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我們來(lái)仔細探討一下由電池管理系統發(fā)給VCU的故障，由于電池管理系統獲取的故障，往往是表征電池的問(wèn)題，如果處理不當，事情就很?chē)乐?。如下圖所示，我們其實(shí)要在BMS層面把檢測得到的故障和電池系統電芯的故障結合在一起。電池系統的層級，故障發(fā)生在大部分的部件里面，很多故障是級聯(lián)的，因此要做很細致的FMEA和實(shí)際的情況積累，來(lái)區分電池管理系統本身、采樣線(xiàn)、通信線(xiàn)束等等這些東西出現失效，而不是電芯出現失效。

電池管理系統里面的故障主要分為直接參量故障和間接參量故障，前者包括：

l 總電壓過(guò)壓：BMS檢測到的總電壓超過(guò)了限值

l 動(dòng)力電池單體電壓壓差過(guò)大：BMS內部對比所有的電芯電壓，最大的電壓和最小的電壓超過(guò)一定的限值

l 動(dòng)力電池總電池過(guò)流：BMS檢測到的電流超過(guò)的一定數值，這里嚴格來(lái)說(shuō)可以分為過(guò)流、短路和能量回饋電流過(guò)流等幾種不同的情況

l 動(dòng)力電池短路（內部短路和外部短路）：由不同的原因導致的電流數值異常升高

l 動(dòng)力電池溫度過(guò)高：溫度傳感器檢測到的絕對溫度數據超過(guò)限值

l 動(dòng)力電池的溫升過(guò)高：溫度傳感器的溫升速度過(guò)高

l 動(dòng)力電池的溫差過(guò)大：電池系統內最高溫度和最低溫度超過(guò)一定的數值

l 動(dòng)力電池的溫度過(guò)低：檢測到的電池的問(wèn)題低于工作范圍

l 單體電壓過(guò)低：?jiǎn)误w過(guò)放失效故障，電壓出現欠壓

l 單體電壓過(guò)高：?jiǎn)误w過(guò)充失效故障，電壓出現過(guò)壓

電池管理系統發(fā)送過(guò)來(lái)的計算參量出現問(wèn)題：

l SOC 跳變：從BMS發(fā)送過(guò)來(lái)的數據出現問(wèn)題，在一定的時(shí)間間隔內檢測到任意時(shí)刻電池 SOC差值的絕對值大于判定的數值

l SOC 過(guò)高報警：從BMS發(fā)送過(guò)來(lái)的SOC超過(guò)了設置的數值

l SOC 太低報警：從BMS發(fā)送過(guò)來(lái)的SOC超過(guò)了保留的數值，后續電壓的特性可能遇到

電池管理系統內部的問(wèn)題：

l 預充電失效：包括預充時(shí)間過(guò)長(cháng)，預充電阻過(guò)熱等

l 接觸器粘連：接觸器粘連，包括主正接觸器、主負接觸器和預充接觸器

l 接觸器無(wú)法短路：吸合之后的電壓超過(guò)允許值，判斷無(wú)法上電

l 動(dòng)力電池高低壓互鎖故障：檢測到高低壓故障回路出現問(wèn)題

l 動(dòng)力電池系統內部通訊故障：這里一般是子單元的通信丟失或者損壞

l BMS 與車(chē)載充電機和直流快充通訊故障

l 無(wú)法檢測總電壓：檢測總電壓的電路故障

l 無(wú)法檢測總電流：檢測到電流傳感器的故障

l 子板采集電路失效：無(wú)法采集正確電壓

l 子板采集溫度故障：采集出來(lái)的溫度故障有問(wèn)題

這里我就不一一列舉了，把重要的羅列出來(lái)，結合后面的FMEA來(lái)分析。我們面臨最大的挑戰，就是在BMS內部出現的問(wèn)題，和實(shí)際的問(wèn)題需要做區分，盡可能把各種情況區分出來(lái)。

圖1 電池系統的層級，故障發(fā)生的層級

圖2 電芯的問(wèn)題，也是遞進(jìn)的，有些是可逆，有些是能量釋放

以采樣電壓失去為例，如下圖所示，在做不同的實(shí)驗過(guò)程中，由于電芯的狀態(tài)不一樣，其結果是不同的，但是可能電壓都會(huì )采不到。這樣對于我們處理和歸類(lèi)問(wèn)題就產(chǎn)生了很大的難度。如下圖所示，這個(gè)問(wèn)題普遍出現我們在做模組和Pack的極限濫用試驗，和模擬較大強度的熱失控注入的時(shí)候，就很讓人擔心，單一的故障處理機制，會(huì )不會(huì )把嚴重的問(wèn)題給忽略掉。我們面臨的困境，核心就是控制FMEA的RPN里面，嚴重度在能量密度在上升以后，很難完全控制住，而檢測和對應的處置風(fēng)險就面臨挑戰，而B(niǎo)MS一點(diǎn)點(diǎn)本身失效，在成本約束下很難做到完全去冗余，這使得我們回旋余地很難，加的處理故障的機制嚴格了，在硬件故障率較高的時(shí)候，會(huì )很大的限制了車(chē)輛可用性，然后進(jìn)一步把用戶(hù)的抱怨放大。