中车眉山车辆有限公司 四川省 620032
摘要：现代人的环保意识在逐步增强，对绿色节能产品的需求也越来越大，在这种情况下，电动汽车应运而生。电动车不会像使用化石燃料的车辆一样排放过量的污染物，很多国家的政府也为此提供了多种优惠政策来推动电动汽车的普及。在当前电动车的发展过程中所遇到的主要问题就是电池系统优化问题。锂电池管理系统是电动汽车内部的核心组织，作为车载动力电池与电动汽车连接的最重要的枢纽，保证电池的安全稳定运转是电动汽车安全行驶的前提。本文将在基于电池管理系统的情况下，配合实际案例解析电动汽车管理系统的故障原因，为电动汽车电池技术的发展提出一些相关的思路。
关键词：电动汽车；电池管理系统；故障诊断
一、电池管理系统常见故障
电池管理系统是保证电动汽车正常运转的关键，目前我国大部分的电动汽车都是运用锂电池来作为主要的动力驱动系统。相比较其他材质电池，锂电池具有单体电压非常高、使用寿命长等优点，但是锂电池对高温比较敏感、电极材料老化速度快等问题也一直困扰着科研人员。电动汽车电池管理系统主要是对电力驱动系统的电压等方面功能进行检测，对电池负荷状态、放电充电功率等进行估算，对电池故障进行诊断。目前电动汽车锂电池管理系统主要的故障问题包括以下几个方面。
1.电池管理系统本身的故障
伴随着电池的使用产生问题往往比较容易判断和处理。而来电池管理系统的问题则显得更加复杂。作为对电动汽车整体进行检查和管理的高级系统，BMS需要多个单片来提高自身的处理问题的能力，所以当它出现故障时，需要考虑的因素就比较繁杂。对电池管理系统故障的分析就包含观察法、故障复现法、排除发、替换法、环境检查发。程序升级法、数据分析法等多种方法。比较常见的故障现象则有BMS不能与ECU通信、BMS与ECU通信不稳定、BMS内部通信不稳定、绝缘检测报警、上电后主继电器不吸合、采集模块数据为0、电池电流数据错误、电池温度过高或过低、继电器动作后系统报错、车载仪表无数据显示、SOC异常、BSU电压采集不准等问题。
2.充放电电路故障
第一，电池不一致。一般电动汽车的动力锂电池组其工作电压一般会控制在100～500 v，而单体锂电池的电压是3.7 v，由于组成电池组的电池电压、电阻参数都不相同，所以容易出现电池不一致的情况，引起电池组出现故障，影响电动汽车的正常运行，严重时还有可能烧毁电池组周边电路。
第二，锂电池充放电时间过长。任何一个设备都是有使用寿命的，锂电池也是如此，由于锂电池的容量有限，当出现充电过长电池充电终止但仍继续充电的情况时，就会对电池造成极大的损害，严重时还会引起电池内部短路。
3.电池组故障
作为锂电池管理系统的重要组成部分，电池组的重要性不言而喻。电池组是由多个锂电池构成的，由于每一个电池之间存在参数差异，所以在电池组运行的过程中，单个电池疲劳损伤也会对整个电池组的使用造成极大的影响。这种情况如果不及时处理，在电池组使用一段时间之后，电池的续航里程就会降低，这是由电池组内电池单体放电过量导致的。
二、电动汽车电池管理系统故障诊断方向
1.温度变化对锂电池的影响
电动汽车在不同的温度环境下，其自身的电池表现会有所不同。因为锂电池独立为电动汽车功能，相关的电学指标受温度的影响会产生比较敏感的变化，通过识别这些变化来对BMS产生的故障进行判断，是一个合理的思路。
相关的科学数据发现，锂电池在50℃时，经过固定的时间周期降低SOC浓度，温度会规律上升。根据这种特性，可以构建锂电池动力电池热模型，之后测量出电池温度变化的相应数据，分析数据来判断电池产生故障的原因。
电池热量的变化过程不是稳定进行的，电池温度变化包括了产热、传热和散热的多重影响。通过观察电池的运行效果可以得出，电池产生热量的时候，在充放电过程中发生不可逆Qr同时产生Qs副反应热，电池内阻产生的焦耳热Qj和极化反应产生的极化反应热Qp。将对应的生热速率、电池密度、电池比热容和相应位置的导热系数找出来，结合能量守恒定律和对应的热量算法就能给出相关的电池热量变化模型。
2.电池荷载情况隐藏的信息
SOC是表示锂电池的荷载状态，它能反映出电池剩余情况和电池管理系统的相关参数。文章已经提到过，电池的过度充放电就会导致电池寿命的减少，相应的续航里程数也会降低。通过观察SOC的状况来判断电池管理系统的故障原因是另一个解决问题的正确方法。
目前行业提到过的对SOC的估算有很多，包括放点测试法、开路电压法、电流积分法、人工神经网络法、模糊逻辑法、系统滤波法等方法。而GA-LSSVR算法是利用基于统计学算法的创新型分类装置来采取向量回归分析，这种新型的算法没有传统神经网络存在的网络结构选择困难的缺陷。
三、解决策略分析
要想保证电动汽车的安全就需要提高电动汽车管理系统，在解决诊断的时候可以包括以下内容：电动汽车的所有动力都来源于电池里面，随着科技的快速发展，电池也在不停的进步，电力续航的公里数也在不断的增加。动力电池优化的最重要组成部分就是电池管理系统，这也是对电动汽车安全行驶最重要的一个关键，电池组里面由电池单体组成，所以在放电的时候经常会因为单体的原因影响电池组的正常工作。
电动汽车在形式的时候如果突然出现了动力故障，最主要的原因就是因为电动汽车里面的电池过度放电导致的，电动汽车电池过度放电会让负极板里面的锂离子出现脱落情况，导致所有的负极层状结构出现坍塌，这个时候在充电的时候就会出现一些阻力，这些阻力会在负极的地方形成一个新的SEI膜，让输入进来的所有锂离子被消耗掉，这个时候电池的寿命就会大大的降低。
在排出电动车故障的时候需要等电动汽车充满之后在有针对性的对电动汽车里面锂电池进行内部数据的读取，最终了解单体高低电压和序列的参数，最终找出电池出现故障的原因，同时还需要根据分析找到合适的电池来进行更换，不能直接使用新的电池，也不能随便更换电池。
结束语：现如今电动汽车行业的市场份额正在不断扩大，电池管理系统作为电动汽车运行过程中不可缺少的重要环节，对故障的排除影响了电动汽车未来的市场走向。这就要求科研人员不断提升自身的专业技术水平，不断优化电动汽车行业的生产加工能力。由于整个电池管理系统内部结构非常复杂，很多技术的运用还不是很完善，在实际的生产过程中会出现不少故障问题，基于此，构建一个科学的电动汽车电池管理系统故障诊断体系是非常有必要的。它的出现也是进一步降低电动汽车电池故障、提高电动汽车安全性的重要举措。通过对电动汽车电池管理系统故障诊断体系的分析，可以及时发现电动汽车生产和运行过程中出现的问题，及时解决，不断创新，帮助电动汽车行业更好地提升自我，实现电动汽车领域的多元化发展。
参考文献：
【1】邹明森.浅谈电动汽车锂电池管理系统故障诊断[J].内燃机与配件，2019（10）.
【2】许建忠.纯电动汽车动力电池管理系统原理及故障诊断[J].汽车与驾驶维修（维修版），2019（S1）.
【3】陶银鹏，余强，朱德祥.纯电动汽车分布式电池管理系统的设计与实现［C］//第九届河南省汽车工程技术研讨论文集，2019.