比亞迪e5車動(dòng)力電池系統(tǒng)的故障排查方法

佛山市順德區(qū)中等專業(yè)學(xué)校 歐陽可良

動(dòng)力電池系統(tǒng)負(fù)責(zé)新能源汽車純電行駛時(shí)的能量供給，它為整車驅(qū)動(dòng)和其他用電器提供電能。動(dòng)力電池會(huì)出現(xiàn)哪些故障呢？出現(xiàn)故障后如何進(jìn)行排查？本文以比亞迪e5車為例，闡述了動(dòng)力電池系統(tǒng)的故障排查方法。

1 比亞迪e5車動(dòng)力電池組的組成

比亞迪e5車的動(dòng)力電池系統(tǒng)由13個(gè)電池模組串聯(lián)、13個(gè)電池信息采集器（BIC），2個(gè)分壓接觸器（6號(hào)電池模組和10號(hào)電池模組內(nèi)部各一個(gè)）、1個(gè)正極接觸器（13號(hào)電池模組內(nèi)部）、1個(gè)負(fù)極接觸器（1號(hào)電池模組內(nèi)部）、采樣線束和電池模組連接片等組成（圖1），其中13號(hào)電池模組在1號(hào)電池模組的上層，12號(hào)電池模組在11號(hào)電池模組的上層，6電池模組、7電池模組、8號(hào)電池模組分別在5號(hào)電池模組、4號(hào)電池模組、9號(hào)電池模組的上層。

圖1 比亞迪e5車的動(dòng)力電池系統(tǒng)的組成

2 比亞迪e5車動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的控制邏輯

比亞迪e5車采用的分布式電池管理系統(tǒng)由電池管理控制器（BMC）、電池信息采集器（BIC）和動(dòng)力電池采樣線等組成。電池管理控制器在車上的安裝位置如圖2所示。

圖2 電池管理控制器（BMC）在車上的安裝位置

電池管理控制器的主要功能如下：充放電管理、接觸器控制、功率控制、電池異常狀態(tài)報(bào)警和保護(hù)、SOC/SOH計(jì)算、自檢及通訊功能等；電池信息采集器的主要功能如下：電池電壓采樣、電池溫度采樣、電池均衡和采樣線異常檢測(cè)等；動(dòng)力電池采樣線的主要功能是連接電池管理控制器和電池信息采集器，實(shí)現(xiàn)兩者之間的通訊及信息交換，電池管理系統(tǒng)控制邏輯示意圖如圖3所示。

圖3 電池管理系統(tǒng)控制邏輯

3 比亞迪e5車動(dòng)力電池系統(tǒng)相關(guān)連接器的端子接口定義

（1）電池信息采集器的端子排列情況如圖4所示，對(duì)應(yīng)的端子定義見表1所列。

圖4 電池信息采集器的端子排列情況

表1 電池信息采集器的端子定義

（2）電池管理器端子排列情況如圖5所示，對(duì)應(yīng)的端子定義見表2所列。

圖5 電池管理器端子的排列情況

4 比亞迪e5車動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障代碼

比亞迪e5車動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障代碼及含義見表3所列。

5 故障案例分析

一輛比亞迪e5車，在行駛過程中SOC從38%跳變?yōu)?%，OK燈熄滅，儀表點(diǎn)亮動(dòng)力系統(tǒng)故障指示燈和動(dòng)力電池故障指示燈。試著重新起動(dòng)該車，故障現(xiàn)象依舊存在。

SOC從38%跳變?yōu)?%，可能的故障原因如下。

（1）BMS與儀表失去通訊，儀表接收不了BMS發(fā)送的報(bào)文信息（包括SOC）。

（2）BMS系統(tǒng)報(bào)單節(jié)電壓嚴(yán)重過低而禁止電池包放電。

如果因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通訊故障導(dǎo)致儀表無法接收到BMS所有報(bào)文信息，除了動(dòng)力系統(tǒng)故障指示燈和動(dòng)力電池故障指示燈報(bào)警外，還會(huì)有其他故障指示燈報(bào)警，如動(dòng)力電池溫度過高報(bào)警燈等，所以可以排除第1種故障原因。

那么第2種原因呢，單節(jié)電壓嚴(yán)重過低（如2.5 V以下），此時(shí)BMS策略上為避免電池過放，則會(huì)禁止放電，此時(shí)BMS會(huì)發(fā)送電壓過低報(bào)警信息給儀表，儀表點(diǎn)亮動(dòng)力系統(tǒng)故障指示燈和動(dòng)力電池故障指示燈，與以上故障現(xiàn)象很吻合。連接故障檢測(cè)儀，讀得的故障信息如圖6所示。

讀取動(dòng)力電池系統(tǒng)和4號(hào)電池模組的數(shù)據(jù)流（圖7、圖8），發(fā)現(xiàn)電池包第59節(jié)電池（即BIC4第22節(jié)電池）的電壓為0 V，可以確定這就是故障點(diǎn)。

根據(jù)上述檢查，如果第4號(hào)電池模組出現(xiàn)了單體電壓異常，可能的故障原因如下：電池包內(nèi)部故障、電池管理器故障或低壓線束故障。由于該車的動(dòng)力電池系統(tǒng)的所有電池模組共用電源和CAN線，而其他電池模組的數(shù)據(jù)均正常，所以可以排除電池包與電池管理器之間的線束問題，同時(shí)也可以排除電池管理器自身存在故障的可能性。

表2 電池管理器的端子定義

表3 比亞迪e5車動(dòng)力電池系統(tǒng)常見故障代碼

續(xù)表3

續(xù)表3

圖6 讀取的故障代碼（截屏）

圖7 動(dòng)力電池系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流（截屏）

圖8 第4號(hào)電池模組的數(shù)據(jù)流（截屏）

分析至此，認(rèn)為故障點(diǎn)就是電池包內(nèi)部故障了，因比亞迪e5車動(dòng)力電池組目前采用總成更換形式，于是更換動(dòng)力電池組，并根據(jù)備件出貨檢驗(yàn)報(bào)告標(biāo)定容量及SOC，試車發(fā)現(xiàn)故障排除。