電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷

摘 ?要：在環(huán)保事業(yè)不斷地推進(jìn)的背景之下，我國(guó)加大了對(duì)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展支持力度，為電動(dòng)汽車行業(yè)提供了可持續(xù)發(fā)展動(dòng)力。由于電池技術(shù)是電動(dòng)汽車行業(yè)重點(diǎn)突破與發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)之一，電動(dòng)汽車行業(yè)需要認(rèn)真地研究電池技術(shù)，提高電池技術(shù)發(fā)展水平。電池乃電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源，其性能關(guān)系著帶動(dòng)電動(dòng)汽車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?；诖?，有必要重點(diǎn)關(guān)注電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)，尤其是要深入地研究系統(tǒng)故障診斷方法，以此切實(shí)保證電動(dòng)汽車安全行駛。本文主要概述了電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷，研究了電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷模型，希望為電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷工作提供一定的思路。

關(guān)鍵詞：電池管理系統(tǒng);電動(dòng)汽車;故障診斷

引言

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)環(huán)境污染程度逐漸加深。為提高環(huán)保水平，保護(hù)人類賴以生存的家園，我國(guó)構(gòu)建了生態(tài)環(huán)保理念，實(shí)施了一系列環(huán)保政策。當(dāng)前，各大領(lǐng)域積極地把綠色環(huán)保理念融入自身的運(yùn)營(yíng)開(kāi)發(fā)工作之中，以此為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)一份力量。其中，汽車領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了電動(dòng)汽車，大大提高了社會(huì)綠色發(fā)展水平。電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車內(nèi)部的核心構(gòu)成要素，然而，該系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中容易出現(xiàn)一些故障，影響人們出行。因此，放有必要優(yōu)化電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷工作，提高故障診斷效率，保證維修質(zhì)量。

1電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷概述

1.1充放電電路故障

若是電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)出現(xiàn)充放電短路故障，就會(huì)影響電池正常使用時(shí)間，不僅如此，嚴(yán)重時(shí)容易誘發(fā)安全事故。通過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)充放電電路故障的原因如下，即鋰電池充放電過(guò)量。電池并非能夠長(zhǎng)久使用的，而是具有一定使用期限的，在超出電池使用壽命的情況之下，不建議用戶繼續(xù)使用。而電池使用壽命與電池的容量大小具有重要的關(guān)系。如果在電池已經(jīng)充滿電時(shí)繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行充電，就容易對(duì)電池的性能造成傷害。主要表現(xiàn)在，在充電過(guò)度時(shí)，電池負(fù)極表面鋰離子被還原成鋰金屬析出，并形成枝晶，進(jìn)而提高電池短路發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

1.2電池組故障

鋰電池電池不一致。通常情況之下，鋰電池組的工作電壓是100-500V，單體鋰電池的電壓是3.7V。在組成鋰電池組的電池存在電壓、電阻、容量等參數(shù)存在不一致時(shí)，就容易加大充放電電路故障發(fā)生幾率。

1.3 BMS故障

BMS系統(tǒng)主要發(fā)揮對(duì)電動(dòng)汽車監(jiān)視和管理作用。在BMS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況之下，就不能夠很好地推進(jìn)電動(dòng)汽車管理工作，也不能夠很好地解決電動(dòng)汽車運(yùn)行出現(xiàn)的問(wèn)題。單片機(jī)是BMS系統(tǒng)的重要組成部分，單片機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題是導(dǎo)致BMS系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因。由該系統(tǒng)是由多個(gè)單片機(jī)組成的，相關(guān)人員開(kāi)展故障診斷工作存在一定難度。所以，相關(guān)人員需要增強(qiáng)故障的診斷素養(yǎng)，提高展故障診斷工作水平。對(duì)于研究人士來(lái)講，其有必要應(yīng)用科學(xué)技術(shù)不斷地優(yōu)化BMS系統(tǒng)。

2電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷模型

2.1鋰電池溫升影響因素模型

由于溫度影響著電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)人員有必要把溫度納入故障診斷工作之中。一般而言，在50℃條件下，鋰電池需要經(jīng)過(guò)141個(gè)周期循環(huán)才能使SOC濃度降至20%，溫度上升至58℃。為提高鋰電池溫升影響因素探究水平，要構(gòu)建鋰電池溫升模型，保證故障診斷效率。電池產(chǎn)生熱量主要發(fā)生在充電放電的過(guò)程中，其中，Qr會(huì)伴隨Qs副反應(yīng)熱，同時(shí)電池內(nèi)阻產(chǎn)生的焦耳熱Qj以及極化反應(yīng)產(chǎn)生的極化反應(yīng)熱Qp。電池?zé)崮Ｐ鸵?jiàn)公式一，q是電池生熱速率，ρ是電池密度，λx、λy、λz分別對(duì)應(yīng)該位置的導(dǎo)熱系數(shù)，Cp是電池比熱容。通過(guò)把相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式之中，相對(duì)容易發(fā)現(xiàn)鋰電池溫升原因，而維修人員就可以根據(jù)原因，構(gòu)建電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)維修方案。

2.2電池荷載狀況預(yù)測(cè)模型

SOC即鋰電池荷載狀態(tài)，從SOC中可以了解到，電池剩余電量與電池管理系統(tǒng)的主要參數(shù)。在長(zhǎng)期電池已經(jīng)充滿電時(shí)繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行充電，就容易縮短電池使用時(shí)間。為提高電池使用率，防止其性能受到不良影響，就需要可以通過(guò)構(gòu)建電池荷載狀況預(yù)測(cè)模型（SOC），預(yù)測(cè)電池剩余電量與電池管理系統(tǒng)的主要參數(shù)。在參數(shù)與正常要求不同的情況之下，就可以判斷為電池出現(xiàn)了異常，進(jìn)而科學(xué)地解決這些問(wèn)題。

電動(dòng)汽車電池結(jié)構(gòu)包括眾多要素，其結(jié)構(gòu)是相對(duì)復(fù)雜的，正是如此，相關(guān)人員應(yīng)用傳統(tǒng)的方法開(kāi)展電池荷載狀況預(yù)測(cè)活動(dòng)的過(guò)程中容易遇到一些問(wèn)題。因此，要不斷地研究有效地電池荷載狀況預(yù)測(cè)模型構(gòu)建方法與估算方法，保證電池管理系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)性。其中，GA-LSSVR算法、放電實(shí)驗(yàn)法、內(nèi)阻法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等屬于科學(xué)的估算方法，所以，相關(guān)人員有必要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適地估算方法。由于GA-LSSVR算法有利于保證鋰電池荷載狀態(tài)估算效果，本次主要對(duì)GA-LSSVR算法進(jìn)行分析介紹。電池的工作電流、溫度以及電壓是了解鋰電池荷載狀態(tài)的重點(diǎn)，在應(yīng)用GA-LSSVR算法時(shí)，相關(guān)人員需要把這些要素所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到預(yù)測(cè)模型之中，進(jìn)而得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。之后，維修人員則需要構(gòu)建關(guān)于故障問(wèn)題的解決方案，進(jìn)而提高故障解決水平。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)，我國(guó)的環(huán)境保護(hù)水平不斷地提高。所取得環(huán)保成就除了與采取大量的環(huán)保治理措施具有重要的關(guān)系之外，與電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展同樣有關(guān)。為推進(jìn)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展，增大其市場(chǎng)份額，我國(guó)實(shí)施了關(guān)于電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展傾斜政策。雖然電動(dòng)汽車行業(yè)取得了發(fā)展成就，但是尚且存在一些問(wèn)題影響著其發(fā)展步伐。其中，電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展水平并不高，容易提高系統(tǒng)故障發(fā)生率。因此，相關(guān)人員有必要探究電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)故障診斷新思路，并注重總結(jié)系統(tǒng)故障診斷經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而構(gòu)建完善的系統(tǒng)故障診斷模型，從而科學(xué)地推進(jìn)系統(tǒng)故障診斷工作。

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課題名稱：電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)架的改造 ?課題來(lái)源：院級(jí)一般項(xiàng)目 ? ? 項(xiàng)目編號(hào)：2018KYC04

作者簡(jiǎn)介：王平出生年月：1975.02.03：男：漢：陜西·咸陽(yáng)·興平：本科：高級(jí)講師：畢業(yè)院校：東北大學(xué)：畢業(yè)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及制造：研究方向：機(jī)電一體化：咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。