刁鵬瑜

淄博市技師學院

純電動汽車電池管理系統故障探析

刁鵬瑜

淄博市技師學院

隨著生態環境的惡化，國家提出了節能減排的發展戰略目標。近年來，在國家大力支持下新能源汽車——純電動汽車快速發展，純電動汽車的保有量不斷增多。然而，隨著而來出現了新的問題，由于純電動汽車使用蓄電池供電，所以純電動汽車電池管理系統直接影響到汽車的正常行駛。本文主要分析了純電動汽車電池管理的常見故障以及處理方法，對促進我國新能源汽車發展具有重要意義。

純電動汽車；電池管理系統；常見故障；處理方法

引言

與傳統的汽車相比，電動汽車具有無排放污染、節約能源、結構簡單、使用方便等優點，純電動汽車的發電機是用電力發電，對能源的利用率比傳統燃油汽車高，在制動的時候能夠將電動機轉化為發電機，將汽車的動能轉化為電能，從而實現能源的二次利用。但是我國的純電動汽車發展的時間比較晚，目前技術上還不是很成熟，主要是電池的壽命、電池管理系統等方面還存在諸多問題，這些成為純電池汽車發展的技術瓶頸，分析純電動汽車的電池管理系統故障，對促進新能源汽車的發展具有重要意義。

一、電池管理系統簡介

電池管理系統又稱電池管家,是電動汽車連接車載動力電池的紐帶。電池管理系統性能直接決定了電動汽車動力電池的使用時間，電動電池由于生產工藝的不同，運行環境不同，所以電池也會出現一定的差異性，這種差異性隨著時間的增長，越來越大，電池剩余電量是判斷電動汽車行駛里程的關鍵性因素，但是與燃油汽車不同，電池的剩余電量是可以直接觀察到，電動電池的剩余電量是無法觀測，所以加強電池的管理很有必要。電池管理系統主要的功能主要功能有電池實時監測、狀態評估、在線診斷與預警、熱管理功能、存儲電能、放電與預充等等。電池管理的主要目的是能夠提高電池的利用率，避免電池使用過程中出現過度放電和充電，從而延長電池的使用時間。與汽車其他故障相比，純電動汽車的充電管理系統的故障發生率比較高。因此，研究純電動汽車的常見故障以及處理方法，對純電動車電池管理具有重要意義。

二、電動汽車電池種類

目前用于電動汽車的動力電池主要由以下幾種：

鉛酸蓄電池，這種電池主要由鉛和氧化物組成，電解液是硫酸溶液，成本低、性價比高、生產工藝成熟，但是容量小、重量大、充電時間長、使用時間比較長，而且容易造成鉛污染，在電動自行車應用的比較多，但是電動汽車領域應用的比較少。

鎳鎘蓄電池是由正極活性物質和負極活性物質鎘組成的堿性蓄電池，鎳鎘蓄電池的比能量是55Wh/kg，是早期的手機蓄電池，目前該項技術已經比較成熟，目前已經應用在電動自行車和電動汽車中。這種電池的放電能力強、抗震性能好、充電速度快、比較輕便。但是價格比較高，使用不慎很容易造成鎘污染和鎘中毒。

鎳氫電池由正極活性鎳與氫氣合金材料組成，鎳氫蓄電池具有鎳鎘蓄電池的優點，而且比能量比鎳鎘蓄電池高，可達75—80Wh/kg，在大電流放電時也能正常工作，可靠性高，能適應惡劣環境，使用的材料是氫氣，所以對環境沒有污染。但是這種蓄電池的單體電池電壓比較低，只有1.32V、成本比較高。

鋰電池是由鋰金屬和鋰合金材料構成，比能量為100Wh/kg，鋰電池具有比功率高、無記憶效應、可實現快速充電、使用時間長等優點。但是目前鋰電池的價格比較貴，隨著電動汽車的發展，未來鋰電池的價格可能會出現大幅度的下降，在電動汽車領域應用前景廣闊。

燃料電池是一種化學電池，將燃料和氧化劑發生化學反應釋放的能量直接轉化為電能。與前面四種蓄電池相比，這種電池不需要更換電池或者充電，一旦電池里面的燃料和氧化劑消耗以后，只需要外部供應反應物質，就能繼續使用。而且燃料電池的能量轉化率比較高，有害氣體排放量比較小，但是造價比較昂貴。

三、電池管理系統故障診斷方法

（一）觀察法

如果電池管理系統通信信號中斷或者控制系統異常時，要觀察各個系統模塊是否出現報警顯示，并針對出現的現象進行一一排查。

（二）故障復現法

不同條件下，汽車顯示的故障也不同，所以在條件允許的情況下，盡可能還原故障，并對出現的問題進行確認。

（三）環境檢測法

如果電池管理系統運行過程中，管理系統無法顯示，往往第一時間認為這是電池管理系統內部出現了問題，而忽視了一些很常見的問題。比如沒有接通電源、打開電源開關，電池管理系統的接線是否已經連接好了。因此，平時出現問題時，要第一時間檢查這些被忽略的因素。

（四）排除法

如果電池管理系統運行過程中受到其他因素的干擾，則要逐一排除系統中各個部件，判斷究竟是哪一個部件對管理系統造成影響。

四、電池管理系統常見故障

故障一：

故障問題：電池供電以后整個系統無法運行故障。

故障原因：供電異常、線束短路或是斷路、DCDC無電壓輸出

故障處理：首先檢查外部電源是否與供電系統連接正常，電壓是否達到電池管理系統最低工作電壓，如果電壓不足則立即調整外部電源，以滿足供電需求；然后檢查管理系統的線束是否斷路或者短路現象，如果線束正常，則查看整個電池管理系統給汽車整車供電的DCDC是否有電壓輸出，如果沒有可能是DCDC模塊已經損壞，需要重新更換。

故障二：

故障問題：BMS與ECU不能通信。

故障原因：可能是BMU沒有工作、CAN信號中斷。

故障處理：檢查BMU電源是否正常，CAN信號傳輸線插頭是否有松動，并監聽CAN端口數據，如果無法接受到BMS或者ECU數據包，則證明CAN信號傳輸線有問題，對傳輸線進行處理。

故障三：

故障問題：絕緣檢測報警。

故障原因：電池或者驅動器出現漏洞、絕緣模塊檢測線錯接。

故障處理：通過BDU顯示模塊檢查絕緣檢測數據，用絕緣儀表監測母線和驅動器對地絕緣電阻，如果絕緣電阻降低，則證明是絕緣模塊出現問題，需要更換絕緣模塊檢測線。

故障四：

故障問題：采集膜數據為0。

故障原因：采集線斷開或者采集模塊損壞。

故障處理：將采集線重新插拔，并接線，在采集線的接頭處測量電池電壓、電阻是否正常，如果不正常需要更換采集線。

故障五：

故障問題：電池溫度過高。

故障原因：電池散熱插頭松動或者散熱器故障損壞。

故障處理：重新插拔風扇插頭器，并給風扇單獨供電，檢查風扇是否正常，如果風扇正常則檢查電池的實際溫度。如果正常，則用用溫度探測器進行電池電阻。

故障六：

故障問題：無法使用充電機充電。

故障原因：充電機與BMS通信不正常。

故障處理：更換一臺充電機，如果充電機更換以后還是無法充電，則可能是BMS系統出現故障，檢查BMS充電端口是否與電阻匹配。

故障七：

故障問題：丟失部分電池箱的檢測數據。

故障原因：接插件可能出現接觸不良，或者BMS從控模塊無法正常運行。

故障排除：檢查接插件接觸情況，如果接觸不良，將其重新接觸。如果接觸良好，則要更換BMS模塊。

故障八：

故障問題：SOC在系統中數據變化幅度比較大，在放電過程中，數據比較大。

故障原因：可能是管理系統電流不校準，或者是電池長期沒有深度充放電，電流傳感器型號與主機程序系統不匹配，數據采集模塊無法正常采集工作，導致SOC進行自動校準。

故障排除：在觸摸屏配置頁面中校準電流，并更改主機運行程序，將其與電流傳感器型號匹配，更換采集模量，對SOC進行手動校準。對電池進行深度放電，最好是一個星期進行一次深度放電。

結束語

純電動汽車電池管理系統是嵌入式控制系統，集現代通信技術和檢測技術于一身。通過在線檢測、電池安全與警告、在線診斷、充電控制、熱管理等作用，避免電池在運行過程中，出現過度充放電，損壞電池，從而延長電池的使用壽命。但是由于當前我國電動電池的技術還不夠完善，電池管理系統在運行過程中，遇到故障。國家以及電動汽車制造廠商需要進一步加強對電動汽車電池技術的研發。

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