電動汽車動力電池管理系統(tǒng)常見故障及處理方法

(鹽城生物工程高等職業(yè)技術學校，江蘇 鹽城 224000)

1 電動汽車動力電池管理系統(tǒng)概述

在電動汽車中，動力電池發(fā)揮著巨大的作用，而動力電池管理系統(tǒng)可以確保動力電池組的正常使用，也能在一定程度上延長電池組的使用壽命。

動力電池管理系統(tǒng)可以監(jiān)測和控制電池組，由控制單元對整個系統(tǒng)進行控制，應用巡檢的方式，以CAN總線為基礎，實現(xiàn)監(jiān)測單元和控制單元之間的通信傳輸，從而實時掌握電池組中電池的使用情況，并且做好相應的反饋信息處理工作。包括數(shù)據對比、顯示等，如果發(fā)現(xiàn)異常情況會發(fā)出警報，然后利用CAN總線控制監(jiān)測單元充電的均衡性[1]。監(jiān)測單元可以收集電池參數(shù)數(shù)據，對控制單元發(fā)出的命令進行執(zhí)行。該系統(tǒng)每個單體電池都采用單點控制的方式，即在各個電池上都會設置相應的檢測點，檢測點會配置對應的信號采樣電路、均衡電路，由監(jiān)測單元進行控制，確保檢測點之間的相互獨立。在該管理系統(tǒng)中，監(jiān)控采樣的主要內容包括單體電壓、總電壓、電流、溫度等數(shù)據，獲取參數(shù)數(shù)據之后會向整車控制器反饋。動力電池管理系統(tǒng)不僅可以監(jiān)控和管理電池的性能參數(shù)，還可以進行環(huán)境管理，主要以熱管理為主，包括加熱、冷卻2項內容，以此來確保電池在適宜的溫度中作業(yè)，避免環(huán)境溫度過高或過低。如果動力電池管理系統(tǒng)產生故障，則無法準確、有效地監(jiān)控電池的運行情況，也不能對電池的荷電狀態(tài)進行估算。

2 電動汽車動力電池管理系統(tǒng)常見故障

在電動汽車動力電池管理系統(tǒng)中，受到各種因素的影響，難免會出現(xiàn)各類故障問題，這些故障問題會影響系統(tǒng)的工作能力，進而對電池的健康和使用壽命產生威脅。動力電池是電動汽車的主要能量來源，電池的可靠性、安全性、維護成本等都對電動汽車的總體質量、安全和效益有很大影響。高能量密度電池在實際使用的過程中會遇到各種惡劣的條件、環(huán)境，包括電池過充、過放，環(huán)境溫度過高、過低、震動等情況都會損害電池，導致電池性能下降，嚴重時還有可能出現(xiàn)起火、爆炸等危險[2]。為了確保電池的安全使用，需要充分發(fā)揮電池管理系統(tǒng)的作用，其可以監(jiān)測動力電池的各項參數(shù)、實時狀態(tài)，還可以診斷電池是否在健康運行、是否存在故障，利用電池管理系統(tǒng)，可以實時掌握電池的運行狀態(tài)，并對其變化趨勢進行合理的分析，進而避免危險、故障的出現(xiàn)。

雖然動力電池管理系統(tǒng)可以在一定程度上確保電池的安全性和可靠性，但系統(tǒng)難免會出現(xiàn)故障問題，常見故障包括以下幾種：CAN系統(tǒng)通信故障、電壓或溫度采集異常、絕緣故障、BMS工作狀態(tài)不正常、無法充電、電流無法正常顯示等。

3 電動汽車動力電池管理系統(tǒng)常見故障的處理方法

3.1 CAN通信故障

CAN線可能會出現(xiàn)脫落的情況，也可能出現(xiàn)端子退針的情況，這兩種情況都會導致通信故障。針對這2種情況，首先要確保BMS處在正常供電的情況下，然后使用萬用表將電壓調為直流電壓，紅表筆和黑表筆分別觸碰內部的CANH和CANL，對線路的輸出電壓進行測量，也就是CANH和CANL之間存在的電壓，正常情況下為1.5 V，如果電壓值超過或小于這個數(shù)值，表明BMS硬件出現(xiàn)故障問題，需要更換新的硬件。

3.2 BMS故障

在BMS出現(xiàn)故障無法正常工作的情況下，可以從以下幾個方面著手分析：①檢測供電電壓，主要對整車接插件位置進行測量，確認供電電壓的輸出是否穩(wěn)定。②檢查CAN線連接是否可靠，如果沒有可靠連接，就會出現(xiàn)通信故障。要檢查主板、從板/高壓板的通信線和電源線，如果出現(xiàn)線束脫落或斷開的情況，應該更換線束或將線束重新連接。③接插件退針/損壞。如果低壓通信航空插頭出現(xiàn)退針的情況，則從板無電源、從板數(shù)據無法向主板傳輸，需要對插頭、接插件進行詳細的檢查，如果出現(xiàn)損壞、退針的情況，要更換新的插頭或接插件[3]。④控制主板出現(xiàn)問題，更換主板并監(jiān)控使用情況，如果更換后故障解除，則說明主板存在問題。

3.3 電壓和溫度采集異常

在電壓采集異常的情況下，可以從以下幾個方面著手處理：①電池欠壓，獲取監(jiān)控電壓值，然后利用萬用表測量電壓，對比兩個電壓值，如果存在欠壓現(xiàn)象，需要更換電池。②采集線端子緊固螺栓松動或解除不良。如果是這種情況可以輕輕搖晃采集端子，確認電子是否存在松動、解除不良的情況，如果存在這種情況可以緊固螺栓或者更換一條新的采集線。③保險絲損壞。對保險絲的阻值進行測量，如果超過1 Ω，則需要更換保險絲。④從板檢測存在問題。對采集電壓和實際電壓進行對比，確認二者數(shù)值是否一致，如果一致，則需要對從板進行更換，還要對現(xiàn)場數(shù)據進行收集，掌握歷史故障數(shù)據信息，進行全面有效的綜合性分析。

在溫度采集異常的情況下，可以從以下幾方面著手考慮：①溫度傳感器無法發(fā)揮效用。如果只是單獨的溫度數(shù)據缺失，則要對中間對接插頭進行檢查，如果沒有連接異常的情況，則說明傳感器出現(xiàn)故障，需要及時更換。②溫度傳感器沒有有效連接。對中間對接插頭或線束進行檢查，如果出現(xiàn)松動、脫落等情況，需要及時更換線束。③BMS硬件故障。通過檢測可以發(fā)現(xiàn)，BMS無法對整口溫度進行采集，確認控制線束、轉接頭等各個位置的線束導通是否正常，如果沒有異常，則說明硬件出現(xiàn)問題，需要進行從板更換。④從板更換后電源是否重新加載，如果沒有重新加載，則會顯示異常監(jiān)控值。

3.4 絕緣故障

在管理系統(tǒng)中，工作線束的接插件內芯和外殼短接、高壓線破損等情況發(fā)生時，都會造成絕緣故障，且電壓采集線破損、箱體短接等情況也會造成絕緣故障，在這種情況下，可以從以下幾個方面著手分析：①高壓負載漏電。可以將DC/DC、PCU、充電機等設備依次斷開，等到故障解除之后，確認故障件并進行更換。②高壓線/連接器損壞?？梢岳谜讱W表測量，檢查后確定是否損壞，如果已經損壞，需要及時更換。③電池箱進水、電池漏液。檢查電池箱內部，如果出現(xiàn)此類情況要及時處理，如果出現(xiàn)電池漏夜的情況，需要更換電池。④電壓采集線受損。確認電池箱內部漏電之后，要對采集線進行檢查，如果存在破損問題，要及時更換采集線。⑤高壓板檢測結果匯報錯誤。如果出現(xiàn)此類情況，則需要更換高壓板，更換后故障解除則說明高壓板檢測出現(xiàn)問題，如果未解除，則需要尋找其他故障原因。

此外，無法充電也是比較常見的故障情況，可能是因為CAN線端子退針、脫落，進而造成主板無法與充電機進行通信，影響正常充電。也可能是保險損壞，造成無法形成充電回路。針對此類問題，可以采取更換線束、保險的維修方式，確保充電正常。

4 結語

在電動汽車中，動力電池組是汽車的核心組成部分，主要用于為汽車提供動力。為了確保動力電池組可以充分發(fā)揮作用，首先要保障動力電池管理系統(tǒng)的有效性。針對動力電池管理系統(tǒng)中常見的故障問題，要采取有效的檢測維修措施，快速排出故障，避免對電池組造成過大的影響。