浅谈电动汽车锂电池管理系统故障诊断

张东旭 凌泽 张凯庆 田相军 王刘涛

摘要：伴随着社会的发展与科技的进步，人们越来越注重于清洁能源的使用，在此前提下，电动汽车开始了迅速的发展。在电动汽车的构成中，锂电池管理系统是其中的重要组成部分之一，锂电池管理系统不仅跟汽车电池有着关系，同时也会影响到整个车辆系统的运行。锂电池管理系统对于電动汽车的重要性不言而喻，一旦其出现问题就会影响到车辆的整体运作，所以针对于锂电池的系统故障诊断也非常重要。本文首先简单介绍了锂电池管理系统的特点，之后针对于锂电池管理系统的特点分析了系统故障的分类以及其检测方法，希望可以为电动汽车的发展贡献自己的一份力量。

关键词：电动汽车;锂电池管理系统;故障诊断

前言

作为电动汽车的重要组成部分，高压部件中的锂电池管理系统的质量以及其设计好坏会严重影响到汽车整体的可靠性以及安全性。电池系统的故障种类可以分为许多种，包括元部件故障、传感器故障和执行器的故障等。在汽车的运行故障中，一旦出现电池系统故障，会影响整个汽车的系统性能，并且不能快速修复，严重情况下甚至会造成财产损失以及人员伤亡，引发重大事故。

1 锂电池管理系统特点

日渐紧缺的能源以及城市环境污染情况的加重，都促进了新能源体系的发展其中，锂电池管理系统就是不可或缺的重要组成部分。作为连接电动汽车与车载动力电池的重要纽带，电动汽车的锂电池管理十分重要。一般情况下，锂电池管理系统的任务就是对电池的参数进行诊断以及分析、检测电池使用过程中的状态、进行热管理以及均衡管理并且对充放电进行预充控制。电动汽车中使用的锂电池作为二次电池不免会有着一定的缺点，例如电池使用寿命较短、串并联容易出现问题、并且其能够储存的能量较少。此外，在二次电池使用过程中的电池电量以及其安全性能都比较难以估算，为了更好的监控电池的使用情况，分析电池的性能，就出现了锂电池管理系统。电池管理系统可以针对于二次电池的缺点对电池进行控制，有效预防电池过分放电以及过分充电并且能够更好的对电池的使用状态做出监控，延长电池使用寿命，提高电池的利用率。

2 锂电池管理系统故障分类

2.1 充放电电路故障

当锂电池管理系统出现充放电电路短路的情况时，电池就会出现爆炸或者破损的现象。为了避免此种情况的出现，就需要以锂电池的容量为基础，为电池联系系统配备合适的熔断器。配备熔断器之后出现短路情况时，熔断器进行工作自行断开电路，电流就会降至0。

2.2 电池组故障

电动汽车锂电池系统中的关键部件为电池组，一旦电池组出现故障，整个车辆的性能都会有很大的影响。电池组中的每个电池单体都有着一定的差异，在经过多次充电以及放电之后，单个电池中所存储的电量会出现较大的差距。一旦差距出现，在电池组的放电以及充电过程中，每个电池的饱和时间也会有差距，会产生放电过度或者充电过度的情况。除了以上两种情况，单个电池存储电量的差距同样会造成电池寿命的损失，大大降低了电池的使用时间。为了避免以上情况的出现，需要及时更换电池组中的电池，避免出现过度放电或者充电的现象发生。

2.3 BMS故障

当电动汽车出现BMS故障时，就无法对电池组做出管理和检测。并且BMS管理系统本身相对复杂，元器件较多。一旦出现BMS故障会影响到汽车的整体运行，所以针对于BMS故障的诊断也是十分有必要的。

3 锂电池管理系统故障诊断方法

3.1 程序升级法

相较于其他故障诊断方法，程序升级法是随着科技的进步而产生的。一般情况下，锂电池管理系统的程序运行之后出现问题不明确的故障从而导致系统无法正常运作时，就可以将现有的运行程序与之前的程序作对比，分析出现故障的原因。之后通过数据分析，对电池系统发生的故障问题与电动汽车内部所存储数据做出对比分析，再通过检测仪对故障的内容进行检测，就可以诊断出电池管理系统存在故障的原因。

3.2 故障复现法

一般情况下，车辆出现故障的环境条件都是不同的。所以在情况允许的情况下，可以在相同的环境条件之下将车辆的故障问题重现，通过对故障进行仔细分析以及观察诊断故障出现的原因。在特定的条件下，故障复现法对于故障的针对十分有效，之后在使用排除法控制电池系统出现的变量，保持一致的干扰现象，就能够观察到系统中的故障元件，判断出出现故障问题的部位以及具体原因。

3.3 替换法

替换法一般应用在当某个具体的模块出现不正常现象例如电压、控制以及温度出现问题时，通过替换问题模块用来诊断是否模块出现问题，或者是线匝出现问题。

3.4 观察法

锂电池管理系统出现问题之后，针对于其故障诊断的方法有许多种，其中观察法是最常见的一种。顾名思义，观察法就是通过汽车维修人员对问题车辆进行观察，以便初步判断出故障的原因。观察法一般应用于控制不正常以及电池管理系统出现通讯终端时，通过观察的方法查看是否出现系统报警或者系统不正常的情况，在对观察出的情况进行分析以及排除，最终确定出现故障的具体原因。

3.5 环境检查法

许多情况下，电池管理系统出现问题时维修人员会容易忽视细节上的问题，例如开关是否打开、电源是否接通以及连线是否完好无损。简单的问题看起来不容易出错所以不被人注意，但是往往电池管理系统出现问题，就是由细节上的简单问题引起的。因此在电池管理系统出现问题时，不要一开始就使用复杂的办法进行故障检修，而是使用环境检查法检查细节问题。

许多时候，一旦出现电池管理系统的故障问题，检修人员首先要做的就是通过对细节以及根本原因的检查判断出现故障的原因，例如是否出现短路或者短路又或者线路是否正常连接。针对于细节的查看可以在很大程度上节省对于故障的处理时间，一旦出现故障问题时，针对于电池管理系统大方向的检修会造成大量的时间以及人力、物理和财力的浪费，而首先检查细节问题就会避免浪费情况的出现。

结束语

随着世界资源的进一步减少，使用可再生资源作为汽车的主要驱动能源的趋势会越来越明显。未来的汽车能源会进一步的向着锂电池发展，所以锂电池管理系统的故障诊断也需要不断的加强。锂电池在电动汽车的发展中有着举足轻重的地位，有效的进行锂电池管理系统的故障诊断，可以合理的控制电动汽车出现的故障问题，减少意外的发生。因锂电池管理系统发展的重要性十分明显，需要有着不断的进步以及更新，才能帮助提升电动汽车的可靠性，促进电动汽车行业的发展。

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