浅谈比亚迪E5电池管理系统故障诊断与排除

2021-04-02黄景鹏蒋翠翠郑少鹏

时代汽车 2021年4期

黄景鹏　蒋翠翠　郑少鹏

摘要：本文根据2018款比亚迪E5结构与原理，通过对比亚迪E5车辆电池管理系统的故障进行分析、诊断，并结合维修手册和相关资料去思考，找到该故障所在位置，排除车辆无法上电的故障，恢复该车正常行驶。这充分证明了如何运用所掌握的知识和原理，以及车辆新技术，并结合维修手册和相关资料去思考和解决车辆故障修理难题。

关键词：比亚迪汽车电池管理系统 OK电动力系统故障故障诊断

Talking about the Fault Diagnosis and Troubleshooting of BYD E5 Battery Management System

Huang Jingpeng Jiang Cuicui Zheng Shaopeng

Abstract：Based on the structure and principles of the 2018 BYD E5， this article analyzes and diagnoses the fault of the BYD E5 vehicle battery management system， and combines the maintenance manual and related materials to think， find the location of the fault， eliminate the fault that the vehicle cannot be powered on， and restore.the cars normal driving. The article fully shows how to use the knowledge and principles mastered， as well as the new vehicle technology， and combine the maintenance manual and related materials to think and solve the problem of vehicle fault repair.

Key words：BYD car， battery management system， OK power， power system failure， fault diagnosis

1 BMS的組成

1.1 BMS的组成

电动汽车主要由整车控制器、动力子系统、能源子系统三大主要部件组成，三大主要部件通过高速的通信总线进行连接，是整个电动汽车电气系统最重要的部分。而能源子系统主要由动力电池组以及BMS来构成。动力电池组包括了通过某种串、并联方式组合在一起的多个动力电芯以及连接器件、线材等，它负责为车辆储存并输送电能，但其本身不具备信息传递、控制管理的功能，一切的监测功能都交给了电池管理系统（BMS）来完成。

BMS是一个为管理电池而设计的电子控制系统，包括传感器、控制器、各种控制、驱动开关以及信息通信储存模块等等。

动力电池管理系统（ BMS）是电池保护和管理的核心部件，它的作用要保证电池安全可靠的使用，控制动力电池组的充放电，并向vcu上报动力电池系统的基本参数及故障信息。动力电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的、复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。

1.2 BMS在整车上的重要性

动力电池管理系统与电动汽车的动力电池紧密结合在一起，对动力电池的电压、电流、温度进行时刻检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量、放电功率，报告SOC（State Of Charge荷电状态）、SOH（ State Of Health性能状态，也称健康状态），还根据动力电池的电压、电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过CAN总线接口与车载，控制器、电动机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通信。BMS最核心的功能是根据使用环境对电池的充放电过程进行监测及控制，从而在保证电池安全的前提下最大限度地利用电池储存的能量。如图1所示为电池管理系统的框图。

1.3 电池管理系统的主要功能

电池管理系统的主要目的就是保证电池系统的设计性能，从安全性、耐久性、动力性三个方面提供作用。安全性方面，即BMS管理系统能保护电池单体或电池组免受损坏，防止出现安全事故。耐久性方面，即使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命。动力性方面，即要将电池的工作状态在维持在满足车辆要求的情况下。

常见动力电池管理系统的功能主要包括数据釆集、数据显示、状态估计、热管理、数据通信、安全管理、能量管理（包括动力电池电量均衡功能）和故障诊断。

2 故障诊断与排除

2.1 故障确认及初检

车辆进厂后，机电维修技师对车辆进行故障确认。操作起动按照后发现仪表出现相应的故障指示灯“”—动力系统故障指示灯和故障提示信息—“请检查动力系统”，其中包括“OK”灯未点亮，如图2所示。由以上故障现象可初步确认整车高压上电没有完成，高压系统出现故障。

确认故障后，通过电路图，找到相关部件的连接器，检查连接器是否连接稳固，外观是否有损坏等，经过检查，并未发现异常。

2.2 读取故障码及数据流

起动车辆，利用诊断仪读取车辆故障码和数据流。

如图3所示为通过诊断仪读取到电池管理系统存在故障码，故障代码为P1A6000—高压互锁故障。

读取相关系统的数据流，包括接触状态数据、预充状态数据、高压互锁数据等，如图4所示。

有时我们还可以通过读取故障的冻结帧，来分析故障产生时候车辆的相关数据，这样能更好地对故障进行诊断与排除。

2.3 故障分析

从数据流可以看到高压互锁1处于锁止状态，说明高压互锁1存在故障，根据高压互锁信号回路的工作原理，其通过低压系统来监测高压系统是否处于正常状态，如果互锁回路不正常，故障信息会发送到相应的控制单元，控制单元收到信息后进行处理，禁止高压上电。综上所述，高压互锁1处于锁止状态，导致了整车高压系统无法上电，就出现如前面所述的故障现象和仪表故障信息。

2.4 故障排除

对整车进行高压下电，然后进行故障诊断作业。

查找车辆电路图，可以总结出如图5所示的高压互锁回路。

从图中可以得知，高压互锁信号从BMS的BK45（B）/10输出后，经B74/14输入到充配电总成里面，然后由B74/15输出，经BK45（B）/11进入BMS，再由BMS来完成回路信号的检测。

查找电路图，找到互锁回路上BMS和充配电总成的连接器。

先断开连接器BK45（B）连接器，利用万用表检查端子10与端子11的电阻，阻值为无穷大，证明回路上出现断路故障。

断开充配电总成连接器B74，测量BK45（B）/11至B74/15端子的导通性，如图6所示。阻值为1Ω，正常。

测量BK45（B）/10至B74/14端子的导通性，如图7所示。阻值为无穷大，异常。

检查该段导线，发现导线存在断开现象，对导线进行维修，并恢复车辆。重新对车辆进行扫描，清除故障码并验证故障是否排除，试车后，整车高压上电正常，故障指示灯熄灭，OK灯点亮，仪表上也没有任何维修提示信息，故障排除。

在上诊断方只是多种诊断方法的一种，我们还可以通过读取PWM波形和测量导线导通性相结合等方法来实施故障诊断，确定故障部件，排除故障。

3 分析和体会

在进行故障排除时应从故障现象、故障码、数据流及冻结帧数据入手，对故障进行确认、分析，缩小故障范围，再根据故障诊断流程对故障涉及的线路、部件进行逐一检查，确定导致故障产生的原因并排除故障。