纯电动汽车电池管理系统故障探析

刁鹏瑜

淄博市技师学院

纯电动汽车电池管理系统故障探析

刁鹏瑜

淄博市技师学院

随着生态环境的恶化，国家提出了节能减排的发展战略目标。近年来，在国家大力支持下新能源汽车——纯电动汽车快速发展，纯电动汽车的保有量不断增多。然而，随着而来出现了新的问题，由于纯电动汽车使用蓄电池供电，所以纯电动汽车电池管理系统直接影响到汽车的正常行驶。本文主要分析了纯电动汽车电池管理的常见故障以及处理方法，对促进我国新能源汽车发展具有重要意义。

纯电动汽车；电池管理系统；常见故障；处理方法

引言

与传统的汽车相比，电动汽车具有无排放污染、节约能源、结构简单、使用方便等优点，纯电动汽车的发电机是用电力发电，对能源的利用率比传统燃油汽车高，在制动的时候能够将电动机转化为发电机，将汽车的动能转化为电能，从而实现能源的二次利用。但是我国的纯电动汽车发展的时间比较晚，目前技术上还不是很成熟，主要是电池的寿命、电池管理系统等方面还存在诸多问题，这些成为纯电池汽车发展的技术瓶颈，分析纯电动汽车的电池管理系统故障，对促进新能源汽车的发展具有重要意义。

一、电池管理系统简介

电池管理系统又称电池管家,是电动汽车连接车载动力电池的纽带。电池管理系统性能直接决定了电动汽车动力电池的使用时间，电动电池由于生产工艺的不同，运行环境不同，所以电池也会出现一定的差异性，这种差异性随着时间的增长，越来越大，电池剩余电量是判断电动汽车行驶里程的关键性因素，但是与燃油汽车不同，电池的剩余电量是可以直接观察到，电动电池的剩余电量是无法观测，所以加强电池的管理很有必要。电池管理系统主要的功能主要功能有电池实时监测、状态评估、在线诊断与预警、热管理功能、存储电能、放电与预充等等。电池管理的主要目的是能够提高电池的利用率，避免电池使用过程中出现过度放电和充电，从而延长电池的使用时间。与汽车其他故障相比，纯电动汽车的充电管理系统的故障发生率比较高。因此，研究纯电动汽车的常见故障以及处理方法，对纯电动车电池管理具有重要意义。

二、电动汽车电池种类

目前用于电动汽车的动力电池主要由以下几种：

铅酸蓄电池，这种电池主要由铅和氧化物组成，电解液是硫酸溶液，成本低、性价比高、生产工艺成熟，但是容量小、重量大、充电时间长、使用时间比较长，而且容易造成铅污染，在电动自行车应用的比较多，但是电动汽车领域应用的比较少。

镍镉蓄电池是由正极活性物质和负极活性物质镉组成的碱性蓄电池，镍镉蓄电池的比能量是55Wh/kg，是早期的手机蓄电池，目前该项技术已经比较成熟，目前已经应用在电动自行车和电动汽车中。这种电池的放电能力强、抗震性能好、充电速度快、比较轻便。但是价格比较高，使用不慎很容易造成镉污染和镉中毒。

镍氢电池由正极活性镍与氢气合金材料组成，镍氢蓄电池具有镍镉蓄电池的优点，而且比能量比镍镉蓄电池高，可达75—80Wh/kg，在大电流放电时也能正常工作，可靠性高，能适应恶劣环境，使用的材料是氢气，所以对环境没有污染。但是这种蓄电池的单体电池电压比较低，只有1.32V、成本比较高。

锂电池是由锂金属和锂合金材料构成，比能量为100Wh/kg，锂电池具有比功率高、无记忆效应、可实现快速充电、使用时间长等优点。但是目前锂电池的价格比较贵，随着电动汽车的发展，未来锂电池的价格可能会出现大幅度的下降，在电动汽车领域应用前景广阔。

燃料电池是一种化学电池，将燃料和氧化剂发生化学反应释放的能量直接转化为电能。与前面四种蓄电池相比，这种电池不需要更换电池或者充电，一旦电池里面的燃料和氧化剂消耗以后，只需要外部供应反应物质，就能继续使用。而且燃料电池的能量转化率比较高，有害气体排放量比较小，但是造价比较昂贵。

三、电池管理系统故障诊断方法

（一）观察法

如果电池管理系统通信信号中断或者控制系统异常时，要观察各个系统模块是否出现报警显示，并针对出现的现象进行一一排查。

（二）故障复现法

不同条件下，汽车显示的故障也不同，所以在条件允许的情况下，尽可能还原故障，并对出现的问题进行确认。

（三）环境检测法

如果电池管理系统运行过程中，管理系统无法显示，往往第一时间认为这是电池管理系统内部出现了问题，而忽视了一些很常见的问题。比如没有接通电源、打开电源开关，电池管理系统的接线是否已经连接好了。因此，平时出现问题时，要第一时间检查这些被忽略的因素。

（四）排除法

如果电池管理系统运行过程中受到其他因素的干扰，则要逐一排除系统中各个部件，判断究竟是哪一个部件对管理系统造成影响。

四、电池管理系统常见故障

故障一：

故障问题：电池供电以后整个系统无法运行故障。

故障原因：供电异常、线束短路或是断路、DCDC无电压输出

故障处理：首先检查外部电源是否与供电系统连接正常，电压是否达到电池管理系统最低工作电压，如果电压不足则立即调整外部电源，以满足供电需求；然后检查管理系统的线束是否断路或者短路现象，如果线束正常，则查看整个电池管理系统给汽车整车供电的DCDC是否有电压输出，如果没有可能是DCDC模块已经损坏，需要重新更换。

故障二：

故障问题：BMS与ECU不能通信。

故障原因：可能是BMU没有工作、CAN信号中断。

故障处理：检查BMU电源是否正常，CAN信号传输线插头是否有松动，并监听CAN端口数据，如果无法接受到BMS或者ECU数据包，则证明CAN信号传输线有问题，对传输线进行处理。

故障三：

故障问题：绝缘检测报警。

故障原因：电池或者驱动器出现漏洞、绝缘模块检测线错接。

故障处理：通过BDU显示模块检查绝缘检测数据，用绝缘仪表监测母线和驱动器对地绝缘电阻，如果绝缘电阻降低，则证明是绝缘模块出现问题，需要更换绝缘模块检测线。

故障四：

故障问题：采集膜数据为0。

故障原因：采集线断开或者采集模块损坏。

故障处理：将采集线重新插拔，并接线，在采集线的接头处测量电池电压、电阻是否正常，如果不正常需要更换采集线。

故障五：

故障问题：电池温度过高。

故障原因：电池散热插头松动或者散热器故障损坏。

故障处理：重新插拔风扇插头器，并给风扇单独供电，检查风扇是否正常，如果风扇正常则检查电池的实际温度。如果正常，则用用温度探测器进行电池电阻。

故障六：

故障问题：无法使用充电机充电。

故障原因：充电机与BMS通信不正常。

故障处理：更换一台充电机，如果充电机更换以后还是无法充电，则可能是BMS系统出现故障，检查BMS充电端口是否与电阻匹配。

故障七：

故障问题：丢失部分电池箱的检测数据。

故障原因：接插件可能出现接触不良，或者BMS从控模块无法正常运行。

故障排除：检查接插件接触情况，如果接触不良，将其重新接触。如果接触良好，则要更换BMS模块。

故障八：

故障问题：SOC在系统中数据变化幅度比较大，在放电过程中，数据比较大。

故障原因：可能是管理系统电流不校准，或者是电池长期没有深度充放电，电流传感器型号与主机程序系统不匹配，数据采集模块无法正常采集工作，导致SOC进行自动校准。

故障排除：在触摸屏配置页面中校准电流，并更改主机运行程序，将其与电流传感器型号匹配，更换采集模量，对SOC进行手动校准。对电池进行深度放电，最好是一个星期进行一次深度放电。

结束语

纯电动汽车电池管理系统是嵌入式控制系统，集现代通信技术和检测技术于一身。通过在线检测、电池安全与警告、在线诊断、充电控制、热管理等作用，避免电池在运行过程中，出现过度充放电，损坏电池，从而延长电池的使用寿命。但是由于当前我国电动电池的技术还不够完善，电池管理系统在运行过程中，遇到故障。国家以及电动汽车制造厂商需要进一步加强对电动汽车电池技术的研发。

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