【泽世科技】课堂：动力电池常见故障以及处理

动力电池管理系统（BMS ）对于保障电动汽车电池组的安全及使用寿命，最大限度发挥电池系统效能具有重要作用。通常对单体电压、总电压、总电流和温度等进行实时监控采样，并将实时参数反馈给整车控制器。

若动力电池管理系统发生故障，就失去了对电池的监控，不能估计电池的荷电状态，容易造成电池过充、过放、过载、过热以及不一致性问题的增加，影响电池的性能、使用寿命甚至行车安全。

下面列举了电动汽车动力电池管理系统的常见故障类型，并针对其可能原因进行了简单的分析，并提供了常见的分析思路和处理方法，供参考：

动力电池管理系统常见故障类型和处理方法

动力电池管理系统（BMS ）常见故障类型包括：CAN系统通信故障、BMS未正常工作、电压采集异常、温度采集异常、绝缘故障、内外总电压测量故障、预充电故障、无法充电、电流显示异常故障、高压互锁故障等。

1、CAN通信故障

CAN线或电源线脱落、端子退针都会导致通信故障。在保证BMS供电正常的状态下，将万用表调至直流电压挡，红表笔触碰内部CANH，黑表笔触碰内部CANL，测量通信线路的输出电压，即通信线路内部CANH与CANL之间的电压，正常电压值为1、5V左右，若电压值异常，则可判定为BMS硬件故障，需更换。

2、BMS未正常工作

当出现此现象时，可重点考虑以下几个方面：

（1）BMS的供电电压：首先测量整车接插件处，整车给BMS的供电电压是否有稳定的输出。

（2）CAN线或低压电源线连接不可靠：CAN线或电源输出线连接不可靠会导致通信故障。应对主板到从板或高压板的通信线、电源线进行检查，发现脱落断开的线束，应进行更换或重新连接。

（3）接插件退针或损坏：低压通信航空插头退针会导致从板无电源或从板数据无法传输到主板，应检查插头和接插件，发现退针或损坏的进行更换。

（4）控制主板：换板进行监控，更换后故障解除则确定为主板有问题。

3、电压采集异常

当出现电压采集异常现象时，重点考虑下列几种情况：

（1）电池本身欠压：将监控电压值与万用表实际测量的电压值对比，确认后更换电池。

（2）采集线端子紧固螺栓松动或采集线与端子接触不良：螺栓松动或端子接触不良会导致单体电压采集不准，此时轻摇采集端子，确认接触不良后，紧固或更换采集线。

（3）采集线保险丝损坏：测量保险丝阻值，若在l S2、以上，需进行更换。

（4）从板检测问题：确认采集电压与实际电压不一致，其它从板若采集电压与电池电压一致，则需要更换从板并收集现场数据，读取历史故障数据，进行分析。

4、温度采集异常

出现温度采集异常现象时，重点考虑下列几种情况：

（1）温度传感器失效：若单个温度数据缺失时，检查中间对接插头，若无连接异常，可确定为传感器损坏，更换即可。

（2）温度传感器线束连接不可靠：检查中间对接插头或者控制口温度传感器线束，发现松动或者脱落，应更换线束。

（3）BMS存在硬件故障：监测发现BMS无法采集整口温度，并确认从控制线束到转接头到温度传感器探头的线束导通正常，则可判定为BMS硬件问题，更换对应的从板。

（4）更换从板后是否重新加载电源：在更换故障从板后要重新加载电源，否则监控值会显示异常。

5、绝缘故障

动力电池管理系统中工作线束的接插件内芯与外壳短接、高压线破损与车体短接会导致绝缘故障，同时电压采集线破损与电池箱体短接，也会导致绝缘故障。针对此类情况，按下列方法分别分析诊断维修：

（1）高压负载漏电：依次断开DC/DC、 PCU、充电机、空调等，直到故障解除，然后对故障件进行更换。

（2）高压线或连接器破损：使用兆欧表进行测量，检查确认后进行更换。

（3）电池箱进水或电池漏液：对电池箱内部进行处理或更换电池。

（4）电压采集线破损：确定电池箱内部漏电后检查采集线，若发现破损进行更换。

（5）高压板检测误报：对高压板进行更换，更换后故障解除则确定为高压板检测故障。

6、内部总电压检测故障

导致总电压检测故障的原因可分为：采集线与端子间松动或脱落，导致总压采集故障；螺帽松动导致打火和总压采集故障；高压连接器松动导致打火和总压检测故障；维修开关按下导致总压采集故障等。实际检测过程中，可分别按下列方法进行维修处理：

（1）总压采集线两端端子连接不可靠：用万用表测量检测点总电压与监控总压对比，然后检查检测线路，发现连接不可靠，进行紧固或更换。

（2）高压回路连接异常：用万用表测量检测点总压与监控总压，并进行对比，然后从检测点依次检查维修开关、螺栓、连接器、保险等，发现异常，进行更换。

（3）高压板检测故障：对比实际总压和监控总压，更换高压板后，若总压恢复正常，则可确定为高压板故障，予以更换。

7、预充电故障

导致出现预充电故障的原因可分为：外总压采集端子松动脱落导致预充电故障；主板控制线无12V电压导致预充电继电器不闭合；预充电电阻损坏导致预充电失败等。结合实车，可按以下几类情况分别进行检查。

（1）外部高压部件故障：当BMS报预充电故障时，断开总正、总负后，若预充电成功，则故障由外部高压部件引起，分段排查高压接线盒和PCU。

（2）主板问题不能闭合预充电继电器：检测预充电继电器是否有12V电压，如果没有则更换主板，若更换后预充电成功，则确定主板故障。

（3）主保险或预充电阻损坏：测量预充电保险导通情况和电阻阻值，若异常则更换。

（4）高压板外部总压检测故障：换高压板后预充电成功，则可确定高压板故障，更换即可。

8、无法充电

无法充电现象大致可总结为下列两种情况：一是接插件两端CAN线端子退针或脱落，导致主板与充电机无法通信，从而导致无法充电；二是充电保险损坏会导致充电回路无法形成，充电无法完成。实际车辆检测中若遇到无法充电的情况，可从以下几个方面入手，进行故障的维修处理：

（1）充电机与主板未正常通信：使用仪器读取整车CAN系统工作数据，若发现无充电机或者BMS工作数据时，立即检查CAN通信线束，有接插件接触不良或线路中断，立即进行修复。

（2）充电机或主板故障不能正常启动：对充电机或主板进行更换，然后重新加载电压，若更换后可以充电，则可确定为充电机或主板故障。

（3）BMS检查到故障，不允许充电：通过监控判断故障类型，然后解决故障直至充电成功。

（4）充电保险丝损坏，无法形成充电回路：使用万用表检测充电保险丝导通情况，若无法导通，则立即更换。

9、电流显示异常

动力电池管理系统控制线束的端子脱落或螺栓松动、端子或螺栓表面氧化均会导致电流误差。出现电流显示异常时，应完整详细地检查电流采集线的安装情况。

（1）电流采集线未正确连接：此时会导致电流正负颠倒，更换即可；

（2）电流采集线连接不可靠：首先确定高压回路有稳定电流，而当监控电流波动较大时，检查分流器两端电流采集线，发现螺栓松动应立即进行紧固。

（3）检测端子表面氧化情况：首先确定高压回路有稳定电流，而当监控电流远低于实际电流时，检测端子或螺栓表面是否有氧化层，有则对其表面进行处理。

（4）高压板电流检测异常：断开维修开关后，若监控电流值在0、2A以上，则高压板电流检测异常，应对高压板进行更换。

10、高压互锁故障

打开ON挡时，测量此处是否有高压输入，检查4个端子是否插接牢靠，并测量驱动端是否有12V电压（细线为电压驱动线）。按照具体情况，可分为以下三类：

（1）DC/DC故障：测量DC/DC高压输入航插，在打开ON挡时是否有短时高压，有则确定为DC/DC故障，予以更换。

（2）DC/DC继电器端子未插接牢靠：检查继电器高、低压端子，不可靠的重新插接牢靠。

（3）主板或转接板故障，导致DC/DC继电器不闭合：测量DC/DC继电器电压驱动端，打开ON挡短时间无12V电压，则更换主板或转接板。

一、电压类故障

1、电池电压高：满电静置后，电池单串或几串电压明显偏高，其它单体正常。

故障原因：①采集误差 ； ②LMU均衡功能差或失效；③电芯容量低，充电时电压上升较快。

处理方法：①单体电压显示值较其余单体偏高，测量单体实际电压值进行比对，若实际值较显示值低，且与其它单体电压相同，则以实际值为标准对LMU单体电压进行校准；若测量值与显示值相符，则人工对单体电池进行放电均衡。②检查电压采样线是否断裂，虚接；③更换LMU。

2、电池电压低：满电静置后，电池单只或几只单体电压明显偏低，其它单体正常。

故障原因：①采集误差 ；②LMU均衡功能差或失效；③电芯自放电率大；④电芯容量低，放电时电压下降较快。

处理方法：①单体电压显示值较其余单体偏低，测量单体实际电压值进行比对，若实际值较显示值高，且与其它单体电压相同，则以实际值为标准对LMU单体电压进行校准；若测量值与显示值相符，则人工对单体电池进行充电均衡。②检查电压采样线是否断裂，虚接；③更换LMU；④对故障电池包进行更换。

3、压差：动态压差/静态压差。充电时单体电压迅速至满电截止电压跳枪；踩油门时，单体电压比其它串下降迅速；踩刹车时，单体电压比其它串上升迅速。

故障原因：①连接电池铜牌紧固螺母松动；②连接面有污物；③电芯自放电率大；④电芯焊接连接铜牌开焊(造成该串单体容量低)；⑤个别单体电芯漏液。

处理方法：①对螺母进行紧固；②清除连接面异物；③对单串电池进行充/放电均衡；④对问题电池包进行更换。

4、电压跳变：车辆运行或充电时，单体电压跳变。

故障原因：①电压采集线连接点松动；②LUM故障。

处理方法：①对连接点进行紧固；②更换LMU。

二、温度类故障

1、热管理故障；

①加热故障(加热片)；温度低于某一数值时，在充电时，加热不开启。

故障原因：①加热继电器或BMU故障；②加热片或继电器供电电路异常。

处理方法：①修复或更换加热继电器或BMU；②检查修复供电电路。

②散热故障(风扇)；温度高于某数值后，风扇未工作。

故障原因：①风扇继电器或BMU故障；②风扇或继电器供电电路异常。

处理方法：①修复或更换风扇继电器或BMU故障；②检查修复供电电路异常。

2、温度高：电池系统中某个或者某几个温度点偏高，运行或充电中达到报警阈值。

故障原因：①温度传感器故障；②LMU故障 ；③电连接异常局部发热；④风扇未开启， 散热差；⑤靠近电机等热源；⑥过充电。

处理方法：①测量温度传感器电阻值与显示值进行比对，若实际值较显示值低，且与其它温度值相同，则以实际值为标准对LMU温度值进行校准；②紧固电连接点，清楚连接点异物；③确保风扇开启；④增加隔热材料与热源进行隔离；⑤暂停运营进行散热；⑥立即停止充电；⑦更换LMU。

3、温度低：电池系统中某个或者某几个温度点偏低，运行或充电中达到报警阈值。

故障原因：①温度传感器故障；②LMU故障 ；③局部加热片异常。

处理方法：①测量温度传感器电阻值与显示值进行比对，若实际值较显示值高，且与其它温度值相同，则以实际值为标准对LMU温度值进行校准；②检查修复加热片；③更换LMU。

4、温差；参照高低温排查方法。电芯发热差异。

三、充电故障

1、 直流充电故障； GB/T 27930-2015         充电无法启动，充电跳枪，充电结束后SOC不复位。

故障原因：

① 电池故障(电压、温度、绝缘等异常)

② BMU故障(充电模块或充电CAN异常)

③ 主负、充电继电器异常

④ CC1对地电阻、CC2对地电压异常

⑤ PE地异常

处理方法：

① 排除电池故障

② 修复/更换失效部件

③ 截存充电报文，分析故障原因。

2、交流充电故障；

故障原因：

①电池故障(电压、温度、绝缘等异常)

②BMU故障(充电模块或充电CAN异常)

③主负、充电继电器异常

④CC对地电阻、CP对地电压异常

⑤PE地异常

处理方法：

①排除电池故障

②修复/更换失效部件

③截存充电报文，分析故障原因。

四、绝缘故障

故障原因：电池箱或插件进水，电芯漏液，环境湿度大，绝缘误报，整车其他高压部件(控制器、压缩机等)绝缘不过。

处理方法：①正极对地，如果有电压或绝缘阻值小于规定值，则判处负极电路漏电；负极对地，如果有电压或绝缘阻值小于规定值，则判处正极电路漏电。根据其漏电电压大小除以此时的单串电压值就可以计算出漏电点位，然后根据不同情况分析处理。

五、通讯故障

LUM通讯故障，BMU通讯故障；整车却是1个或几个LMU信息，或整车没有BMS信息。

故障原因：①LMU/BMU故障；②LMU/BMU供电电路或通讯线路接触不良/故障；③信号干扰。

处理方法：①更换LMU/BMU；②检查修复供电电路/通讯线路；③检屏蔽查线，查找消除干扰源。

六、SOC异常

1、不准确；

充电电量÷标称容量=充电的SOC  若“充电的SOC”+“剩余的SOC”较实际显示值有偏差或者根据SOC与OCV的对应关系估算实际电量与SOC不对应，我们认为SOC不准确。

2、不变化；

故障原因：①通讯异常(数据缺失)；②电流异常(霍尔及其输入输出电路)；③BMU故障；④其它电池报警。

处理方法：①确保数据完整；②修复/更换失效部件；③消除所有电池报警。

3、下降快；

故障原因：①通讯周期异常②电流异常(霍尔正向电流大、反馈电流小)；③单体电压偏低，下降快；④BMU故障；⑤低温。

处理方法：①更新BMU程序；②修复/更换失效部件；

4、下降慢；

故障原因：①通讯周期异常②电流异常(霍尔正向电流小、反馈电流大)③BMU故障。

处理方法：①更新BMU程序；②修复/更换失效部件。

5、跳动；确认程序版本号是否正确

七、电流异常

故障原因：①霍尔及其输入输出电路；②霍尔反装；③直流充电时如果BMS需求电压或电流为0时，充电机按最小输出能力输出。

处理方法：①更新BMU程序；②修复/更换失效部件。