纯电动汽车动力电池管理系统故障分析

纯电动汽车动力电池管理系统故障分析

王永梅

南京交通技师学院 210049

摘要：动力电池管理系统作为纯电动汽车的核心部件之一，不但要具备动力电池电压、电流以及温度等相关指标性能的自诊断功能，而且是维护和管理动力电池最常用的手段。一旦动力电池管理系统发生故障，必将对纯电动汽车的安全以及动力电池使用寿命产生不利的影响，所以加强动力电池管理系统故障诊断和分析研究工作的力度，对于纯电动汽车的安全使用来说有着极为重要的意义。

关键词：纯电动汽车；动力电池管理系统；故障

1、动力电池管理系统组成

纯电动汽车的动力电池管理系统主要是由电池课题、电池组、主控制盒、高压控制盒、电池低压管理系统、主继电器等几部分组成。动力电池管理系统作为纯电动汽车不可或缺的核心部件之一，其主要发挥着监测动力电池组单体电池电压、单体电池温度、检测动力电池组高压绝缘性能以及检测动力电池组剩余电量的重要作用。

2、动力电池管理系统故障分析

2.1总线通讯故障

动力电池管理系统在运行过程中通过与电动汽车的CAN总线和控制系统之间通讯，即可获取动力电池组运行状态的详细数据信息。如果CAN总线与动力电池管理系统之间出现了通讯故障的话，必然会影响到纯电动汽车的安全稳定运行。维修人员在排查和处理CAN总线通讯故障时，应该以系统原理图为基础依次的检查电源接口是否出现脱落、端子是否出现虚接等问题。如果经过检查发现一切正常的话，并在经过进一步检查且确定动力电池管理体系一切正常的情况下，使用万用表检查CANH与CANL通讯电路电压是否正常，如果检查过程中发现异常则应该及时的采取措施予以维修或更换。

2.2动力电池电压低

如果动力电池组在满电静置状态下检测到BMS报警信号时，则说明电池均衡出现了问题。经过长期的实践操作发现，导致这一故障发生的原因主要集中在以下几方面：（1）BMS采集出现误差。（2）电池均衡失效。（3）动力电池组电芯出现了自放电率过大的问题。（4）电芯容量过低，导致电池放电时出现电压下降过快的现象。针对此类故障的处理，维修人员应该仔细检查动力电池采样线书否出现了断裂或虚接、电池均衡书否正常，一旦检查发现存在问题，必须立即更换。

2.3SOC异常

所谓SOC也就是电池荷电状态，或动力电池剩余电量与最大可用容量之间的比值。如果纯电动汽车在在运行过程中出现了SOC故障现象，那么这一数值自然就会出现变化过大且反复跳跃的情况。动力电池数据准确、传感器输出信息与主机程序出现偏差、动力电池深度放电间隔时间过长、数据采集单元出现异常、SOC无法进行自动校准等因素都是导致此类故障发生的原因。维修人员在处理这一故障时，应该合理利用相应的检测软件矫正动力电池电流、修正主机程序相关数据、定期的开展动力电池的深度放电实验、检查和更换出现异常的数据采集单元。

2.4主继电器不吸合

由于电动汽车通电后即可启动，所以蓄电池必须通过BMS控制动力电池组与主继电器吸合，并在整车高压电路接通后，车辆才能正常行驶。如果纯电动汽车的主继电器在长期运行后发生故障的话，那么车辆必然无法正常起动和行驶。通过对该故障发生原因的分析后发现，BMS发生故障、继电器烧毁等问题都是引发该故障的主要原因。这就要求，维修人员应该从以下几方面着手检查和处理该故障。首先，做好BMS硬件检测的工作。仔细检查线路连接、插接器连接等是否正常。其次，整体检查。纯电动汽车在高速行驶过程中出现的偶发性紧急事故可能是导致继电器烧毁出现的主要原因之一。比如，紧急制动时按下了紧急情况停车按钮，高压突然切断后，产生的电火花都会导致继电器烧毁故障的发生，一旦发现继电器烧毁，维修人员应该采取更换继电器的方式处理。

2.5温度采集故障

电动汽车动力电池组温度的控制是确保纯电动汽车安全行驶的关键。如果动力电池组出现了温度高低的情况，此时动力电池就会出现容量降低的情况。反之如果动力电池温度过高的话，不仅会影响动力电池的使用寿命，严重的还有可能出现动力电池自燃故障的发生。因此，维修人员必须严格的按照要求检测动力电池组的温度参数，避免因为动力电池出现温度过高或高低的问题，影响电动汽车行驶的安全性。

2.6供电后整个系统不工作

BMS上电完成、主继电器闭合、系统供电正常且无故障报警信息，但是纯电动汽车仍无法正常运行时，维修人员应该先拨开维修开关，切断整车高压线路，并在保证没有危险隐患后才能开展故障诊断工作。由于整车供电异常、线束短路或断路、DC转换器无电压输出等都是导致此类故障发生的原因。所以，维修人员在开展故障维修是，应该采用观察法，仔细观察外部线路是否出现了破损的情况，如果经过检查一切正常时，则应该进一步检查外部蓄电池供电系统供电电压是否达到BMS上电的最低要求。在确定外部电源电压一切正常的情况下，维修人员应该从低电压输出装置DC转换器检查着手，一旦检查发现出现异常情况，必须立即更换损坏的DC单元，直至故障彻底解决为止。

2.7高压互锁故障

由于纯电动汽车的整车高压电达到了300V左右，一旦纯电动汽车出现了动力电池漏电的现象，那么必将威胁到使用者的生命安全。所以，为了最大限度的降低纯电动汽车电池漏电故障发生的概率，维修人员应该合理运用高压互锁装置防止纯电动汽车出现高压漏电的情况。所谓高压互锁实际上就是利用低电压信号控制和检测高压电回路是否出现异常的安全保护措施。这种安全保护措施与高压器件采用了不同的设计理念和方式，是一种最有效的保护措施。如果纯电动汽车出现了驱动电机不上电、车辆无法正常行驶、仪表盘显示出高压互锁等故障时。维修人员应该先从车载充电器、高压配电箱、驱动电机控制器、DC转换器等整车高压部件连接线路的检测。经过检测和分析确定导致故障发生的原因，并以此为基础制定具有针对性的故障处理和维修策略，才能在彻底积极此类故障的情况下，保证纯电动汽车的安全行驶不受影响。

结束语

总之，纯电动汽车动力电池管理系统是纯电动汽车不可或缺的核心部件之一，如果动力电池管理系统发生故障的话，那么必然会影响到电动汽车的行驶的安全性和稳定性。所以，维修人员应该在深入分析动力电池管理学习通故障的基础上，制定科学合理的动力电池管理系统故障维修策略，避免因为BMS发生故障造成不必要的损失。

参考文献

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[2]张燕.纯电动汽车动力电池技术研究[J].汽车实用技术,2019,17:19-22.

[3]刘江. 小型纯电动汽车电池管理系统的开发[D].武汉理工大学,2019.

1966年12月，女，汉，江苏南京，一级实习指导教师，本科