电动汽车系统EMC问题3

电池单体“过电压”

某车型动力蓄电池在急加速和急减速阶段，频繁断高压，监控数据显示动力蓄电池CAN 报告中有单体过电压一级故障。乙产品电池包里有34 个模组（Module），模组布局如下图1所示，整个模组组合中共计有91 个电池单体（Cell），其中Module 12 内有单体Cell 27、Cell 28 和Cell 29，Module 23 内有单体Cell 56、Cell 57、Cell 58。

出现“过电压”的电池单体包括Cell 12、Cell 40、Cell 56、Cell 59，监控数据显示，Cell 56 单体“过电压”次数最多。某一工况下，采集Cell 12、Cell 56 以及正常的Cell 27（布局位置和Cell 56 一致）单体电压波形，如下图2所示。

由上图2 可知，Cell 12、Cell 56 电压波形中均带有较大“毛刺”，而Cell 27 波形较好。将正常的Module23 和Module 12 位置互换后，Cell 27 单体电压波形和互换前Cell 56 电压波形基本一致，这说明Module 23 本身没有问题。

排查发现互换前Cell 56 和Cell 27 单体电压采集存在较大差异，如下图3所示， M12 电压采集电路直接连接在Cell 27 单体两端，采集的电压值V27 送电池管理系统处理。 M23 电压采集电路跨接了较长的铜排连接线（Bus-bar）， 该Bus-bar 用于Module 23 和Module

22 之间的物理连接， 因此Cell 56 单体电压测试值（图3 中V56）包含两部分：Cell 56 单体真实电压值和Bus-bar 上的电压降。对Cell 12、Cell 40、Cell 59 进行排查，也发现同样问题，这说明Cell 单体“过电压”与Bus-bar 上的电压降有关系。

若该动力蓄电池输出端接纯电阻性负载，Cell 12、Cell 40、Cell 56、Cell 59 单体电压正常，说明Bus-bar上等效电阻产生的电压降可以接受，车上动力系统工作后，电压波形有较大变化，说明Bus-bar 上可能有来自整车的传导性EMI。

车辆急加速、减速阶段，动力蓄电池分别处于“急速放电”和“急速充电”状态，在上述两状态，动力母线上di/dt 均较大，且含有高频分量。经排查，Cell 12、Cell 40、Cell 56、Cell 59 电压采集时跨接的Bus-bar 大概长度分别为39 cm、42 cm、59 cm、49 cm。

在高频环境下较长的Bus-bar 上的等效电感分量不能忽略，会在Bus-bar 上产生较大的电压波动，导致Cell 单体“过电压”。

注; 整理自网络