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電動汽車BMS系統及七大故障分析法

2018-06-08 · 來源: 電子發燒友 關注度:224406 次
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BMS
摘要:要是沒有BMS系統,動力電池的充放電、使用壽命都會大打折扣,如果把電池比作一隊參戰的士兵,那BMS系統就是這群士兵的參謀加將軍,讓電動汽車在實際應用中達到事半功倍的效果。

電池、電機、電控技術是電動車最核心的技術。因為這三項技術的用用,是每一輛電動車都需要并且直接影響車輛的續航里程、加速時間等參數。其中電控中最核心的功能就是電池管理系統(Battery management system)簡稱BMS

電動車上的三電技術:電池、電機、電控技術是電動車最核心的技術。因為這三項技術的用用,是每一輛電動車都需要并且直接影響車輛的續航里程、加速時間等參數。

這三塊技術就是組成電動汽車的木桶,其中的任意一塊存在短板的話都會直接影響車輛的性能表現。

三電技術中電池和電機對電動車性能的影響表現的比較明顯。比如電機的功率大小直接影響車輛的動力表現,而純電動汽車電池的儲能多少與車輛的續航里程息息相。

但是同為三電系統中的電控技術,在電動車中的具體技術應用又是什么呢?為什么能與電池和電機想齊并論在三電系統中占有一席之地呢?

電控中最核心的功能就是電池管理系統(Battery management system)簡稱BMS。

要是沒有這個系統,動力電池的充放電、使用壽命都會大打折扣,如果把電池比作一隊參戰的士兵,那BMS系統就是這群士兵的參謀加將軍,讓電動汽車在實際應用中達到事半功倍的效果。

為什么要有BMS系統

如果想把電動汽車上這個“將軍”理解透徹首先還是要從下面的士兵說起。BMS系統主要應用在二次電池上,尤其對于目前主流的使用鋰離子電池的電動新能源汽車尤為重要。

不管車輛使用的是哪種鋰離子電池,動力電池都是由一個個小的電池單體通過串、并聯的方式組成電池組,再由電池組最終組成車輛的動力電池單元。

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而在電池組中真正發揮儲能作用的是電池組中每一個小小的電池單體,比如特斯拉使用的18650鋰離子電池,其實數字代表的就是每一個電池單體直徑為18mm,長度為65mm。

而一輛85kW?h版本的Tesla Model S的電池組就由接近7000節18650鋰電池構成。

一輛汽車上有如此多的電池單體,而每一個小的電池單體都是單獨制造的,因為電池的電化學特性的原因出廠后的電池存在每個單體儲能一致性存在差別的問題。

而充電時又是從一個充電口來為車子充電,如何保證每一塊電池都充滿電,而又不會因為過度充電對電池造成損害就是BMS系統要解決的問題之一。

BMS系統究竟是如何管理這么多電池單體的呢?

通常情況下,BMS系統都要通過兩部分來確定如何管理電池組,就是檢測模塊和原酸控制模塊。

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檢測模塊的實現相對簡單一些,主要是通過傳感器收集電池在使用過程中的參數信息比如:溫度、每一個電池單體的典雅、電流,電池組的典雅、電流等。

這些數據在之后的電池組管理中起到至關重要的作用,可以說如果沒有這些電池狀態的數據作為支撐,電池的系統管理就無從談起。

根據收集到的數據,BMS系統就會根據每一個電池單體的實際情況來分配如何為電池充電,哪一個電池單體已經充滿可以停止給它充電等。

并且在使用過程中,通過狀態估算的方式確定每一顆電池的狀態,通過SOC(State Of Charge)、SOP(State Of Power)、SOH(State of Health)以及均衡和熱管理等方式來實現對電池的合理利用。

一個完整的BMS的軟件工作比例:

電動汽車BMS七大故障分析法:

1.觀察法當系統發生通訊中斷或控制異常時,觀察系統各個模塊是否有報警,顯示屏上是否有報警圖標,再針對得出的現象一一排查。

2.故障復現法車輛在不同的條件下出現的故障是不同的,在條件允許的情況,盡可能在相同條件下讓故障復現,對問題點進行確認。

3.排除法當系統發生類似干擾現象時,應逐個去除系統中的各個部件,來判斷是哪

個部分對系統造成影響。

4.替換法當某個模塊出現溫度、電壓、控制等異常時,調換相同串數的模塊位置,來診斷是模塊問題或線束問題。

5.環境檢查法 當系統出現故障時,如系統無法顯示,我們先不要急于進行深入的考慮,因為往往我們會忽略一些細節問題。首先我們應該看看那些顯而易見的東西:如有沒有接通電源?開關是否已打開?是不是所有的接線都連接上了?或許問題的根源就在其中。

6.程序升級法當新的程序燒錄后出現不明故障,導致系統控制異常,可燒錄前一版程序進行比對,來進行故障的分析處理。

7.數據分析法當BMS發生控制或相關故障時,可對BMS存儲數據進行分析,對CAN總線中的報文內容進行分析

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