电池管理系统故障自诊断的系统研究
纯电动汽车锂电池管理系统的研究
纯电动汽车锂电池管理系统的研究摘要:随着全球经济发展以及能源、环保等问题的日益突出,汽车产业向节约能源的绿色汽车业转型,电动汽车以零排放和噪声低等优点已成为节能环保绿色车辆最主要的发展方向之一,新能源汽车已被世界各国所看重,这是汽车产业的发展趋势,也是时代的产物。
作为发展电动车的关键技术之一的电池管理系统研究是解决该问题的关键,倍受人们的关注,是电动车产业化的关键。
关键词:电动汽车电池管理系统锂电池我国汽车产销量和保有量迅速增长,2011年8月底,全国机动车保有量达到2.19亿辆。
其中,摩托车占54.12%,约为1.19亿辆。
汽车保有量占机动车总量的45.88%,刚刚超过1亿辆。
我国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中,而机动车污染排放是城市空气污染的主要来源之一。
经过10年左右的研发投入与攻关,我国新能源汽车(电动汽车)已经形成“三纵三横”的研发格局。
“三纵”就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;“三横”就是多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统。
动力电池是电动汽车的动力源。
本文介绍动力锂电池、动力电池组的均衡技术、动力电池SOC估计等方面。
1 动力锂电池锂离子电池具有单体工作电压高、体积小、重量轻、能量密度高、循环使用寿命长、自放电电流小、无记忆效应、无污染和性价比高等优点,而且锂离子电池的放电曲线很平缓,可以在电池的整个放电期间内产生稳定的功率。
因此,锂电池成为车用动力电池的主选之一。
(1)锂电池管理系统。
主要包括以下四个方面:①保障各节电池容量的均匀性;②及时诊断出电池出现的问题;③防止电池的过充电和过放电;④准确地获得电池的荷电状态(SOC)。
(2)动力锂电池管理系统功能。
①电池工况监测:实时采集的数据有单体模块电池电压,电池总电压、电池总电流、以及多点温度等。
②剩余电量(SOC)估计:电池剩余能量相当于传统车的油量。
系统应在线采集电流、电压等参数,通过相应的算法进行SOC的估计。
bms研究报告
bms研究报告BMS (Battery Management System)研究报告一、引言随着电动车、储能系统和可再生能源的广泛应用，锂电池的需求不断增长。
BMS作为一种关键技术，用于监测、控制和保护锂电池系统，已经成为锂电池应用领域的重要研究领域。
本研究报告旨在对BMS的功能、结构和发展趋势进行综述和分析。
二、BMS的功能及原理1. 电池状态估计：BMS可以通过测量电池的电压、电流、温度等参数来估计电池的状态，包括剩余容量、剩余寿命等。
这对于电池的使用和维护非常重要。
2. 电池保护：BMS能够检测电池的过充、过放、过流、短路等故障，及时采取保护措施，以防止电池受损或发生事故。
3. 充电控制：BMS可以对充电过程进行控制，包括充电电流、充电时间等，以确保充电过程有效、安全。
4. 能量管理：BMS可以优化电池的使用，控制电池的放电、充电过程，以最大程度地延长电池的使用寿命。
5. 数据采集与通讯：BMS可以采集电池的各种数据，并与其他设备进行通讯，如车辆控制器、电网等，实现信息的交换和共享。
三、BMS的结构及关键技术1. 传感器：BMS使用电压传感器、电流传感器、温度传感器等来获取电池的参数，保证数据的准确性。
2. 控制器：BMS使用控制器来处理电池的数据，进行状态估计、故障检测和控制等操作。
3. 保护电路：BMS使用保护电路来实现对电池的保护，包括过充保护、过放保护、过流保护等。
4. 通信接口：BMS使用通信接口进行数据的传输和通讯，如CAN总线、RS485、TCP/IP等。
5. 算法：BMS需要使用各种算法来实现电池的状态估计、故障检测、能量管理等功能，如卡尔曼滤波、最大功率点跟踪等。
四、BMS的发展趋势1. 功能集成化：BMS将具备更多的功能，如故障自诊断、容量精确估计、多电池并联管理等，以满足不同应用的需求。
2. 安全性提升：BMS将进一步提升对电池的保护能力，加强对电池的故障检测和处理能力，以提高电池系统的安全性。
动力电池系统故障诊断与预警功能设计
动力电池系统故障诊断与预警功能设计5.4.1 显示报警设计1.显示报警内容对于动力电池系统而言，电池管理系统（BMS）监测采集处理的数据量极为庞大，不同的数据对应着动力电池系统的不同状态，对于驾驶人而言，将BMS 所有处理的数据都进行观测再做出判断是不现实的，因此BMS需要将大量复杂的数据处理完之后，实时地提供一些数据给驾驶人用来判断下一步车辆操作是必要的，即BMS的显示报警设计涉及如何甄别什么数据才是驾驶人在行车过程中所必需的（即仪表板上需要动力电池系统什么信息）。
国际仪表要求见表5.14。
表5.14 国际仪表要求根据表5.14所示，BMS所需要显示的动力电池的状态为：当前的电压值、输出的电流值、温度状况、剩余电量、剩余容量，如果是在充电状态，表述为充电状态，发生故障时表述为故障与切断。
在动力电池系统实际的使用过程中，以上所述几个显示报警的状态是必需的。
然而，动力电池系统定义的警示内容比以上规定的要复杂很多，以下给出通常动力电池系统的警示内容，见表5.15。
表5.15 BMS警示内容2.显示报警分类设计根据前文所述的警示内容，从绝缘阻值往下，都是BMS无法自动处理的故障，需要维修。
对于驾驶人而言，除了在正常的驾驶过程中，需要知道剩余的电量（SOC）、当前的电压值、输出的电流值、温度状况、剩余容量等信息外，故障预警并不能以单一的信号灯表示示（亮起该信号灯说明故障，不亮则说明正常），也不能简单地以信号灯的颜色加以区分故障的严重性（有些动力电池系统简单的几种不同颜色的信号灯代表故障的程度），BMS的显示报警应当保证驾驶人可以充分认知动力电池系统的故障程度，以及在车辆所处的当前运行情况下需要采取的措施，具体做了以下分类设计，见表5.16。
表5.16 BMS显示报警内容5.4.2 电池故障报警设计1.电池故障报警预分析对于电池管理系统（BMS）而言，不仅需要准确估计电池系统状态，更为关键的功能在于通过对故障的有效检测和处理，确保高压系统的安全。
教学课件1.2 电池管理系统无法通讯的故障诊断与排除
学习单元1.2 电池管理系统无法通讯的故障诊断与排除
实践技能
故障检测修复
3.测量出CA69/4—CA66/7电阻阻值异常，按照故障诊断原则确定到最小 范围，确定是BMS测故障还是VCU测故障，使用万用表检测CA66/8—BV11/20 之间的电阻，正常，使用万用表检测CA69/3—BV11/20之间的电阻，标准值 小于1Ω，实测值大于1Ω，阻值异常，根据检测结果判定故障为CA69/3针脚 至中间铰接点线束断路，维修。
学习单元1.2 电池管理系统无法通讯的故障诊断与排除
理论知识
故障诊断与修复 7）测量出CA69/4—CA66/7电阻阻值异常，按照 故障诊断原则确定到最小范围，确定是BMS测故障 还 是 VCU 测 故 障 ， 使 用 万 用 表 检 测 CA66/8— BV11/20 之 间 的 电 阻 ， 正 常 ， 使 用 万 用 表 检 测 CA69/3—BV11/20之间的电阻，标准值小于1Ω， 实测值大于1Ω，阻值异常，根据检测结果判定故 障为CA69/3针脚至中间铰接点线束断路，维修。 8）维修或更换CA69/3—CA66/8之间线束，使用 万用表检测CA69/3—BV11/20之间的电阻，标准值 小于1Ω，实测值小于于1Ω，故障修复。
学习单元1.2 电池管理系统无法通讯的故障诊断与排除
实践技能
故障检测修复
2.检查BMS与VCU之间的PCAN总线，使用万用表电阻档检查CA69/4—CA66/7之间PCAN-L电 阻，电阻正常，再次用万用表电阻档检查CA69/3—CA66/8之间PCAN-H电阻，标准值小于 1Ω，实测值大于1Ω，阻值异常，
实践技能
故障现象确认 读取故障码及数据流 故障检测修复 确认故障排除
学习单元1.2 电池管理系统无法通讯的故障诊断与排除
电动汽车检修-检修动力电池管理系统故障
四 任务实施
2. 更换BMS
3）安装BMS
4）紧固螺栓
四 任务实施
3. 连接BMS线束
4. 操作后整理现场
清理工具及辅料，避免遗落在动力电池箱体内 清理操作后箱体内残留的灰尘及辅料琐屑
注意事项：按照先后顺序将插件插回
四 任务实施
5.职业素养及安全规范
1）着装整洁，形象清新。 2）谈吐文明，表达清楚。 3）任务单填写规范整洁。 4）整理翼子板护围、座套、方向盘套、脚垫。 5）整理工具设备、个人防护品、隔离警示装置。 6）清洁场地。
任务2 检修动力电池管理系统故障
目录 Contents
一 接受任务(收集信息) 二 制订方案 三 作出决策 四 任务实施 五 检查控制 六 总结评价
建议课时15min 建议课时20min 建议课时15min 建议课时25min 建议课时5min 建议课时10min
共计2学时，90分钟
目录 Contents
作业前的准备
1.检修高压系统前，必须穿戴 由绝缘防护设备组成的手套、 鞋、护目镜等。
2.在维修高压部件时，禁止带 电作业。确保车辆充电接口已 和外部高压电源连接断开。
3. 在维修高压部件时，先将车 钥匙置于 OFF 挡，并断开蓄电 池负极电缆及高压检修开关。
4.高压电线束和插头的颜色都 5.断开高压部件后，立即用 是“橙色”。车辆维修工作时， 绝缘胶带或堵盖封堵线束连 不能随意触碰这些橙色部件。 接器端口和高压部件端口。
4.PPST动力电池电路原理图
高压正极继电器
高压负极继电器
一 接受任务（信息收集）
三、BMS工作原理
1.充电原理
（1）充电初期预充电 充电初期，车载充电机接收到充电 枪插入信号后唤醒整车控制器及 BMS，BMS进行自检和初始化，完 成后上报给整车控制器。整车控制 器控制主负继电器闭合，BMS控制 预充继电器闭合，对各单体电池进 行预充电，确定单体电池无短路后， 预充完成。
电池管理系统故障自诊断的系统研究
温 度 采 样
故 障
单体 电压正常，总 电压故障 总电压的 比例系数不对 全 部温度 满量程 温度 传感器地线断开或 ＡＤ基准 不对 温度超 出正常工作范围 单 路 或 多 路温 度 满 量 程
单 路 或 多 路温 度 值 为 ０
温度 的比例系数不对、温度传感器工作不正常 连 接 线松 脱
量蓄 电池质 量 的几项指 标 。采用 高性 能 、安全 、环
用 寿命和 驾驶 员安 全 。 由于 电池管 理系 统性 能的优 劣 会严 重影 响 电池 安全 和整 车控制 策略 的执行 ，所 以必须对 电池管理 系统 进行 故障诊 断 ， 以便整 车控 制 系统 根据 当前 的 电池 及其 管理系 统 的状态优 化整
毁爆 炸等极 端危 险的情 况 。 因此 ， 了保护任 意车 辆工 况下 电池 的安全性 ， 为
２ ｌｌ 燕 ２２ 第 期 ６嘲｜ ｏ 年 ４ ｌ 技 １
研 究 与 开 发
向整 车控 制器 （ Ｃ Ｅ Ｕ）发送 工 作 正常 的信 号 ，汽 车 可 以正 常行驶 。如果诊 断 出故 障 ，则产 生故 障报 警 并通 过数 码管 显示 对应 的故障码 ， 以便 于维 修人 员
单 体 电 压 和 总 电 压 均 超 出误差范围
总 电压值 为零：ＡＤ故障 、隔离芯片故障 、隔离前的 电阻烧坏 了 总 电压值 正常：所 有采 样通道 故障
采 样 通 道 漏 电 隔 离 前 的 电阻 虚 焊 分 压 电阻 温 漂
、
２ ２ ２ ３
２ ４ ２ ５
ＡＤ故障
２ ６ ２ ７ ３ １ ３ ２ ３ ３
ｔｒｅａｐ ｃｓｄ ｓｒ ｅ ｅ ａ ｌｒａｏ ｓ ｎ ｄ ｉｇ ｔｏ ｅａｌ ｈｅ ｓ ｅｔ ｅｃｉ ｓ ｈ ｕｔ ｅｓｎ ｄ ｕ ｇｎ ｈ ｄｉ ｄ ｔｉ ． ， ｂ ｔ ｆ ａ ｊ ｍｅ ｎ ｓ
纯电动汽车动力电池管理系统原理及故障诊断
图1 北汽新能源EV200控制系统网络通讯对于电动汽车动力电池来讲，各个整车厂商的控制策略基本相同，但选用的控制元器件精度、性能有所不同，特别是实现控制策略的算法、应用程序各不相同，因此也成为各个厂家的特色和机密。
各整车厂商在控制软件开发上，会根据使用过程发现的问题不断完善，可以通过刷程序来为车主的爱车升级。
维修人员取得整车厂商的授权，得到控制程序和密码后，就可以通过车辆图2 动力电池管理系统与外部系统CAN通讯关系框图图3 电芯电压检测接点分布从控盒电路板上的检测电路对各个电芯巡回检查，电压数据经隔离后送到电路板计算区域处理，再通过内部CAN线送主控盒分析处理。
主控盒要进一步计算整个电池包的SOC，以及最高电压电芯与最低电压电芯的差值是否超标，是否达到放电截止电压或充电截止电压，然后再做后续控制处理。
电池温度检测一般在电池模组上安置温度传感器检查，温度传感器安置在模组的接线柱附近。
温度传感器的测量引线分别送图4 电芯电压检测线与检测电阻阵列图5 动力电池上下电过程原理图图6 高压回路绝缘检测与继电器开闭状态检测控制盒2．动力电池母线继电器开闭状态检测与高压回路绝缘检测(1)动力电池对外高压上下电过程控制图5是动力电池上下电过程原理图。
动力电池对外部负载上的电指令如下。
驾驶员起动车辆，钥匙置ON位，动力电池负极继电器闭合，全车高压系统各个控制器初始化、自检，完成后通过CAN线通报。
动力电池对内部电芯电压和温度检查合格、母线绝缘检测合格，动力电池主控盒接通预充继电器（预充继电器与预充电阻串联，然后与正极继电器并联）。
动力电池为外部负载所有电容图7 变阻抗网络电路图9 套装在母线上的霍尔电流传感器图7b 变阻抗网络电路图7c 变阻抗网络电路关断时,图7b桥式阻抗网络的等效形式为R g1与串联。
这时,电源电压为U 01，电流为I 1。
R/(R g1+R)) (1)关断时，图7c桥式阻抗网络的等效形式为R g2串联,这时,电源电压为U 02、电流为I 2。
新能源故障诊断--动力电池系统故障诊断
动力电池箱体是动力电池的承载件，是支撑、固定、包 围电池系统的组件，包含上盖和下托盘，还有辅助元器件， 如过渡件、护板、螺栓等，电池包内部部件即通过多个压条 固定在箱体内，并很好的密封。
1.3高圧回路检测与控制元件
高压回路主要控制部件在动力电池控制器里。
电池控制器结构组成
1.母线继电器（正负母线）
判定标准：正极对地缘阻值及负极对地绝缘阻值均大于等于 40MΩ为合格，小于40MΩ为不合格。
绝缘检测
4.母线电流传感器
“电流传感器”用来监测母线充、放电电流的大小，类型 为无感分流器，在电阻的两端形成毫伏级的电压信号，作 为监测总电流，以北汽EV200为例，其电流传感器型号 300A75mv。
无感分流器
在进行电池组结构布置和 散热设计时，要尽量保证电 池组散热的均匀性。
动力电池风冷系统
1.6 电池管理系统结构原理
1.高压回路绝缘管理
绝缘性能检测是保障用电安全的重要措施，绝 缘监测电路通过绝缘监测电阻组成的电桥通过BMS 时刻监测高压电路的绝缘状况，如果绝缘阻值下降， BMS切断总正和总负接触器，防止产生漏电意外， 同时通过仪表报警。
4）动力蓄电池通过预充继电器和预充电阻对车辆负载端的 电容充电，BMS检测到预充电压达到95%以上的动力蓄电池 总电压时，闭合总正接触器；
5）总正接触器闭合约10ms后，断开预充继电器；
6）此时VCU通过原车CAN线点亮仪表上ready灯，完成上 电过程。
1 低压电池故障的诊断与排除
低压辅助蓄电池一般是由铅酸蓄电池或锂离子电池构成， 其本身的电量大约在40~60A·h。 （1）故障现象
换器和充电电路组成。
低压辅助蓄电池电路
1）电动汽车低压辅助蓄电池一般采用动力电池，不是起动电 池，若低压辅助蓄电池具有良好的充放电功能就可判断其性 能是良好的。
新能源汽车锂离子电池组故障诊断技术研究
新能源汽车锂离子电池组故障诊断技术研究作者：韦窗才来源：《时代汽车》2024年第03期摘要：文章针对新能源汽车中的锂离子电池组故障诊断技术进行深入分析，对多种故障诊断技术是进行深入研究，进一步探索大数据分析和物联网技术在故障诊断与预测中的应用，为新能源汽车的安全运行提供理论支持和技术指导，以供参考。
关键词：锂离子电池组故障诊断电池管理系统在当前全球能源结构转型和环境保护的大背景下，新能源汽车作为未来交通工具的重要发展方向，受到了廣泛关注。
其中，锂离子电池作为新能源汽车的核心动力源，其性能和安全性对汽车的可靠性与续航能力具有决定性影响。
然而，随着使用时间的增长和工作环境的变化，电池组可能会出现各种故障，这不仅影响汽车的正常使用，还可能带来严重的安全隐患。
因此，对锂离子电池组的故障进行有效的诊断与预防，成为了当前新能源汽车技术研究的一个重要领域。
1 锂离子电池组的基本原理与结构1.1 锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理是现代能源技术领域的一个重要组成部分，尤其在新能源汽车的发展中发挥着核心作用。
这种电池的基本工作机制依赖于锂离子在正负极材料之间的移动。
在充电过程中，锂离子从正极移动到负极并嵌入其中；而在放电过程中，锂离子则从负极释放出来，并回到正极。
这一往复的离子流动不仅促成了电能的存储和释放，还保证了电池的长期循环稳定性。
正极材料通常由锂金属氧化物组成，如锂钴氧化物（LiCoO2）或锂铁磷酸盐（LiFePO4），这些材料具有良好的锂离子嵌入和释放能力。
负极材料一般使用石墨或硅基材料，由于其独特的层状结构，能够有效地嵌入和储存锂离子。
电解质作为电池的关键组成部分，不仅提供了锂离子传输的媒介，还起到了隔离正负极，防止短路的作用。
此外，电池的充放电过程伴随着电子在外电路中的流动，从而实现了能量的转换和利用。
1.2 电池组的组成与结构电池组的组成与结构是确保新能源汽车高效运行的基石。
一个完整的电池组通常由多个单体电池、连接器件和保护电路组成，这些元件的协同工作确保了电池组的稳定性和安全性。
教学课件3.4 动力电池温度管理系统故障诊断
学习单元3.4 动力电池温度管理系统故障诊断
理论知识
3.4.1 动力电池SOC估算
• 2. 电动势法 • 电动势法认为电池电动势Uoc与SOC之间存在一个稳定的关系，通过测得电
池电动势来确定电池SOC。图3-3-1所示的拟合曲线是标准环境下磷酸铁锂 电池的SOCUoc关系，通过测量磷酸铁锂电池的电动势，即可确定电池SOC。
3.4.2 动力电池的均衡
• 若不加以合理控制电池间即便是微小的差异，也会影响整个电池组的性能， 造成的危害主要有以下方面。
• 1）电池可用容量降低，使用寿命缩短，电动汽车的行驶里程减少。 • 2）电池之间的差异越来越大，一部分电池长期处于满负荷的工作状态，会
使其健康状况越来越差，工作性能也会大大降低。 • 3）影响输出功率，当输出功率较高时，需要较大的放电电流，而电池剩余
学习单元3.4 动力电池温度管理系统故障诊断
理论知识
3.4.1 动力电池SOC估算
• 4 卡尔曼滤波算法
• 卡尔曼滤波算法是一种对复杂动态系统的状态做最优估计的算法。实际应用 时，需要建立状态方程描述动态系统，观测方程描述状态信息，然后根据前 一时刻的估算值与当前时刻的观测值对需要求取的状态变量进行实时更新， 消除系统随机存在的偏差与干扰，达到最优估算的目的。卡尔曼滤波器的关 系式如下所示。
学习单元3.4 动力电池温度管理系统故障诊断
理论知识
3.4.2 动力电池的均衡
• 产生这些差异的原因如下：
• （1）生产工艺
• 电池是通过化学反应产生电能，其本质是一种化学产品，由于在电池生产过 程中使用的原料批次不同，即便使用同一批次原料，车间湿度温度等因素也 会导致电池电极材料颗粒大小及电导率有所差别。此外，SEI 膜是于电池充 放电过程中极化反应随机产生的，也会引起电池性能的差异。
锂离子电池管理系统中的故障诊断技术研究
锂离子电池管理系统中的故障诊断技术研究随着现代社会越来越重视环保和可持续发展，新能源汽车市场需求急剧增长。
而作为新能源汽车的核心部件之一，锂离子电池品质及性能的关键正在受到越来越多人的关注。
实际上，一款由数百名工程师细心打造的锂离子电池可能会因为一个小小的管理错误而毁掉。
故障诊断技术在锂离子电池管理系统中的应用，对于确保其安全性、可靠性和更长的使用寿命至关重要。
一、锂离子电池管理系统的组成锂离子电池管理系统，简称BMS，由铁锂电池、电压、温度、电流传感器网络、控制模块、绝缘闭锁保护模块、非易失存储器等组成。
其主要作用是在最大程度上充分利用电池组的储能能力，延长电池寿命，并保证电池组的安全性和可靠性。
二、常见的故障种类及诊断技术1. 过充和过放过放会导致电池寿命的缩短，甚至使电池内部发生短路；过充则会导致电池容量下降、自放电加剧等问题。
针对这种故障，可以通过BMS中的电压传感器来检测电池组内每个单体的电压值，并在监测到任何一个电池单体电压超过规定范围时，触发报警或关闭充电器的充电操作。
2. 过温过高的温度会直接影响电池组的寿命，BMS需要随时监测电池组的温度状态。
通过添加温度传感器来实时监控电池组温度，并及时报警，以便及时采取措施，降低温度。
3. 短路电池组内的单体短路将使电池内部的电量无法正常充电或放电，如果不及时处理，将会导致电池的寿命缩短，甚至引起安全事故。
BMS可以通过阻值法、电流法等方法检测电池组是否存在短路的问题，若检测到短路，电池组将被切断，以避免危险。
4. 电池健康状态检测在使用过程中，电池的使用寿命和健康状态需要不断地检测。
目前，常见的电池健康状态检测方法主要有电化学方法、绝缘电阻测试法等。
这些方法可以反映出电池传导性能、内阻、电极材料、电解液、极板结构等信息，以便进行后续的维护和保护。
三、结语随着新能源汽车市场需求的不断增长，锂离子电池的质量问题已经成为制约新能源汽车发展的重要瓶颈之一。
电池管理系统(BMS)故障分析方法及案例分析
电池管理系统（BMS）故障分析方法及案例分析电池管理系统（BATTERYMANAGEMENTSYSTEM），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。
电池管理系统不但与电池密切联系，也与整车系统有着各种联系，在所有故障当中，相对其他系统，电池管理系统的故障是相对较高的，也是较难处理的。
电动知家总结了处理电池管理系统故障时的一些常用方法和电池管理系统常见故障的案例分析，供整车、电池、管理系统厂家相关人员参考。
BMS故障分析方法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。
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。
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，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。
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。
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。
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。
纯电动汽车用锂电池管理系统的研究
纯电动汽车用锂电池管理系统的研究一、本文概述随着全球对环境保护和能源节约的日益关注，电动汽车（EV）已成为交通领域的重要发展方向。
纯电动汽车，作为电动汽车的一种，其核心部件之一是锂电池。
锂电池的性能、安全性和使用寿命直接影响纯电动汽车的性能和市场竞争力。
因此，对纯电动汽车用锂电池管理系统的研究具有重要的现实意义和实用价值。
本文旨在全面深入地研究纯电动汽车用锂电池管理系统，从系统的组成、功能、控制策略、安全保护等方面进行详细阐述。
对锂电池管理系统的基本构成进行介绍，包括锂电池的选型、参数匹配、管理系统硬件和软件的设计等。
对锂电池管理系统的核心功能进行分析，如电池状态监测、能量管理、热管理、均衡管理等。
再次，探讨锂电池管理系统的控制策略，包括充放电控制、能量回收、故障预测与健康管理等。
对锂电池管理系统的安全保护进行深入研究，包括过充、过放、过流、过温等保护机制的设计与实施。
通过本文的研究，旨在提高纯电动汽车用锂电池的性能和安全性，延长电池的使用寿命，推动纯电动汽车的广泛应用。
本文的研究成果也可为其他类型的电动汽车电池管理系统提供参考和借鉴。
二、锂电池管理系统概述随着全球对可再生能源和环保意识的日益增强，纯电动汽车作为新能源汽车的一种，其市场占比逐年上升。
而锂电池作为纯电动汽车的主要动力源，其性能的稳定性和安全性直接影响了电动汽车的行驶性能和乘客的安全。
因此，锂电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）成为了纯电动汽车中不可或缺的一部分。
锂电池管理系统的主要功能是对电池组进行监控、管理和保护。
BMS 需要实时采集电池组中的每一块电池的电压、电流、温度等关键参数，确保这些参数在正常工作范围内。
同时，通过对这些参数的分析，BMS 可以预测电池的剩余容量（SOC）、剩余能量（SOE）以及电池的健康状态（SOH），为车辆的能源管理提供数据支持。
锂电池管理系统还具备电池均衡功能。
基于神经网络的新能源汽车电池管理系统的研究
基于神经网络的新能源汽车电池管理系统的研究一、研究背景与意义随着全球经济的快速发展和环保意识的日益增强，新能源汽车作为一种清洁、高效的交通工具，正逐渐成为汽车产业的发展趋势。
新能源汽车在实际应用中面临着诸多挑战，其中电池管理系统的性能对整个系统的运行稳定性和安全性具有重要影响。
电池管理系统(BMS)是新能源汽车的关键部件之一，其主要功能是对电池进行实时监测、管理和控制，以确保电池的安全、可靠和高效运行。
目前市场上的BMS主要采用传统的电子控制方式，虽然在一定程度上满足了基本需求，但在应对复杂工况、提高系统性能和延长电池寿命等方面仍存在不足。
研究一种新型的基于神经网络的新能源汽车电池管理系统具有重要的理论意义和实际应用价值。
基于神经网络的BMS可以提高电池管理系统的智能化水平。
神经网络作为一种强大的非线性逼近和优化工具，能够模拟人脑神经元的工作机制，实现对复杂非线性系统的精确建模和高效控制。
将神经网络应用于BMS中，可以使电池管理系统具有更强的自适应能力和学习能力，从而更好地应对各种工况变化和故障诊断。
基于神经网络的BMS有助于提高电池管理系统的鲁棒性和可靠性。
神经网络具有良好的容错性，能够在出现故障或异常情况时自动进行自我修复和调整，有效降低系统的故障率和失效率。
通过引入多个神经网络层次结构，可以实现对电池管理系统的多层次智能控制，进一步提高系统的稳定性和可靠性。
基于神经网络的BMS有利于提高电池管理系统的能效比。
通过对电池状态信息的实时监测和预测分析，神经网络可以根据不同的工作环境和负载要求，动态调整充放电策略和控制参数，实现对能量的有效利用和浪费最小化，从而显著提高电池的使用效率和续航里程。
基于神经网络的新能源汽车电池管理系统的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本研究旨在探索一种新型的基于神经网络的BMS设计方法和优化策略，以提高电池管理系统的性能和可靠性，为新能源汽车的发展提供有力支持。
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快速的排查故障和进行维修。
故障诊断表如表 1 所示。
表 1 电池管理系统诊断策略
故障
可能的故障原因/诊断策略
故障显示码
上电后 BMS 不工作
利用蜂鸣器判断
00
CAN 通信故障
BMS 与 ECU 之间互相收发特定的数据包
01
继电器故障 电
单片机发控制命令控制指示灯，正常吸合指示灯亮，发生故障时，
指示灯灭
继电器状态故障诊断是要确定风扇和高压控制 是否正常工作。因此，设计一个指示灯，由电池管 理系统发送控制命令，控制指示灯亮或不亮。在对 继电器状态进行故障诊断时，首先由电池管理系统 发送控制命令，控制继电器吸合，此时指示灯亮， 若指示灯不亮，说明 BMS 继电器状态故障，则进行 故障报警，同时数码管显示 02。
研究与开发
电池管理系统故障自诊断的系统研究
刘文珍 金 鹏
（北方工业大学机电工程学院，北京 100144）
摘要 电池的电流、电压及温度是判断电池是否稳定工作的重要指标，对电流、电压及温 度采样的诊断，是对电池进行管理和维护的重要手段。有效管理和监控电池就成为电动汽车关 键技术之一，电池管理系统（BMS）高效、安全、可靠地运行是电动汽车发展的关键，因此， 对电池管理系统的故障进行在线诊断是一个必要措施。本文基于二汽东风混合动力公交车的电 池管理系统，针对这 3 个方面，详细描述了故障成因以及判断方法。
若不是，则判断单体电压和总电压是否均超出 预设的误差范围。若是，则产生此故障的原因可能 是：分压电阻温漂、AD 故障。此时，进行故障报 警，数码管显示 25，表示 BMS 单体电压和总电压 采样均故障。
（2）总电压采样故障诊断 在上述故障诊断均没有发生时，对总电压进行 故障诊断。判断总电压是否超出预设的误差范围。 若是，则产生此故障的原因可能是：总电压的比例 系数不对。此时，进行故障报警，数码管显示 26， 表示 BMS 总电压采样故障。 若不是，则判断总电压值是否为零。若是，则 产生此故障的原因可能是：总电压采样通道没有打 开或者通道芯片烧坏了、采样通道连接线断开、采 样通道上电阻烧坏了。此时，进行故障报警，数码 管显示 27，表示 BMS 总电压采样通道故障。 若不是，则判断所有单体电压值之和与总电压 值之差是否超过预设范围。若是，则产生此故障的 原因可能是：BMS 器件造成单体电压误差稍大但在 预设范围内。此时，进行故障报警，数码管显示 28， 表示 BMS 单体电压采样通道器件误差大。 3）温度采样故障诊断策略 电池温度过高容易损坏电池使用寿命，严重的 导致电池自燃；电池温度过低则不能正常工作，因 此，温度采样是防止电池过热和过冷的重要参数， 温度采样故障诊断是防止电池过热和过冷的重要技 术手段，也是延长电池使用寿命和保证电池安全使 用的重要技术手段。 在上述故障诊断均没有发生时，对温度采样进 行故障诊断。首先，判断全部温度值是否满量程。 若是，则产生此故障的原因可能是：地线断开或者
Key words：battery management system；BMS；diagnosis；judge
电动汽车的各种特性依赖于动力源——蓄电池， 蓄电池优劣直接影响电动汽车的研究与发展。容量、 比功率和峰值功率、快速充电、寿命、价格等是衡 量蓄电池质量的几项指标。采用高性能、安全、环 境友好且在能量密度、功率密度、循环寿命等方面 都有优势的电池，在续驶里程、功率表现和电池寿 命上为车辆提供了很好的保障。然而，尽管采用了 各方面性能都较为优秀的电池，但现有的车用电池 在随车使用中依然存在一系列的问题,最突出的表 现就是：电池在运行过程中无法及时准确地预测与 监控其状态，电池经常出现过充、过放、过热，且 电池充放电特性受环境条件影响较大。这些情况不 仅损害了电池本身的寿命，而且造成车辆使用者成 本的增加，严重的还将造成车辆停驶、损坏甚至烧 毁爆炸等极端危险的情况。
若不满足上述条件，则接着判断这个电流均值 是否为一个小于最大电流且大于最小电流的固定 值，且超过预设的电流值误差范围。若是，则产生 此故障的原因可能是：电流传感器连接线故障、放 大器零点漂移、基准源不对、AD 故障。此时进行 故障报警，数码管显示 12。
若不满足上述条件，则继续判断 10 次电流值的 方差是否很大。若是，说明电流零点波动很大，则 产生此故障的原因是接地故障。此时，进行故障报 警，数码管显示 13。
Abstract Battery current, voltage and temperature are important indicators to determine the stability of the battery. The current, voltage and temperature sampling diagnosis, are the important means of battery management and maintenance. Effective management and monitoring of battery has become one of the key technologies of the electric vehicles, the efficient, safe and reliable operation of battery management system (BMS) is the key to the development of electric vehicles. Therefore, the online fault diagnosis of the battery management system is a necessary measure. This paper, based on the battery management system of the Dongfeng hybrid buses, for the three aspects, according to these three aspects, describes the fault reasons and judging method in details.
2）电压采样故障诊断策略 电压是判断电池是否正常使用的重要参数，电 池过充电和过放电均损坏电池的使用寿命，因此， 对电压采样故障诊断也是相当重要的。 （1）单体电压采样故障诊断 在上述故障诊断均没有发生时，对单体电压采 样进行故障诊断。首先，采集 10 次单体电压值，对 每一路的单体电压求平均和方差。判断单体电压是 否出现部分为零的情况。若是，则产生此故障的原 因可能是：采样通道没有打开或者通道芯片烧坏了、 采样通道连接线断开、采样通道上电阻烧坏了、I/O 引脚使用错误。此时，进行故障报警，数码管显示 20，表示 BMS 部分单体电压采样故障。 若不是，则判断单体电压值是否全部为零。如 果全部单体电压值为零，此时，判断总电压值是否 为零。若是，则产生此故障的原因可能是：AD 故 障、隔离芯片故障、隔离前的电阻烧坏了、采样通 道故障。此时，进行故障报警，数码管显示 21，表 示 BMS 全部单体电压采样故障。若不是，则产生此 故障的原因是：所有采样通道故障。此时，进行故 障报警，数码管显示 22，表示 BMS 所有采样通道
关键词：电池管理系统；BMS；故障；诊断
The Research of Battery Management System Self-diagnosis System
Liu Wenzhen Jin Peng （North China University of Technology，Mechanical and electrical engineering college, Beijing 100144）
02
流
电流传感器故障、电流传感器连接线故障、放大器零点漂移、基
采 样
电流值满量程
准源不对、AD 故障
11
故 障
电流值为固定值（小于 电流传感器连接线故障、放大器零点漂移、基准源不对、AD 故
最大值和最小值）
障
12
单
体 电 压
采样通道没有打开或者通道芯片烧坏了、采样通道连接线断开、 部分单体电压为零
采样通道上电阻烧坏了、I/O 引脚使用错误
本文针对电池管理系统可能出现的一系列故障 进行剖析，对可能造成故障的原因进行分析，详细 的研究了电池管理系统故障的在线诊断。
1 诊断策略
电池管理系统的在线故障诊断主要是为了确定 电池管理系统自身的工作状态，因此，整个诊断过 程在汽车上电过程中完成。诊断完成后，如果电池 管理系统无故障，电池管理系统就通过 CAN 总线，
26
温 单体电压正常，总电压故障 总电压的比例系数不对
27
度 采
全部温度满量程
温度传感器地线断开或 AD 基准不对
31
样
温度超出正常工作范围 温度的比例系数不对、温度传感器工作不正常
32
故
单路或多路温度满量程 连接线松脱
障
33
单路或多路温度值为 0 航空头短路
34
1.1 BMS 状态故障诊断策略 BMS 状态故障诊断首先要确定电池管理系统
21
为
总电压值为零：AD 故障、隔离芯片故障、隔离前的电阻烧坏了
22
电
采
压
零
全部单体电压为零
单
总电压值正常：所有采样通道故障
23
样 故 障
采 样
故
体 明电 显压
单体电压一路高 采样通道漏电
一路低，偏稳定
24
障
波 单体电压波动，
动
隔离前的电阻虚焊
不稳定
25
单体电压和总电压均
超出误差范围
分压电阻温漂、AD 故障
因此，为了保护任意车辆工况下电池的安全性，
同时将电池的实时参数反馈给车辆控制器，需要设 计电池管理系统，保证电池正常运行、保护电池使 用寿命和驾驶员安全。由于电池管理系统性能的优 劣会严重影响电池安全和整车控制策略的执行，所 以必须对电池管理系统进行故障诊断，以便整车控 制系统根据当前的电池及其管理系统的状态优化整 车控制策略，提高整车的动力性和行车安全性。