电池管理系统(BMS)作用、故障分析方法及常见故障分析

电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM），俗称电池保姆或电池管家，是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。电池管理系统（BMS）主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

一、电池管理系统（BMS）功能与作用

从整车角度，电池管理系统（BMS）作用或任务可以详述为如下几点：

1、保护电芯和电池包不受到损害；

2、使电池工作在合适的电压和温度范围内；

3、在保持电池在合适的条件运行后，满足整车的需求；

4、电池参数检测：包括总压、总电流、单体电压检测、温度检测、绝缘检测、碰撞检测、阻抗检测、烟雾检测等等；

5、电池状态建立：包括SOC、SOH、SOF。

6、在线诊断：故障包括传感器故障、网络故障、电池故障、电池过充、过放、过流，绝缘故障等等；

7、电池安全保护和告警：包括温控系统控制和高压控制，当诊断出故障、BMS上报故障给整车控制器和充电机，同时切断高压来保护电池不受到损害、包括漏电保护等；

8、充电控制：BMS慢充和快充控制；

9、电池一致性控制：BMS采集单体电压信息、采用均衡方式使电池达到一致性、电池的均衡方式有耗散式和非耗散式；

10、热管理功能：电池包各点的采集温度，在充电和放电过中，BMS决定是否开启加热和冷却；

11、网络功能：包括在线标定和健康，在线程序下载。通常采用CAN网络；

12、信息存储：BMS需要存储关键数据如SOC、SOH、充放电安时数、故障码等。

二、BMS故障分析方法

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。

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。

2、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。

3、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，

4、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。

5、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。

6、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。

三、15种常见故障案例分析

1、系统供电后整个系统不工作

可能原因

供电异常、线束短路或是断路、DCDC无电压输出

故障排除

检查外部电源给管理系统供电是否正常，是否能达到管理系统要求的最低工作电压，看外部电源是否有限流设置，导致给管理系统的供电功率不足；可以调整外部电源，使其满足管理系统的用电要求；检查管理系统的线束是否有短路或是断路，对线束进行修改，使其工作正常；外部供电和线束都正常，则查看管理系统中给整个系统供电的DCDC是否有电压输出；如有异常可更换坏的DCDC模块。

2、BMS 不能与ECU 通信

可能原因

BMU（主控模块）未工作、CAN 信号线断线

故障排除

检查 BMU 的电源 12V/24V 是否正常；检查 CAN 信号传输线是否退针或插头未插；监听 CAN 端口数据，是否能够收到 BMS 或者ECU 数据包。

3、BMS 与 ECU通信不稳定

可能原因

外部 CAN 总线匹配不良、总线分支过长

故障排除

检测总线匹配电阻是否正确；匹配位置是否正确，分支是否过长。

4、BMS 内部通信不稳定

可能原因

通信线插头松动、CAN 走线不规范、BSU 地址有重复。故障排除

检测接线是否松动；检测总线匹配电阻是否正确，匹配位置是否正确，分支是否过长；检查 BSU 地址是否重复。

4、绝缘检测报警

可能原因

电池或驱动器漏电。、绝缘模块检测线接错。

故障排除使用 BDU 显示模块查看绝缘检测数据，查看电池母线电压，负母线对地电压是否正常；使用绝缘摇表分别测量母线和驱动器对地绝缘电阻。

5、上电后主继电器不吸合

可能原因

负载检测线未接、预充继电器开路、预充电阻开路。故障排除

使用 BDU 显示模块查看母线电压数据，查看电池母线电压，负载母线电压是否正常；检查预充过程中负载母线电压是否有上升。

6、采集模块数据为 0

可能原因

采集模块采集线断开、采集模块损坏。

故障排除重新拔插模块接线，在采集线接头处测量电池电压是否正常，在温度传感器线插头处测量阻值是否正常。

7、电池电流数据错误

可能原因

霍尔信号线插头松动、霍尔传感器损坏、采集模块损坏。

故障排除重新拔插电流霍尔传感器信号线；检查霍尔传感器电源是否正常，信号输出是否正常；更换采集模块。

8、电池温差过大

可能原因

散热风扇插头松动，散热风扇故障。

故障排除重新拔插风扇插头线；给风扇单独供电，检查风扇是否正常。

9、电池温度过高或过低

可能原因

散热风扇插头松动，散热风扇故障，温度探头损坏。

故障排除重新拔插风扇插头线；给风扇单独供电，检查风扇是否正常；检查电池实际温度是否过高或过低；测量温度探头内阻。

10、继电器动作后系统报错

可能原因

继电器辅助触点断线，继电器触点粘连

故障排除重新拔插线束；用万用表测量辅助触点通断状态是否正确。

11、不能使用充电机充电

可能原因

充电机与 BMS 通信不正常

故障排除

更换一台充电机或 BMS，以确认是 BMS 故障还是充电机故障；检查 BMS 充电端口的匹配电阻是否正常。

12、车载仪表无 BMS 数据显示

可能原因

主控模块线束连接异常

故障排除

检查主控模块线束是否有连接完备，是否有汽车正常的低压工作电压，该模块是否工作正常

13、部分电池箱的检测数据丢失

可能原因

整车部分接插件可能接触不良，或者ＢＭＳ从控模块不能正常工作

故障排除

检查接插件接触情况，或更换BMS模块；。

14、SOC异常

现象：SOC在系统工作过程中变化幅度很大，或者在几个数值之间反复跳变；在系统充放电过程中，SOC有较大偏差；SOC一直显示固定数值不变。

可能原因

电流不校准；电流传感器型号与主机程序不匹配；电池长期未深度充放电；数据采集模块采集跳变，导致SOC进行自动校准；

SOC校准的两个条件：1）达到过充保护；2）平均电压达到xxV以上。客户电池一致性较差，过充时，第二个条件无法达到。通过显示查看电池的剩余容量和总容量；电流传感器未正确连接；

故障排除：

在触摸屏配置页面里校准电流；改主机程序或者更换电流传感器；

对电池进行一次深度充放电；更换数据采集模块，对系统SOC进行手动校准，建议客户每周做一次深度充放电；修改主机程序，根据客户实际情况调整“平均电压达到xxV以上”这个条件中的xxV。设置正确的电池总容量和剩余容量的；正确连接电流传感器，使其工作正常；

15、BSU电压采集不准

可能原因：电池组PACK后没有校准

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