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电池管理系统(BMS)及七大故障分析法

北极星储能网  来源:电子发烧友    2018/6/8 8:46:24  我要投稿  

北极星储能网讯: 电池、电机、电控技术是电动车最核心的技术。因为这三项技术的用用,是每一辆电动车都需要并且直接影响车辆的续航里程、加速时间等参数。其中电控中最核心的功能就是电池管理系统(Battery management system)简称BMS

电动车上的三电技术:电池、电机、电控技术是电动车最核心的技术。因为这三项技术的用用,是每一辆电动车都需要并且直接影响车辆的续航里程、加速时间等参数。

这三块技术就是组成电动汽车的木桶,其中的任意一块存在短板的话都会直接影响车辆的性能表现。

三电技术中电池和电机对电动车性能的影响表现的比较明显。比如电机的功率大小直接影响车辆的动力表现,而纯电动汽车电池的储能多少与车辆的续航里程息息相。

但是同为三电系统中的电控技术,在电动车中的具体技术应用又是什么呢?为什么能与电池和电机想齐并论在三电系统中占有一席之地呢?

电控中最核心的功能就是电池管理系统(Battery management system)简称BMS。

要是没有这个系统,动力电池的充放电、使用寿命都会大打折扣,如果把电池比作一队参战的士兵,那BMS系统就是这群士兵的参谋加将军,让电动汽车在实际应用中达到事半功倍的效果。

为什么要有BMS系统

如果想把电动汽车上这个“将军”理解透彻首先还是要从下面的士兵说起。BMS系统主要应用在二次电池上,尤其对于目前主流的使用锂离子电池的电动新能源汽车尤为重要。

不管车辆使用的是哪种锂离子电池,动力电池都是由一个个小的电池单体通过串、并联的方式组成电池组,再由电池组最终组成车辆的动力电池单元。

而在电池组中真正发挥储能作用的是电池组中每一个小小的电池单体,比如特斯拉使用的18650锂离子电池,其实数字代表的就是每一个电池单体直径为18mm,长度为65mm。

而一辆85kW?h版本的Tesla Model S的电池组就由接近7000节18650锂电池构成。

一辆汽车上有如此多的电池单体,而每一个小的电池单体都是单独制造的,因为电池的电化学特性的原因出厂后的电池存在每个单体储能一致性存在差别的问题。

而充电时又是从一个充电口来为车子充电,如何保证每一块电池都充满电,而又不会因为过度充电对电池造成损害就是BMS系统要解决的问题之一。

BMS系统究竟是如何管理这么多电池单体的呢?

通常情况下,BMS系统都要通过两部分来确定如何管理电池组,就是检测模块和原酸控制模块。

Tesla的电池管理模块

检测模块的实现相对简单一些,主要是通过传感器收集电池在使用过程中的参数信息比如:温度、每一个电池单体的典雅、电流,电池组的典雅、电流等。

这些数据在之后的电池组管理中起到至关重要的作用,可以说如果没有这些电池状态的数据作为支撑,电池的系统管理就无从谈起。

根据收集到的数据,BMS系统就会根据每一个电池单体的实际情况来分配如何为电池充电,哪一个电池单体已经充满可以停止给它充电等。

并且在使用过程中,通过状态估算的方式确定每一颗电池的状态,通过SOC(State Of Charge)、SOP(State Of Power)、SOH(State of Health)以及均衡和热管理等方式来实现对电池的合理利用。

一个完整的BMS的软件工作比例:

电动汽车BMS七大故障分析法:

1、观察法当系统发生通讯中断或控制异常时,观察系统各个模块是否有报警,显示屏上是否有报警图标,再针对得出的现象一一排查。

2、故障复现法车辆在不同的条件下出现的故障是不同的,在条件允许的情况,尽可能在相同条件下让故障复现,对问题点进行确认。

3、排除法当系统发生类似干扰现象时,应逐个去除系统中的各个部件,来判断是哪个部分对系统造成影响。

4、替换法当某个模块出现温度、电压、控制等异常时,调换相同串数的模块位置,来诊断是模块问题或线束问题。

5、环境检查法 当系统出现故障时,如系统无法显示,我们先不要急于进行深入的考虑,因为往往我们会忽略一些细节问题。首先我们应该看看那些显而易见的东西:如有没有接通电源?开关是否已打开?是不是所有的接线都连接上了?或许问题的根源就在其中。

6、程序升级法当新的程序烧录后出现不明故障,导致系统控制异常,可烧录前一版程序进行比对,来进行故障的分析处理。

7、数据分析法当BMS发生控制或相关故障时,可对BMS存储数据进行分析,对CAN总线中的报文内容进行分析

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