鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2566次 | 2020年08月01日
BMS系統(tǒng)及七大故障分析法
電池、電機(jī)、電控技術(shù)是電動(dòng)汽車最核心的技術(shù)。因?yàn)檫@三項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,是每一輛電動(dòng)汽車都要并且直接影響車輛的續(xù)航里程、加速時(shí)間等參數(shù)。其中電控中最核心的功能就是電池管理系統(tǒng)(Batterymanagementsystem)簡(jiǎn)稱BMS。
電動(dòng)汽車上的三電技術(shù):電池、電機(jī)、電控技術(shù)是電動(dòng)汽車最核心的技術(shù)。因?yàn)檫@三項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,是每一輛電動(dòng)汽車都要并且直接影響車輛的續(xù)航里程、加速時(shí)間等參數(shù)。
這三塊技術(shù)就是組成電動(dòng)汽車的木桶,其中的任意一塊存在短板的話都會(huì)直接影響車輛的性能表現(xiàn)。
三電技術(shù)中電池和電機(jī)對(duì)電動(dòng)汽車性能的影響表現(xiàn)的比較明顯。比如電機(jī)的功率大小直接影響車輛的動(dòng)力表現(xiàn),而純電動(dòng)汽車電池的儲(chǔ)能多少與車輛的續(xù)航里程息息相關(guān)。
但是同為三電系統(tǒng)中的電控技術(shù),在電動(dòng)汽車中的具體技術(shù)應(yīng)用又是什么呢?為何能與電池和電機(jī)相提并論在三電系統(tǒng)中占有一席之地呢?
電控中最核心的功能就是電池管理系統(tǒng)(Batterymanagementsystem)簡(jiǎn)稱BMS。要是沒(méi)有這個(gè)系統(tǒng),動(dòng)力鋰電池的充放電、使用壽命都會(huì)大打折扣,假如把電池比作一隊(duì)參戰(zhàn)的士兵,那BMS系統(tǒng)就是這群士兵的參謀加將軍,讓電動(dòng)汽車在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到事半功倍的效果。
為何要有BMS系統(tǒng)
假如想把電動(dòng)汽車上這個(gè)“將軍”理解透徹首先還是要從下面的士兵說(shuō)起。BMS系統(tǒng)重要應(yīng)用在二次電池上,尤其關(guān)于目前主流的使用鋰離子電池的電動(dòng)新能源汽車尤為重要。
不管車輛使用的是哪種鋰離子電池,動(dòng)力鋰電池都是由一個(gè)個(gè)小的電池單體通過(guò)串、并聯(lián)的方式組成電池組,再由電池組最終組成車輛的動(dòng)力鋰電池單元。
而在電池組中真正發(fā)揮儲(chǔ)能用途的是電池組中每一個(gè)小小的電池單體,比如特斯拉使用的18650鋰離子電池,其實(shí)數(shù)字代表的就是每一個(gè)電池單體直徑為18mm,長(zhǎng)度為65mm。
而一輛85kW/h版本的TeslaModelS的電池組就由接近7000節(jié)18650鋰離子電池構(gòu)成。
一輛汽車上有如此多的電池單體,而每一個(gè)小的電池單體都是單獨(dú)制造的,因?yàn)殡姵氐碾娀瘜W(xué)特性的原因出廠后的電池存在每個(gè)單體儲(chǔ)能一致性存在差別的問(wèn)題。
而充電時(shí)又是從一個(gè)充電口來(lái)為車子充電,如何保證每一塊電池都充滿電,而又不會(huì)因?yàn)檫^(guò)度充電對(duì)電池造成損害就是BMS系統(tǒng)要解決的問(wèn)題之一。
BMS系統(tǒng)究竟是如何管理這么多電池單體的呢?
通常情況下,BMS系統(tǒng)都要通過(guò)兩部分來(lái)確定如何管理電池組,就是檢測(cè)模塊和原酸控制模塊。
檢測(cè)模塊的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單一些,重要是通過(guò)傳感器收集電池在使用過(guò)程中的參數(shù)信息比如:溫度、每一個(gè)電池單體的典雅、電流,電池組的典雅、電流等。
這些數(shù)據(jù)在之后的電池組管理中起到至關(guān)重要的用途,可以說(shuō)假如沒(méi)有這些電池狀態(tài)的數(shù)據(jù)作為支撐,電池的系統(tǒng)管理就無(wú)從談起。
根據(jù)收集到的數(shù)據(jù),BMS系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)每一個(gè)電池單體的實(shí)際情況來(lái)分配如何為電池充電,哪一個(gè)電池單體已經(jīng)充滿可以停止給它充電等。
并且在使用過(guò)程中,通過(guò)狀態(tài)估算的方式確定每一顆電池的狀態(tài),通過(guò)SOC(StateOfCharge)、SOP(StateOfPower)、SOH(StateofHealth)以及均衡和熱管理等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的合理利用。
一個(gè)完整的BMS的軟件工作比例:
電動(dòng)汽車BMS七大故障分析法
1.觀察法當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生通訊中斷或控制異常時(shí),觀察系統(tǒng)各個(gè)模塊是否有報(bào)警,顯示屏上是否有報(bào)警圖標(biāo),再針對(duì)得出的現(xiàn)象一一排查。
2.故障復(fù)現(xiàn)法車輛在不同的條件下出現(xiàn)的故障是不同的,在條件允許的情況,盡可能在相同條件下讓故障復(fù)現(xiàn),對(duì)問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)。
3.排除法當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生類似干擾現(xiàn)象時(shí),應(yīng)逐個(gè)去除系統(tǒng)中的各個(gè)部件,來(lái)判斷是哪個(gè)部分對(duì)系統(tǒng)造成影響。
4.替換法當(dāng)某個(gè)模塊出現(xiàn)溫度、電壓、控制等異常時(shí),調(diào)換相同串?dāng)?shù)的模塊位置,來(lái)診斷是模塊問(wèn)題或線束問(wèn)題。
5.環(huán)境檢查法當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),如系統(tǒng)無(wú)法顯示,我們先不要急于進(jìn)行深入的考慮,因?yàn)橥覀儠?huì)忽略一些細(xì)節(jié)問(wèn)題。首先我們應(yīng)該看看那些顯而易見的東西:如有沒(méi)有接通電源?開關(guān)是否已打開?是不是所有的接線都連接上了?或許問(wèn)題的根源就在其中。
6.程序升級(jí)法當(dāng)新的程序燒錄后出現(xiàn)不明故障,導(dǎo)致系統(tǒng)控制異常,可燒錄前一版程序進(jìn)行比對(duì),來(lái)進(jìn)行故障的分析處理。
7.數(shù)據(jù)分析法當(dāng)BMS發(fā)生控制或相關(guān)故障時(shí),可對(duì)BMS存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)CAN總線中的報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行分析。