案例分析：一种集成式BMS采集板的故障分析

这次是分享一个关于AFE故障排查的案例。

先看一下这样一种模组，如下图所示，这种模组的特点是将BMS的采样板集成在模组内部，电芯的采样连接依靠铝巴与单板螺钉固定。

还有这种通过镍片与电芯连接的，如下图所示：镍片焊接在单板与电芯铝巴上面。

还有这种传统线束连接的，如下图所示：线束与单板通过连接器相连，而线束与电芯采样焊接的方式，焊接到铝巴上面。

当然，还有一种形式，如下图所示：通过铝丝焊接将单板与电芯相连，就是常说的键合的方式。

上面所有这些模组的共同特点是将采样板集成到了模组内部，对外只有通信线，这样一方面降低了外部的空间需求，另外也减少了电压采样线。

上面四个例子中，目前比较常见的是焊接镍片与焊接铝丝的形式，例如目前比亚迪的刀片电池也是采样镍片焊接的方案。

因为镍片或铝丝都是一次性焊接的、不可拆卸，所以在维修时就比较麻烦，最主要的一点就是采样板会一直带电，当进行故障定位时，尤其是动烙铁拆卸器件时，就只能先把铝丝或镍片先剪断，否则一不小心就会打火。

这次分享这样一个案例，以12s的键合模组为例，类似于如下图：整个采样板采集了12个单体电压还有2个温度。

故障的产品表现为采样板对外没有通信，模组外观正常，采样板上面有部分均衡电阻与采样电阻烧蚀发黑的情况；在未拆卸采样板前，使用万用表逐个测量每个电芯电压，除了第二节外，基本都为4V左右，而第二节却为-44V左右，同时万用表测量整个模组的总电压却只有0.3V，看到这里，是不是感觉很奇怪。

后面找到的根本原因就是因为第二节电芯断开了，可能是电芯内部有问题，外部模组上看不出来，具体不展开；整个等效电路如下图所示，注意此时采集板是一直连接的，不能省略上面的相关电阻；所以此时的失效模式就像之前分享过的跨模组采样了（参考链接《影响AFE采样精度的因素---电阻》），会进一步导致采样电阻损坏。

然后看一下电芯与模组的电压的表现情况，以4节电芯举例，正常时如下图：总电压为16V，每一节电芯电压都为4V。

当故障发生后，除了第二节电芯断开，采样板上面的采样电阻也损坏呈断路情况，假如下图中的R1\R2\R3都断开了，此时模组的总电压就变成了0V左右，而第二节电芯电压为-12V，此时表现的趋势与故障现象类似了。

这个仿真只是让大家感受一下趋势，与实际故障件还是有不同的，因为损坏的电阻位置不可预测，只能具体分析，例如下图中模拟的是R1\R2\R4断开，此时第二节的测量出来的电压就是-8V了，但总电压却变成了4V；所以我想表达的逻辑是类似的故障分析要与损坏的采样板结合起来，尤其是这种不容易拆卸的集成采样板，换成其他的线束板，可能早就定位原因了。