電動汽車動力電池管理系統常見故障及處理方法

(鹽城生物工程高等職業技術學校，江蘇 鹽城 224000)

1 電動汽車動力電池管理系統概述

在電動汽車中，動力電池發揮著巨大的作用，而動力電池管理系統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。

動力電池管理系統可以監測和控制電池組，由控制單元對整個系統進行控制，應用巡檢的方式，以CAN總線為基礎，實現監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。包括數據對比、顯示等，如果發現異常情況會發出警報，然后利用CAN總線控制監測單元充電的均衡性[1]。監測單元可以收集電池參數數據，對控制單元發出的命令進行執行。該系統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。在該管理系統中，監控采樣的主要內容包括單體電壓、總電壓、電流、溫度等數據，獲取參數數據之后會向整車控制器反饋。動力電池管理系統不僅可以監控和管理電池的性能參數，還可以進行環境管理，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，避免環境溫度過高或過低。如果動力電池管理系統產生故障，則無法準確、有效地監控電池的運行情況，也不能對電池的荷電狀態進行估算。

2 電動汽車動力電池管理系統常見故障

在電動汽車動力電池管理系統中，受到各種因素的影響，難免會出現各類故障問題，這些故障問題會影響系統的工作能力，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、環境，包括電池過充、過放，環境溫度過高、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起火、爆炸等危險[2]。為了確保電池的安全使用，需要充分發揮電池管理系統的作用，其可以監測動力電池的各項參數、實時狀態，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，可以實時掌握電池的運行狀態，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。

雖然動力電池管理系統可以在一定程度上確保電池的安全性和可靠性，但系統難免會出現故障問題，常見故障包括以下幾種：CAN系統通信故障、電壓或溫度采集異常、絕緣故障、BMS工作狀態不正常、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常見故障的處理方法

3.1 CAN通信故障

CAN線可能會出現脫落的情況，也可能出現端子退針的情況，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值，表明BMS硬件出現故障問題，需要更換新的硬件。

3.2 BMS故障

在BMS出現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定。②檢查CAN線連接是否可靠，如果沒有可靠連接，就會出現通信故障。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退針的情況，則從板無電源、從板數據無法向主板傳輸，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控制主板出現問題，更換主板并監控使用情況，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，確認二者數值是否一致，如果一致，則需要對從板進行更換，還要對現場數據進行收集，掌握歷史故障數據信息，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溫度傳感器無法發揮效用。如果只是單獨的溫度數據缺失，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。通過檢測可以發現，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，則會顯示異常監控值。

3.4 絕緣故障

在管理系統中，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。可以利用兆歐表測量，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，如果出現此類情況要及時處理，如果出現電池漏夜的情況，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揮作用，首先要保障動力電池管理系統的有效性。針對動力電池管理系統中常見的故障問題，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。