BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺
一、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺描述
1. BMS電池管理系統(tǒng)的組成：
BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺包括3個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、開關(guān)量參數(shù)模擬模塊、絕緣電阻精度測試模塊、BMS供電電源、絕緣電阻測試儀、絕緣耐壓測試儀、操作臺、通訊模塊等組成
2. BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺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 可以用于測試BMS電池管理系統(tǒng)電壓檢測精度和對于電池電壓高和低的反應(yīng)，電源的每個通道可以吸收和提供0-5A 的電流，可以用于檢測BMS的電池均衡功能。模擬模塊可以顯示每個通道的電壓和電流，可以和被測BMS的測試數(shù)據(jù)進行比較，得出BMS電壓檢測精度、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BMS電流檢測的精度，也可以模擬電池組的充放電曲線，和系統(tǒng)配套實現(xiàn)對BMS的SOC估算功能的驗證。
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BMS總電壓檢測功能。
5. 高精度高低溫環(huán)境實驗?zāi)M箱和高精度溫度采集模塊配合，實現(xiàn)對BMS 溫度檢測精度的檢測和BMS對溫度過高和過低的反應(yīng)。
6. 開關(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，實時檢測BMS對于各種工作狀態(tài)的報警控制情況，檢測BMS開關(guān)控制能力和負荷能力。
7. CAN總線分析儀，通過該接口和BMS對接，通過軟件模擬充電機和車輛管理器和BMS進行通訊，測試BMS 的通訊能力，以及和充電機握手、充電參數(shù)配置、充電過程控制的性能，以及和車輛控制器信息通訊控制的能力。同時記錄通訊過程，測試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，模擬真實電池組正負極對機殼絕緣電阻值，通過改變電阻值，測試BMS絕緣電阻的測試精度和系統(tǒng)絕緣改變時BMS 的相應(yīng)。
9. BMS供電電源，針對不同的供電電壓，測試BMS對供電過欠壓和掉地供電情況的響應(yīng)，測試BMS對電源的適應(yīng)性能。
10. 絕緣電阻測試儀用于測試BMS的絕緣電阻、絕緣耐壓測試儀用于測試BMS的絕緣耐壓的情況。
11. BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺SOC精度估算的驗證，通過電流源模擬電池組的充放電曲線數(shù)據(jù)，測試BMS 的SOC 估算能力，還可以通過軟件仿真來檢測BMS SOC算法的可靠性，通過軟件導(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，驗證BMS 的SOC估算性能。
12. BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺應(yīng)用于：BMS的數(shù)據(jù)校準、性能檢測、BMS管理系統(tǒng)的研發(fā)等領(lǐng)域。
二、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺工作示意圖:
三、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺軟件的組成:
1、平臺配置上位機控制軟件和數(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，數(shù)據(jù)采集分析軟件可完成測試數(shù)據(jù)的采集、記錄、分析及自動生成測試報告。在測試設(shè)備選型的時候選擇能與上位機軟件接口和數(shù)據(jù)交換的設(shè)備，并開發(fā)上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和監(jiān)控，完成相應(yīng)功能測試、精度校驗、數(shù)據(jù)存儲和本地訪問。BMS與PC機之間的通訊采用指定的標準協(xié)議進行測試，配合功能測試軟件，可實現(xiàn)BMS與PC機之間的自動化測試。
2、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺狀態(tài)監(jiān)測精度測試
利用PC機界面調(diào)整溫度、電流、單體電壓、總電壓、絕緣電阻，將標準值與電池管理系統(tǒng)測量得到的參數(shù)值（電池管理系統(tǒng)的通過RS232或者CAN總線按照提供的標準協(xié)議發(fā)送）進行對比，計算電池管理系統(tǒng)的溫度、電流、單體電壓、總電壓、絕緣電阻測量誤差以及誤差的最大值、最小值和平均值。并記錄測試結(jié)果，輸出測試報告。測試報告示例如下：
3、環(huán)境適應(yīng)性測試
利用PC機界面設(shè)置各環(huán)境設(shè)備測試參數(shù)，并能記錄測試數(shù)據(jù)。
4、絕緣電阻測試
利用PC機界面設(shè)置測試電壓值，啟動測試按鈕，測試管理系統(tǒng)絕緣電阻測試，并記錄結(jié)果，輸出報告。
5、絕緣耐壓測試
利用PC機界面設(shè)置測試電壓值，啟動測試按鈕，遠程控制實現(xiàn)測試管理系統(tǒng)絕緣耐壓性能，并記錄結(jié)果，輸出報告。
6、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺通訊功能測試
電池管理系統(tǒng)按照指定的電池管理系統(tǒng)與整車控制器之間的CAN總線協(xié)議以及電池管理系統(tǒng)和充電機之間的CAN通訊協(xié)議進行軟件編程。PC機側(cè)配置上位機測試軟件用于模擬整車控制器或者充電機的虛擬終端。測試過程中，將PC機經(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)的報文，并接收電池管理系統(tǒng)反饋的報文，通過與指定的CAN協(xié)議進行比較，驗證電池管理系統(tǒng)發(fā)送報文的有效性和正確性。
7、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺SOC估算精度測試
PC機與程控電流源連接，電池管理系統(tǒng)電流檢測傳感器與程控電流源輸出連接。將電流測試工況曲線（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行測試）嵌入PC機模擬軟件，實時控制恒流源的輸出，電池管理系統(tǒng)依據(jù)檢測到的恒流源的數(shù)據(jù)，進行電池的容量估算，并通過CAN總線將容量數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機。將電池管理系統(tǒng)估算的容量與按照工況實際計算的電池容量進行比較，判斷電池管理系統(tǒng)估算的誤差。
8、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺系統(tǒng)安全保護功能測試，目的是校驗BMS保護動作的可靠性和靈敏度。具體項目如下圖：
四、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范
1、 12通道高精度恒壓源
l 由12個 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 恒壓源串聯(lián)組成。
l 每個通道能吸收和放出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)恒壓源測試到有電流輸出或輸入時候，能給出相應(yīng)的提示。
l 設(shè)備帶有液晶顯示，和操作鍵盤，可以在儀表上實現(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)進行通訊。
2、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺高精度恒流源
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，可以在儀表上實現(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)進行通訊。
3、 BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺高精度高壓恒壓源
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 負載瞬時恢復(fù)時間：2ms；
l 設(shè)備帶有液晶顯示，和操作鍵盤，可以在儀表上實現(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)進行通訊。
l 紋波和噪聲：峰峰值300mV；
l 負載瞬時恢復(fù)時間：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*寬*高（約）60×115×150
l 標稱容積（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
l 6 1/2位（22-bit）內(nèi)置數(shù)字萬用表，每秒掃描多達250個通道
l 8種開關(guān)和控制插入模塊可供選擇
l 內(nèi)置信號調(diào)整測量熱電偶、RTD和電敏電阻、直流/交流電壓和電流；電阻；頻率和周期
l 非易失存儲器存儲50k讀數(shù)，可在斷電時保持數(shù)據(jù)
l 每個通道的Hi/LO報警極限，再加上4個TTL報警輸出
l 配備熱敏電阻2.2 k, 5 k, 10 k
l 溫度測量范圍：-80 °C to 150 °C
l 精度 0.08 °C
6、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺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個引腳的D-Sub 接頭(符合CiA 102)
l 兩個USB - RS-232 接口轉(zhuǎn)換器，采用兩個D-sub接頭 (9-pin)
l 兩個高速USB 2.0 分流接口
l （總線上電的）無源集線器通過PC上的USB接口可以提供給每個USB通道100MA電流。
l （自動上電的）有源集線器通過可選的外部集線器電源電壓（9-36V）可以給每個USB通道提供500MA電流
l 由于采用帶4個轉(zhuǎn)發(fā)器的集線器控制器，如果一個全速的設(shè)備連接上時仍然可以保證所有通道上的高比特率。
l 比特率達 1 Mbit/s
l 時間戳分辨率大約42 µs
l 符合CAN 接口
l CAN接頭處有一個焊橋可以連接5伏特和外部的電源，比如，外部的總線轉(zhuǎn)換器。
7、開關(guān)量參數(shù)模塊
l BMS測試平臺配有接觸器和繼電器組（多于10路），用于模擬車載繼電器，測試BMS開關(guān)量輸出負荷能力。
l 帶有一個接觸器信號狀態(tài)采集板，采集接觸器的信號。
8、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺絕緣電阻精度測試模塊
l 輸入電壓等級：100-600V；
l 可模擬正負端對地電阻；
l 電阻值從5KΩ、10KΩ、20KΩ、40KΩ、80KΩ、160KΩ可調(diào)
l 設(shè)備可以遠程電腦控制和本地開關(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 并可完成過壓、欠壓試驗；
l 具備可控掉地功能。
10、絕緣電阻測試儀
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期間保持試驗結(jié)束時的測量電阻值）
l 搭載有計時器功能
l 后部輸出端子
l 測量值監(jiān)控端子
l 面板搭載有存儲器（10種）
l 搭載有SIGNAL I／O、遙控器端子
l 標準安裝有RS
11、BMS電池管理系統(tǒng)檢測平臺絕緣耐壓測試儀
特長
l 搭載有數(shù)字電壓計和電流計
l 便于判斷運行狀態(tài)的大顯示屏
l 用來設(shè)定準確試驗時間的數(shù)字計時器
l 采用檢測斷線的窗口比較器方式的判標準
l DC耐壓試驗后的自動放電功能
l 各類遠程控制功能和各類信號輸出功能
型 號 |
TOS-5101耐壓測試儀 |
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，報警 |
電源 |
100/230/240V 50/60Hz |
體積mm |
430W ? 177(195)H ? 370(450)Dmm |
重量 |
12、工控機
CPU為ATOM 1.66G 內(nèi)存大于2G 硬盤250G 6個串口（COM1～COM4通過DB44接口實現(xiàn)，COM5～COM6通過DB9接口實現(xiàn)）；其中COM1、COM2為RS-232/RS-422/RS-485（支持自動流向），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
