起亚KX3纯电动汽车电池系统故障信息及处理分析

2024年1月8日发(作者：新宝骏rs5)

起亚KX3纯电动汽车电池系统故障信息及处理分析江苏省交通技师学院　吴　飞起亚KX3纯电动汽车于2018年年底上市，搭载一块容量为45.2 kWh的三元锂电池，最大续航里程约为300 km。本文简要介绍起亚KX3纯电动汽车电池系统的结构和技术参数，并对电池管理系统的主要功能和上电下电控制逻辑进行简要分析，归纳总结电池系统常见的19种故障信息，并以其中5种典型故障为例说明电池管理系统（BMS）的处理方式。1　电池系统技术参数概要起亚KX3纯电动汽车采用KCEV250（43 Ah）动力蓄电池，标称电压250.1 V，工作电压为268.8 V～403.2 V，电池总能量为45.2 kWh，总质量为374.5 kg，电池箱尺寸为1 882 mm×1 299 mm×321 mm。整个动力电池由24个电池模组串联而成，每个模组容量为129 Ah，尺寸为355 mm×151 mm×108 mm，重量为11.9 kg，模组标称电压为14.6 V。每个模组包2　电池管理系统的主要功能起亚KX3纯电动汽车BMS由1个BMU和3个LMU组成，LMU主要功能是采集电池单体电压、温度数据，并对单体电压进行均衡，BMU主要功能是管理LMU，控制充电继电器，绝缘检测以及与整车和充电桩进行通信。电池管理系统电气原理如图2所示。电池管理系统的主要功能有电池参数检测（电池电压检测与分析、电池电流检测与分析、电池温度检测与分析）、高压安全管理（高压互锁HVIL、高压绝缘监测）、SOC/SOH检测（剩余容量估算、电池健康估算、高精度容量积分）、电池安全管理（过充/过放保护、过流/过温/低温保护、多级保障诊断保护）、均衡管理（基于电压模式的均衡、基于时间模式的均衡、基于电芯SOC的均衡、双向主动均衡模式）、其他特点功能（低功耗、历史数据记录、级联灵活扩展、CRC数据校验）。动力电池高压电的上电流程为：整车预充完成→整车闭合继电器→BMS检测有无故障，若有一级故障，则发送断开继电器请求，若没有故障则上电，其中在整车闭合继电器前整车可能还会判断BMS的高压互锁信号是否正常，其上电控制逻辑如图3所示。动力电池高压电的下电通过整车断开继电器完成正常下电，若电池管理系统BMS在运行中检测到一级故障，则发送断开继电器请求，完成异常下电。3　电池系统故障信息及处理分析起亚KX3纯电动汽车电池管理系统上报故障信息主要有19项，见表1所列。对于不同的故障，BMS处理的方案也不同，下面针对电动汽车常见的故障说明BMS的处理方案。3.1　充电过流一级故障处理（1）BMS上报整车充电过流一级故障的条件如下：1）充电实际电流大于295 A；图1　起亚KX3纯电动汽车电池系统主要结构2）持续时间大于30 s。（2）充电过流一级故障消除的条件是：上述两条件未括12个电芯，其内部结构为3并4串（简称3P4S串模组），电芯的标称容量为43 Ah（3.65 V），电芯尺寸为26.5 mm×148 mm×97.5 mm。起亚KX3纯电动汽车电池系统主要包括继电器盒（BDU）、24个3并4串电池模组（3P4S串模组）、线束总成、1个电池主控单元（BMU）、3个电池从控单元（LMU）、安全插头（MSD）、充放电口和通讯线口，主要结构组成如图1所示。77Copyright?博看网 . All Rights Reserved.

图2　电池管理系统电气原理表1　电池管理系统上报故障信息序号7199故障类型充电过流一级故障放电过流一级故障单体欠压一级故障单体过压一级故障模组低温一级故障SOC过低一级故障慢充充电温度故障高压互锁故障模组过温一级故障绝缘一级故障序号2461012141618—8故障类型充电过流二级故障放电过流二级故障单体欠压二级故障单体过压二级故障模组过温二级级故障快充充电口温度故障—通信故障模组低温二级故障绝缘二级故障图3　动力电池上电控制逻辑同时成立，就会自动消除故障。（3）此故障发生后的处理方案如下：1）20 s将放电功率降为0；3）断开加热；2）20 s将充电功率降为10 kW；4）充电放电功率降为5 kW，请求断开整车控制电池继3.2　放电过流一级故障处理（1）上报整车放电过流一级故障的条件如下：2）持续时间大于30 s。1）放电实际电流大于295 A；（2）放电过流一级故障消除的条件是：上述两条件未同时成立，就会自动消除故障。（3）此故障发生后的处理方案如下：电器。78

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1）20 s将放电功率降为0 kW；3）断开加热；立，就会自动消除故障。（3）此故障发生后的处理方案如下：1）20 s将放电功率降为0 kW；3）断开加热；4）中止充电；电器。2）20 s将回馈充电功率降为10 kW;2）20 s将充电功率降为10 kW；4）充电放电功率降为5 kW，请求断开整车控制电池继电器。3.3　绝缘检测一级故障处理（1）BMS上报整车绝缘一级故障的条件如下：1）检测绝缘阻值小于80 kΩ；2）持续时间大于15 s。（2）绝缘一级故障消除的条件是：上述两条件未同时成立，就会自动消除故障。（3）此故障发生后的处理方案如下：1）20 s将放电功率降为0 kW；3）断开加热；4）中止充电；电器。2）20 s将充电功率降为10 kW；5）充电放电功率降为5 kW，请求断开整车控制电池继3.5　高压互锁故障处理（1）BMS上报高压互锁故障的条件有两点：BMS检测PWM占空比不满足条件。PWM占空比正常。（2）BMS上报高压互锁故障消除的条件是：检测到（3）此故障发生后的处理方案如下：1）发送给整车高压互锁存在故障；2）不进行绝缘监测。5）充电放电功率降为5 kW，请求断开整车控制电池继4　总结起亚KX3纯电动汽车电池管理系统（BMS）主要功能有检测总电压、电流、单体电压、温度采集、绝缘检测、SOL估算、故障报警、充放电功率管理等，同时对于不同的故障信息有相应的处理方案，在车辆售后服务中通过使用相应诊断工具可得到故障信息，为解决车辆问题提供方便。（收稿日期：2019-08-16）3.4　通信故障处理（1）BMS上报整车通信故障的条件如下：1）通信数据标志异常；2）持续时间大于10 s。（2）通信故障消除的条件是：上述两条件未同时成79Copyright?博看网 . All Rights Reserved.