電池系統診斷

我最近在梳理一個專題,其實也是把之前的內容聯繫起來。

  • IND4原創丨BMS內電壓採集電路的診斷
  • IND4原創丨電池系統的診斷和處理1
  • IND4話題丨OBD法規和SOH的診斷
  • LEAF的BMS保護和診斷——來自朱玉龍的分享

我們可以發現,在整個電池系統內,會發生很多的失效,所有模組過程中的故障狀態,都是從自身發起,由電池管理系統進行檢測和發現,然後確定故障處理機制。

我們在不斷的豐富和整理FMEA的過程,可以不斷豐富電池系統的故障樹,可以得到一系列的模組和電池系統的故障狀態Error Status。

而我們根據這些Error Status確定整個機制,分解整個安全的特性。

從不同的運行場景,抽取場景的分析情況

然後形成電池系統功能正常工作和非正常工作的分解表

在這個裡面,我們可以看到,安全本質分兩條,在從安全狀態轉移到非安全狀態的時候,需要確認。

還有一類,是本身內部感知失效或者部件失效對整個感知出現擾動

從行車的限制、充電的限制和故障顯示三方面來分成四種不同的故障模式。

模式A:是從動力源頭切斷任何充電和放電的過程,主要響應比較高等級的故障

模式B:考慮電池的故障在一定範圍內之類,限制電機輸出功率,在充電模式下充電停止(阻止了能量回收)

模式C:限制電池包的輸入和輸出功率。

失效安全模式

模式A

電池包斷電,無驅動

充電停止

EV系統警告燈亮起

模式B

驅動輸出功率限制

充電停止

EV系統警告燈亮起

模式C

驅動輸出功率限制

充電限制

EV系統警告燈亮起

模式D

EV系統警告燈亮起

我們可以看到,在整個不同的對待情況的時候,最最重要的是

1)評估在確實出問題的時候,採取限制措施,一類故障主要包含真正對於運行存在直接風險和威脅的內容。

  • BMS自我診斷故障:BMS本身的MCU檢測出故障
  • 電池包過電流:電池包的電流檢測超過限定值
  • 電池包任一單體過壓:電池包任一單體超過設定的範圍。
  • 電池包任一單體過放:電池電壓過低
  • 電池包過熱:溫度感測器過高

2)在內部自身出現類似的問題的時候,不會出現超越故障層級需要的措施,我們以電流為例

  • 電流感測器故障1:電流感測器的輸出超過正常值範圍
  • 電流感測器故障2:電流感測器在特定範圍內檢測精度異常
  • 電流感測器過流判斷

在未來面向精益和減少感測器布置的條件下,我們更多的需要挖掘長時間的比較,在不同場景下控制風險,在全局層面控制問題的發生。

以溫度為例:

其實用溫度這個案子最為簡潔,林博一直在談溫度在熱失控的時候,短時間上升曲線並不重要,但是我們可以發現,整個溫度在不同的模式下,變化率、變化幅度,我們都是可以記錄和對比,在不同工況和不同場景的數據記錄,我們可以得到很豐富的數據。然後在原有的單純的邏輯上面,來做一些相對更精準的判斷。

在最為極端的火燒,內部的實驗溫度點標定,這些極端的部分,短期內在當下可能不做大的處理。以後是否可以做輪詢激活記錄事故情況,還是值得思考的。我是覺得,在未來診斷和記錄整個過程中的異常情況,對BMS來說還是必要的。對基本物理量的分析和思考,未來都是可以做成更複雜的策略的。

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