流非常小,不到1A的均衡電流加上很短的均衡時間,所以結果可想而知。

如何優化均衡策略,讓電池管理系統能有充分的時間去進行電流均衡,如何提高電池管理系統的均衡能力,這些都是售后工程師們希望技術研發部門能夠解決的問題,畢竟誰都不希望左手拿著工具包,背上背著上位機,右手還要拎著補電器去現場熬夜處理電壓不均衡的問題。

電池系統售后,最怕的就是電芯出現性能故障,比如容量衰減。毫無辦法,必須更換。三種更換方式:整個電池包換掉,更換模組或換單個電芯。更換整個電池包運輸費用高,換單個電芯沒辦法解決母排焊接的問題,只剩下更換模組的辦法。但是優質的電芯,在合理的系統成組設計下,經過市場驗證其可靠性是值得信賴的,從現有的數據來看,運營近2年的魔方產品并沒有出現電芯性能異常導致的故障發生。

在售后工程師的眼中,如果機械和電子部分能在設計和制造階段確保產品低失效,選擇優質的電芯,并通過專業的設計與之匹配成組系統,對做到電池系統免維護的目標還是充滿信心的。這對于公司的研發、設計、生產、質量都提出了更高的要求。