淺談電動汽車鋰電池管理系統故障診斷

張東旭 凌澤 張凱慶 田相軍 王劉濤

摘要：伴隨著社會的發展與科技的進步，人們越來越注重于清潔能源的使用，在此前提下，電動汽車開始了迅速的發展。在電動汽車的構成中，鋰電池管理系統是其中的重要組成部分之一，鋰電池管理系統不僅跟汽車電池有著關系，同時也會影響到整個車輛系統的運行。鋰電池管理系統對于電動汽車的重要性不言而喻，一旦其出現問題就會影響到車輛的整體運作，所以針對于鋰電池的系統故障診斷也非常重要。本文首先簡單介紹了鋰電池管理系統的特點，之后針對于鋰電池管理系統的特點分析了系統故障的分類以及其檢測方法，希望可以為電動汽車的發展貢獻自己的一份力量。

關鍵詞：電動汽車;鋰電池管理系統;故障診斷

前言

作為電動汽車的重要組成部分，高壓部件中的鋰電池管理系統的質量以及其設計好壞會嚴重影響到汽車整體的可靠性以及安全性。電池系統的故障種類可以分為許多種，包括元部件故障、傳感器故障和執行器的故障等。在汽車的運行故障中，一旦出現電池系統故障，會影響整個汽車的系統性能，并且不能快速修復，嚴重情況下甚至會造成財產損失以及人員傷亡，引發重大事故。

1 鋰電池管理系統特點

日漸緊缺的能源以及城市環境污染情況的加重，都促進了新能源體系的發展其中，鋰電池管理系統就是不可或缺的重要組成部分。作為連接電動汽車與車載動力電池的重要紐帶，電動汽車的鋰電池管理十分重要。一般情況下，鋰電池管理系統的任務就是對電池的參數進行診斷以及分析、檢測電池使用過程中的狀態、進行熱管理以及均衡管理并且對充放電進行預充控制。電動汽車中使用的鋰電池作為二次電池不免會有著一定的缺點，例如電池使用壽命較短、串并聯容易出現問題、并且其能夠儲存的能量較少。此外，在二次電池使用過程中的電池電量以及其安全性能都比較難以估算，為了更好的監控電池的使用情況，分析電池的性能，就出現了鋰電池管理系統。電池管理系統可以針對于二次電池的缺點對電池進行控制，有效預防電池過分放電以及過分充電并且能夠更好的對電池的使用狀態做出監控，延長電池使用壽命，提高電池的利用率。

2 鋰電池管理系統故障分類

2.1 充放電電路故障

當鋰電池管理系統出現充放電電路短路的情況時，電池就會出現爆炸或者破損的現象。為了避免此種情況的出現，就需要以鋰電池的容量為基礎，為電池聯系系統配備合適的熔斷器。配備熔斷器之后出現短路情況時，熔斷器進行工作自行斷開電路，電流就會降至0。

2.2 電池組故障

電動汽車鋰電池系統中的關鍵部件為電池組，一旦電池組出現故障，整個車輛的性能都會有很大的影響。電池組中的每個電池單體都有著一定的差異，在經過多次充電以及放電之后，單個電池中所存儲的電量會出現較大的差距。一旦差距出現，在電池組的放電以及充電過程中，每個電池的飽和時間也會有差距，會產生放電過度或者充電過度的情況。除了以上兩種情況，單個電池存儲電量的差距同樣會造成電池壽命的損失，大大降低了電池的使用時間。為了避免以上情況的出現，需要及時更換電池組中的電池，避免出現過度放電或者充電的現象發生。

2.3 BMS故障

當電動汽車出現BMS故障時，就無法對電池組做出管理和檢測。并且BMS管理系統本身相對復雜，元器件較多。一旦出現BMS故障會影響到汽車的整體運行，所以針對于BMS故障的診斷也是十分有必要的。

3 鋰電池管理系統故障診斷方法

3.1 程序升級法

相較于其他故障診斷方法，程序升級法是隨著科技的進步而產生的。一般情況下，鋰電池管理系統的程序運行之后出現問題不明確的故障從而導致系統無法正常運作時，就可以將現有的運行程序與之前的程序作對比，分析出現故障的原因。之后通過數據分析，對電池系統發生的故障問題與電動汽車內部所存儲數據做出對比分析，再通過檢測儀對故障的內容進行檢測，就可以診斷出電池管理系統存在故障的原因。

3.2 故障復現法

一般情況下，車輛出現故障的環境條件都是不同的。所以在情況允許的情況下，可以在相同的環境條件之下將車輛的故障問題重現，通過對故障進行仔細分析以及觀察診斷故障出現的原因。在特定的條件下，故障復現法對于故障的針對十分有效，之后在使用排除法控制電池系統出現的變量，保持一致的干擾現象，就能夠觀察到系統中的故障元件，判斷出出現故障問題的部位以及具體原因。

3.3 替換法

替換法一般應用在當某個具體的模塊出現不正?，F象例如電壓、控制以及溫度出現問題時，通過替換問題模塊用來診斷是否模塊出現問題，或者是線匝出現問題。

3.4 觀察法

鋰電池管理系統出現問題之后，針對于其故障診斷的方法有許多種，其中觀察法是最常見的一種。顧名思義，觀察法就是通過汽車維修人員對問題車輛進行觀察，以便初步判斷出故障的原因。觀察法一般應用于控制不正常以及電池管理系統出現通訊終端時，通過觀察的方法查看是否出現系統報警或者系統不正常的情況，在對觀察出的情況進行分析以及排除，最終確定出現故障的具體原因。

3.5 環境檢查法

許多情況下，電池管理系統出現問題時維修人員會容易忽視細節上的問題，例如開關是否打開、電源是否接通以及連線是否完好無損。簡單的問題看起來不容易出錯所以不被人注意，但是往往電池管理系統出現問題，就是由細節上的簡單問題引起的。因此在電池管理系統出現問題時，不要一開始就使用復雜的辦法進行故障檢修，而是使用環境檢查法檢查細節問題。

許多時候，一旦出現電池管理系統的故障問題，檢修人員首先要做的就是通過對細節以及根本原因的檢查判斷出現故障的原因，例如是否出現短路或者短路又或者線路是否正常連接。針對于細節的查看可以在很大程度上節省對于故障的處理時間，一旦出現故障問題時，針對于電池管理系統大方向的檢修會造成大量的時間以及人力、物理和財力的浪費，而首先檢查細節問題就會避免浪費情況的出現。

結束語

隨著世界資源的進一步減少，使用可再生資源作為汽車的主要驅動能源的趨勢會越來越明顯。未來的汽車能源會進一步的向著鋰電池發展，所以鋰電池管理系統的故障診斷也需要不斷的加強。鋰電池在電動汽車的發展中有著舉足輕重的地位，有效的進行鋰電池管理系統的故障診斷，可以合理的控制電動汽車出現的故障問題，減少意外的發生。因鋰電池管理系統發展的重要性十分明顯，需要有著不斷的進步以及更新，才能幫助提升電動汽車的可靠性，促進電動汽車行業的發展。

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