BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)
一、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)描述
1. BMS電池管理系統(tǒng)的組成：
BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)包括3個(gè)12通道高精度電壓模擬模塊、高精度恒流源、高精度高壓恒壓源、高精度溫度采集模塊、高精度高低溫箱、控制電腦、CAN總線分析儀、開(kāi)關(guān)量參數(shù)模擬模塊、絕緣電阻精度測(cè)試模塊、BMS供電電源、絕緣電阻測(cè)試儀、絕緣耐壓測(cè)試儀、操作臺(tái)、通訊模塊等組成
2. BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)還具有單體電壓模擬功能，可以模擬60節(jié)電池串聯(lián)的電池組電壓，每節(jié)電池的電壓可以在0-5V 內(nèi)調(diào)整，電壓的分辨率為0.1MV 可以用于測(cè)試BMS電池管理系統(tǒng)電壓檢測(cè)精度和對(duì)于電池電壓高和低的反應(yīng)，電源的每個(gè)通道可以吸收和提供0-5A 的電流，可以用于檢測(cè)BMS的電池均衡功能。模擬模塊可以顯示每個(gè)通道的電壓和電流，可以和被測(cè)BMS的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出BMS電壓檢測(cè)精度、電壓異常反應(yīng)、均衡功能。
3. 高精度恒流源，可以模擬0-500A 的電流，分辨率為0.01A ，可以用于檢測(cè)BMS電流檢測(cè)的精度，也可以模擬電池組的充放電曲線，和系統(tǒng)配套實(shí)現(xiàn)對(duì)BMS的SOC估算功能的驗(yàn)證。
4. 高精度高壓恒壓源，可以模擬0-1000V 電池組的電壓，可以用于檢測(cè)BMS總電壓檢測(cè)功能。
5. 高精度高低溫環(huán)境實(shí)驗(yàn)?zāi)M箱和高精度溫度采集模塊配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)BMS 溫度檢測(cè)精度的檢測(cè)和BMS對(duì)溫度過(guò)高和過(guò)低的反應(yīng)。
6. 開(kāi)關(guān)量參數(shù)模擬模塊，由繼電器控制板、電源、控制接觸器和繼電器組成，實(shí)時(shí)檢測(cè)BMS對(duì)于各種工作狀態(tài)的報(bào)警控制情況，檢測(cè)BMS開(kāi)關(guān)控制能力和負(fù)荷能力。
7. CAN總線分析儀，通過(guò)該接口和BMS對(duì)接，通過(guò)軟件模擬充電機(jī)和車(chē)輛管理器和BMS進(jìn)行通訊，測(cè)試BMS 的通訊能力，以及和充電機(jī)握手、充電參數(shù)配置、充電過(guò)程控制的性能，以及和車(chē)輛控制器信息通訊控制的能力。同時(shí)記錄通訊過(guò)程，測(cè)試BMS 的通訊誤碼率.
8. 絕緣電阻精度模塊 和電池組總電壓模擬電源配套，模擬真實(shí)電池組正負(fù)極對(duì)機(jī)殼絕緣電阻值，通過(guò)改變電阻值，測(cè)試BMS絕緣電阻的測(cè)試精度和系統(tǒng)絕緣改變時(shí)BMS 的相應(yīng)。
9. BMS供電電源，針對(duì)不同的供電電壓，測(cè)試BMS對(duì)供電過(guò)欠壓和掉地供電情況的響應(yīng)，測(cè)試BMS對(duì)電源的適應(yīng)性能。
10. 絕緣電阻測(cè)試儀用于測(cè)試BMS的絕緣電阻、絕緣耐壓測(cè)試儀用于測(cè)試BMS的絕緣耐壓的情況。
11. BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)SOC精度估算的驗(yàn)證，通過(guò)電流源模擬電池組的充放電曲線數(shù)據(jù)，測(cè)試BMS 的SOC 估算能力，還可以通過(guò)軟件仿真來(lái)檢測(cè)BMS SOC算法的可靠性，通過(guò)軟件導(dǎo)入充放電歷史數(shù)據(jù)，改變BMS數(shù)據(jù)的內(nèi)容，查看SOC值的估算，驗(yàn)證BMS 的SOC估算性能。
12. BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)應(yīng)用于：BMS的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、性能檢測(cè)、BMS管理系統(tǒng)的研發(fā)等領(lǐng)域。
二、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)工作示意圖:
三、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)軟件的組成:
1、平臺(tái)配置上位機(jī)控制軟件和數(shù)據(jù)采集分析軟件，控制軟件完成各模塊參數(shù)數(shù)設(shè)置并存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)采集分析軟件可完成測(cè)試數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析及自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。在測(cè)試設(shè)備選型的時(shí)候選擇能與上位機(jī)軟件接口和數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，并開(kāi)發(fā)上位機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和監(jiān)控，完成相應(yīng)功能測(cè)試、精度校驗(yàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和本地訪問(wèn)。BMS與PC機(jī)之間的通訊采用指定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行測(cè)試，配合功能測(cè)試軟件，可實(shí)現(xiàn)BMS與PC機(jī)之間的自動(dòng)化測(cè)試。
2、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)狀態(tài)監(jiān)測(cè)精度測(cè)試
利用PC機(jī)界面調(diào)整溫度、電流、單體電壓、總電壓、絕緣電阻，將標(biāo)準(zhǔn)值與電池管理系統(tǒng)測(cè)量得到的參數(shù)值（電池管理系統(tǒng)的通過(guò)RS232或者CAN總線按照提供的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議發(fā)送）進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算電池管理系統(tǒng)的溫度、電流、單體電壓、總電壓、絕緣電阻測(cè)量誤差以及誤差的最大值、最小值和平均值。并記錄測(cè)試結(jié)果，輸出測(cè)試報(bào)告。測(cè)試報(bào)告示例如下：
3、環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試
利用PC機(jī)界面設(shè)置各環(huán)境設(shè)備測(cè)試參數(shù)，并能記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。
4、絕緣電阻測(cè)試
利用PC機(jī)界面設(shè)置測(cè)試電壓值，啟動(dòng)測(cè)試按鈕，測(cè)試管理系統(tǒng)絕緣電阻測(cè)試，并記錄結(jié)果，輸出報(bào)告。
5、絕緣耐壓測(cè)試
利用PC機(jī)界面設(shè)置測(cè)試電壓值，啟動(dòng)測(cè)試按鈕，遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)測(cè)試管理系統(tǒng)絕緣耐壓性能，并記錄結(jié)果，輸出報(bào)告。
6、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)通訊功能測(cè)試
電池管理系統(tǒng)按照指定的電池管理系統(tǒng)與整車(chē)控制器之間的CAN總線協(xié)議以及電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)之間的CAN通訊協(xié)議進(jìn)行軟件編程。PC機(jī)側(cè)配置上位機(jī)測(cè)試軟件用于模擬整車(chē)控制器或者充電機(jī)的虛擬終端。測(cè)試過(guò)程中，將PC機(jī)經(jīng)CAN卡與電池管理系統(tǒng)相連，虛擬終端按照約定的協(xié)議發(fā)出相應(yīng)的報(bào)文，并接收電池管理系統(tǒng)反饋的報(bào)文，通過(guò)與指定的CAN協(xié)議進(jìn)行比較，驗(yàn)證電池管理系統(tǒng)發(fā)送報(bào)文的有效性和正確性。
7、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)SOC估算精度測(cè)試
PC機(jī)與程控電流源連接，電池管理系統(tǒng)電流檢測(cè)傳感器與程控電流源輸出連接。將電流測(cè)試工況曲線（可參考電池管理系統(tǒng)技術(shù)要求SOC估算部分的電流曲線進(jìn)行測(cè)試）嵌入PC機(jī)模擬軟件，實(shí)時(shí)控制恒流源的輸出，電池管理系統(tǒng)依據(jù)檢測(cè)到的恒流源的數(shù)據(jù)，進(jìn)行電池的容量估算，并通過(guò)CAN總線將容量數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機(jī)。將電池管理系統(tǒng)估算的容量與按照工況實(shí)際計(jì)算的電池容量進(jìn)行比較，判斷電池管理系統(tǒng)估算的誤差。
8、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)安全保護(hù)功能測(cè)試，目的是校驗(yàn)BMS保護(hù)動(dòng)作的可靠性和靈敏度。具體項(xiàng)目如下圖：
四、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范
1、 12通道高精度恒壓源
l 由12個(gè) 0.5-5V 可調(diào)恒壓源串聯(lián)組成，可以模擬0-12節(jié)電池的串聯(lián)情況。
l 可以由多個(gè)恒壓源，串聯(lián)組成多節(jié)電池串聯(lián)的情況。如60節(jié)，可以由5個(gè) 恒壓源串聯(lián)組成。
l 每個(gè)通道能吸收和放出0-4A的電流，并能顯示電流，分辨率0.001A
l 電壓源的電壓顯示分辨率：0.0001V
l 精度：0.1%FD+0.1%RD
l 電壓調(diào)整范圍：0.0000V-5.0000V
l 當(dāng)恒壓源測(cè)試到有電流輸出或輸入時(shí)候，能給出相應(yīng)的提示。
l 設(shè)備帶有液晶顯示，和操作鍵盤(pán)，可以在儀表上實(shí)現(xiàn)操作。
l 設(shè)備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
2、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)高精度恒流源
l 電流范圍：
l 輸出精度：0.1%FD+0.1%RD
l 電流穩(wěn)定度：0.1%
l 外部電流傳感器接線方式：分流器或電流傳感器
l 輸出方式：電流
l 輸出的電壓小于5V
l 設(shè)備帶有液晶顯示，和操作鍵盤(pán)，可以在儀表上實(shí)現(xiàn)操作。
l 設(shè)備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
3、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)高精度高壓恒壓源
l 輸出電壓范圍：0-1000V
l 電壓顯示分辨率：0.01V
l 精度：0.1%FD+0.1%RD
l 輸出電流范圍：0-100 mV
l 紋波和噪聲：峰峰值300mV；
l 負(fù)載瞬時(shí)恢復(fù)時(shí)間：2ms；
l 設(shè)備帶有液晶顯示，和操作鍵盤(pán)，可以在儀表上實(shí)現(xiàn)操作。
l 設(shè)備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統(tǒng)進(jìn)行通訊。
l 紋波和噪聲：峰峰值300mV；
l 負(fù)載瞬時(shí)恢復(fù)時(shí)間：2ms；
4、 高精度恒溫箱
l 溫度范圍:-60℃-150℃
l 工作室尺寸（CM）寬*深*高(約) 40×40×50
l 外型尺寸（CM）長(zhǎng)*寬*高（約）60×115×150
l 標(biāo)稱容積（L）:80L
l 升溫速率：≥3.0℃/min（非線性） 降溫速率：≥1.0℃/min（非線性）
l 溫度波動(dòng)精度：≤±0.5℃
5、高精度溫度采集
l 帶有內(nèi)置GPIB和RS232接口的3插槽主機(jī)
l 6 1/2位（22-bit）內(nèi)置數(shù)字萬(wàn)用表，每秒掃描多達(dá)250個(gè)通道
l 8種開(kāi)關(guān)和控制插入模塊可供選擇
l 內(nèi)置信號(hào)調(diào)整測(cè)量熱電偶、RTD和電敏電阻、直流/交流電壓和電流；電阻；頻率和周期
l 非易失存儲(chǔ)器存儲(chǔ)50k讀數(shù)，可在斷電時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)
l 每個(gè)通道的Hi/LO報(bào)警極限，再加上4個(gè)TTL報(bào)警輸出
l 配備熱敏電阻2.2 k, 5 k, 10 k
l 溫度測(cè)量范圍：-80 °C to 150 °C
l 精度 0.08 °C
6、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)CAN通訊模塊
產(chǎn)品包括 CAN 總線監(jiān)視器 PCAN-View（用于 Windows）和編程接口PCAN-Basico。
l USB 轉(zhuǎn) CAN 接口轉(zhuǎn)換器，采用9個(gè)引腳的D-Sub 接頭(符合CiA 102)
l 兩個(gè)USB - RS-232 接口轉(zhuǎn)換器，采用兩個(gè)D-sub接頭 (9-pin)
l 兩個(gè)高速USB 2.0 分流接口
l （總線上電的）無(wú)源集線器通過(guò)PC上的USB接口可以提供給每個(gè)USB通道100MA電流。
l （自動(dòng)上電的）有源集線器通過(guò)可選的外部集線器電源電壓（9-36V）可以給每個(gè)USB通道提供500MA電流
l 由于采用帶4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的集線器控制器，如果一個(gè)全速的設(shè)備連接上時(shí)仍然可以保證所有通道上的高比特率。
l 比特率達(dá) 1 Mbit/s
l 時(shí)間戳分辨率大約42 µs
l 符合CAN 接口
l CAN接頭處有一個(gè)焊橋可以連接5伏特和外部的電源，比如，外部的總線轉(zhuǎn)換器。
7、開(kāi)關(guān)量參數(shù)模塊
l BMS測(cè)試平臺(tái)配有接觸器和繼電器組（多于10路），用于模擬車(chē)載繼電器，測(cè)試BMS開(kāi)關(guān)量輸出負(fù)荷能力。
l 帶有一個(gè)接觸器信號(hào)狀態(tài)采集板，采集接觸器的信號(hào)。
8、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)絕緣電阻精度測(cè)試模塊
l 輸入電壓等級(jí)：100-600V；
l 可模擬正負(fù)端對(duì)地電阻；
l 電阻值從5KΩ、10KΩ、20KΩ、40KΩ、80KΩ、160KΩ可調(diào)
l 設(shè)備可以遠(yuǎn)程電腦控制和本地開(kāi)關(guān)控制。
l 設(shè)備可以顯示加載的電阻值。
9、BMS供電電源
l 為管理系統(tǒng)提供電源；
l 電壓在0-50V可調(diào)；
l 并可完成過(guò)壓、欠壓試驗(yàn)；
l 具備可控掉地功能。
10、絕緣電阻測(cè)試儀
l
l 輸出電壓設(shè)定范圍：-25V〜-1000Vdc（符合JIS C 1302-1994的輸出特性）
l 電阻測(cè)量范圍：
l 搭載放電功能
l 搭載有窗口比較器
l 保持功能（在PASS期間保持試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的測(cè)量電阻值）
l 搭載有計(jì)時(shí)器功能
l 后部輸出端子
l 測(cè)量值監(jiān)控端子
l 面板搭載有存儲(chǔ)器（10種）
l 搭載有SIGNAL I／O、遙控器端子
l 標(biāo)準(zhǔn)安裝有RS
11、BMS電池管理系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái)絕緣耐壓測(cè)試儀
特長(zhǎng)
l 搭載有數(shù)字電壓計(jì)和電流計(jì)
l 便于判斷運(yùn)行狀態(tài)的大顯示屏
l 用來(lái)設(shè)定準(zhǔn)確試驗(yàn)時(shí)間的數(shù)字計(jì)時(shí)器
l 采用檢測(cè)斷線的窗口比較器方式的判標(biāo)準(zhǔn)
l DC耐壓試驗(yàn)后的自動(dòng)放電功能
l 各類(lèi)遠(yuǎn)程控制功能和各類(lèi)信號(hào)輸出功能
型 號(hào) |
TOS-5101耐壓測(cè)試儀 |
電壓范圍 |
AC:0-5/0-10kV DC:0-5/0-10kV |
漏電流范圍 |
AC:0.1mA to 55mA DC:0.1mA to 5.5mA |
容量 |
500VA |
時(shí)間控制 |
0.5s to 999s |
顯示方式 |
真空熒光光管顯示 |
功能 |
良品不良品，報(bào)警 |
電源 |
100/230/240V 50/60Hz |
體積mm |
430W ? 177(195)H ? 370(450)Dmm |
重量 |
12、工控機(jī)
CPU為ATOM 1.66G 內(nèi)存大于2G 硬盤(pán)250G 6個(gè)串口（COM1～COM4通過(guò)DB44接口實(shí)現(xiàn)，COM5～COM6通過(guò)DB9接口實(shí)現(xiàn)）；其中COM1、COM2為RS-232/RS-422/RS-485（支持自動(dòng)流向），COM3～COM6為RS-232
13、顯示器：23英寸 WLED 全屏高清(1920 x 1080)液晶屏
14、控制臺(tái)
