本實(shí)用新型涉及電池管理系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著國家新能源戰(zhàn)略的推進(jìn)，高容量高功率的鋰電池組越來越受到市場的關(guān)注。電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池與用戶之間的紐帶，主要對(duì)象是二次電池。二次電池存在下面的一些缺點(diǎn)，如存儲(chǔ)能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。隨著電池管理系統(tǒng)的發(fā)展，也會(huì)增添其它的功能。

目前，在BMS的功能測(cè)試過程中，測(cè)試臺(tái)架僅僅對(duì)電池電壓的異常進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控，無法對(duì)BMS其他參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，因此如何提供一種全面、便捷、高效的通用型BMS電池組管理系統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)，是目前急需解決的問題。

專利CN204556812U提出了一種具有自檢功能的電池管理系統(tǒng)功能檢驗(yàn)平臺(tái)，可以較為全面的對(duì)電池管理系統(tǒng)的功能進(jìn)行檢測(cè)，然而該專利提出的檢驗(yàn)平臺(tái)包含的模塊較多，集成度較差，同時(shí)該檢驗(yàn)平臺(tái)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，也無法保存測(cè)試結(jié)果，具有一定的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問題提供一種功能檢測(cè)全面、模塊簡單、自動(dòng)化程度高以及數(shù)據(jù)可保存的自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)，用于對(duì)待測(cè)BMS控制器進(jìn)行全面的功能測(cè)試，其特征在于，所述自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)包括上位機(jī)控制裝置、電池模塊模擬裝置、繼電器盒、傳感器信號(hào)模擬裝置和供電電源，所述上位機(jī)控制裝置分別與電池模塊模擬裝置、繼電器盒、傳感器信號(hào)模擬裝置和待測(cè)BMS控制器連接，所述電池模塊模擬裝置、繼電器盒、傳感器信號(hào)模擬裝置和供電電源均與待測(cè)BMS控制器連接。

所述上位機(jī)控制裝置包括上位機(jī)、CAN板卡和模擬量板卡，所述上位機(jī)分別與CAN板卡和模擬量板卡連接，所述CAN板卡與待測(cè)BMS控制器連接，所述模擬量板卡分別與電池模塊模擬裝置和繼電器盒連接。

所述電池模塊模擬裝置包括串聯(lián)電池組，所述串聯(lián)電池組分別連接待測(cè)BMS控制器和模擬量板卡。

所述繼電器盒包括第一繼電器，所述第一繼電器分別連接待測(cè)BMS控制器、模擬量板卡和12V電壓源。

所述傳感器信號(hào)模擬裝置包括可編程電流源、電流霍爾傳感器、第二繼電器和可調(diào)電阻，所述可編程電流源分別與上位機(jī)控制裝置和電流霍爾傳感器連接，所述電流霍爾傳感器與待測(cè)BMS控制器連接，所述第二繼電器分別與電池模塊模擬裝置、可調(diào)電阻和模擬量板卡連接，所述可調(diào)電阻與待測(cè)BMS控制器的殼體連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

(1)自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)通過上位機(jī)控制裝置發(fā)送測(cè)試信號(hào)至電池模塊模擬裝置、繼電器盒、傳感器信號(hào)模擬裝置和待測(cè)BMS控制器，可以對(duì)BMS的基本功能包括電壓、電流、溫度采樣、絕緣、高壓繼電器、喚醒、上下電功能、CAN網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)功能全面。

(2)該系統(tǒng)包括上位機(jī)控制裝置、電池模塊模擬裝置、繼電器盒、傳感器信號(hào)模擬裝置和供電電源五個(gè)部分，模塊設(shè)置清晰合理，集成度高。

(3)該自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)在運(yùn)行后可以對(duì)待測(cè)BMS控制器進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，無需人為單獨(dú)對(duì)某一功能進(jìn)行測(cè)試，自動(dòng)化程度高。

(4)該自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)刷新，更易發(fā)現(xiàn)BMS是否出現(xiàn)問題。

(5)上位機(jī)控制裝置可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)試報(bào)告進(jìn)行保存，便于數(shù)據(jù)的管理和分析。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的模塊示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)示意圖；

圖3為典型實(shí)施方式下的測(cè)試流程示意圖；

其中，1為上位機(jī)控制裝置，2為電池模塊模擬裝置，3為繼電器盒，4為傳感器信號(hào)模擬裝置，5為供電電源，6為模擬量板卡，7為CAN板卡，8為待測(cè)BMS控制器，9為采集模塊，10為I/O端口，11為CAN通訊端口，12為電流傳感器，13為電源，14為可編程電流源，15為電流霍爾傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)用新型涉及的自動(dòng)化的BMS功能測(cè)試系統(tǒng)，用于對(duì)待測(cè)BMS控制器8進(jìn)行全面的功能測(cè)試，包括上位機(jī)控制裝置1、電池模塊模擬裝置2、繼電器盒3、傳感器信號(hào)模擬裝置4和供電電源5，所述上位機(jī)控制裝置1分別與電池模塊模擬裝置2、繼電器盒3、傳感器信號(hào)模擬裝置4和待測(cè)BMS控制器8連接，所述電池模塊模擬裝置2、繼電器盒3、傳感器信號(hào)模擬裝置4和供電電源5均與待測(cè)BMS控制器8連接。

所述的供電電源5為待測(cè)BMS控制器8提供工作電源。

所述上位機(jī)控制裝置1包括上位機(jī)、CAN板卡7和模擬量板卡6，所述上位機(jī)分別與CAN板卡7和模擬量板卡6連接，所述CAN板卡7與待測(cè)BMS控制器8連接，所述模擬量板卡6分別與電池模塊模擬裝置2和繼電器盒3連接。

所述電池模塊模擬裝置2包括串聯(lián)電池組，所述串聯(lián)電池組分別連接待測(cè)BMS控制器8和模擬量板卡6。

所述繼電器盒3包括第一繼電器，所述第一繼電器分別連接待測(cè)BMS控制器8、模擬量板卡6和12V電壓源。

所述傳感器信號(hào)模擬裝置4包括可編程電流源14、電流霍爾傳感器15、第二繼電器和可調(diào)電阻，所述可編程電流源14分別與上位機(jī)控制裝置1和電流霍爾傳感器15連接，所述電流霍爾傳感器15與待測(cè)BMS控制器8連接，所述第二繼電器分別與電池模塊模擬裝置2、可調(diào)電阻和模擬量板卡6連接，所述可調(diào)電阻與待測(cè)BMS控制器8的殼體連接。

待測(cè)BMS控制器8包括MCU以及分別與MCU連接的CAN通訊模塊11、繼電器控制模塊(I/O控制端口)10、電池采樣模塊9和電流傳感器12，其中，電池采樣模塊9與電池模塊模擬裝置2相連，檢測(cè)單體電池的電壓、電流、溫度等信息；繼電器控制模塊10與繼電器盒3相連，用于控制繼電器的通斷；電流傳感器12與傳感器信號(hào)模擬裝置4相連，檢測(cè)電流；CAN通訊模塊11與上位機(jī)控制裝置1相連進(jìn)行通訊。

上位機(jī)控制裝置1通過模擬量板卡6與電池模塊模擬裝置2相連，檢測(cè)單體電池電壓、電流、溫度等信息，通過模擬量板卡6與繼電器盒3相連，檢測(cè)繼電器開關(guān)狀態(tài)，通過CAN總線與待測(cè)BMS控制器8進(jìn)行通訊，獲取BMS實(shí)時(shí)工作狀態(tài)參數(shù)和檢測(cè)參數(shù)；通過以太網(wǎng)與傳感器信號(hào)模擬裝置4進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)電流模擬功能和喚醒功能。

如圖2所示，繼電器盒3由三個(gè)第一繼電器組成，繼電器選擇電動(dòng)汽車用的型號(hào)。

其連接方式為：繼電器盒3的繼電器S1一端與+12V連接，另一端與模擬量板卡6上PORT1端口連接，其控制端與電池正端Relay1信號(hào)端口連接；繼電器S2一端與+12V連接，另一端與模擬量板卡6上PORT2端口連接，其控制端與電池負(fù)端Relay2信號(hào)端口連接；繼電器S3一端與+12V連接，另一端與模擬量板卡6上PORT3信號(hào)端口連接，其控制端與預(yù)充電Relay3信號(hào)端口連接。

如圖2所示，電池模塊模擬裝置2由12節(jié)電池單體串聯(lián)而成。

電池采樣模塊9用于檢測(cè)單體電池的電壓、電流、溫度等信息，其中溫度信息通過與電池模塊模擬裝置連接的溫度傳感器采集獲得。電池模塊模擬裝置2中，第1、2節(jié)電池串聯(lián)處接溫度傳感器T1；第3、4節(jié)電池串聯(lián)處接溫度傳感器T2.....第11、12節(jié)電池串聯(lián)處接溫度傳感器T6，即一個(gè)溫度傳感器來測(cè)量兩個(gè)電池單體溫度。

電池采樣模塊9與電池模塊模擬裝置2的具體連接方式為：第12節(jié)電池正極S12+分別與采樣模塊中BC12、模擬量板卡6上AD11相連；第12節(jié)電池負(fù)極S12-分別與第11節(jié)電池正極S11+、采樣模塊中BC11、模擬量板卡6上AD10相連；第11節(jié)電池負(fù)極S11-分別與第10節(jié)電池正極S10+、采樣模塊中BC10、模擬量板卡6上AD9相連....以此類推，第1節(jié)電池正極S1+分別與第2節(jié)電池負(fù)極S2-、采樣模塊中的BC1、模擬量板卡6上AD1相連；第1節(jié)電池負(fù)極S1-分別與采樣模塊中BC0、模擬量板卡6上AD0相連；溫度傳感器T1檢測(cè)第12節(jié)電池負(fù)極S12-與第11節(jié)電池正極S11+的溫度，與采樣模塊中BT1端口和模擬量板卡6上ADT1端口連接....以此類推，溫度傳感器T6檢測(cè)第2節(jié)電池負(fù)極S2-與第1節(jié)電池正極S1+的溫度，與采樣模塊中BT6端口與模擬量板卡6上ADT6端口連接。

如圖2所示，傳感器信號(hào)模擬裝置4由可編程電流源14，第二繼電器，電阻，電流霍爾傳感器15組成，其中第二繼電器的數(shù)量有4個(gè)。

其連接方式為：可編程電流源14的輸出線束穿過電流霍爾傳感器15；繼電器S4一端與第12節(jié)電池正端S12+連接，另一端與25K可調(diào)電阻連接，其控制端與模擬量板卡6上CreepP2信號(hào)端口連接，25K可調(diào)電阻另一端與BMS殼體連接；繼電器S5一端與第1節(jié)電池負(fù)端S1-連接，另一端與25K可調(diào)電阻連接，其控制端與模擬量板卡6上CreepN2信號(hào)端口連接，25K可調(diào)電阻另一端與BMS殼體連接；繼電器S6一端與第1節(jié)電池負(fù)端S1-連接，另一端與100K電阻連接，其控制端與模擬量板卡6上CreepN1信號(hào)端口連接，100K電阻另一端與待測(cè)BMS控制器8的殼體連接；繼電器S7一端與第12節(jié)電池正端S12+連接，另一端與100K電阻連接，其控制端口與模擬量板卡6上CreepN2信號(hào)端口連接，100K電阻另一端與待測(cè)BMS控制器8的殼體連接。

如圖2所示，所述的上位機(jī)控制裝置1由上位機(jī)，CAN板卡7，模擬量板卡6組成。

其連接方式為：上位機(jī)與待測(cè)BMS控制器8以CAN總線進(jìn)行通訊，模擬量板卡6通過AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)外部信號(hào)與上位機(jī)信號(hào)傳輸，以以太網(wǎng)方式與傳感器信號(hào)模擬裝置4進(jìn)行通訊。

如圖3所示，本實(shí)例中，系統(tǒng)的工作原理、工作模式及流程是：

Step1：上位機(jī)控制裝置1發(fā)送測(cè)試信號(hào)；

Step2：待測(cè)BMS控制器8通過CAN總線接收測(cè)試信號(hào)，待測(cè)BMS控制器8依次發(fā)送使繼電器S1閉合的控制信號(hào)Relay1，通過模擬量板卡6上的PORT1端口電壓來判定繼電器S1是否閉合，從而判定待測(cè)BMS控制器8的繼電器控制信號(hào)Relay1是否正常；

Step3：模擬量板卡6接收測(cè)試信號(hào)，待測(cè)BMS控制器8采樣模塊通過BC12、BC11端口去檢測(cè)電池單體電壓，并將此電壓通過CAN通訊送給MCU，上位機(jī)控制裝置1通過模擬量板卡6上AD11、AD10端口同時(shí)去檢測(cè)電池單體電壓，通過比較判定待測(cè)BMS控制器8的采樣模塊是否精確有效；

Step3：上位機(jī)控制裝置1通過模擬量板卡6中Wakeup端口發(fā)送高電平信號(hào)到ADI2端口，待測(cè)BMS控制器8的MCU通過檢測(cè)ADI2信號(hào)決定是否進(jìn)入喚醒工作狀態(tài)；

Step4：傳感器信號(hào)模擬裝置4通過以太網(wǎng)通訊接收上位機(jī)控制裝置1發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，控制可編程電流源14輸出直流信號(hào)給電流霍爾傳感器15，電流霍爾傳感器15輸出的霍爾電壓信號(hào)AD13經(jīng)待測(cè)BMS控制器8的模擬量采樣進(jìn)行計(jì)算得到計(jì)算電流值，此電流值與直流源輸出電流值比較判定霍爾電流采樣是否正常；

Step5：傳感器信號(hào)模擬裝置4通過以太網(wǎng)通訊接收上位機(jī)控制裝置1發(fā)出的測(cè)試信號(hào)，上位機(jī)控制裝置1通過DA轉(zhuǎn)換控制CreepP2信號(hào)使繼電器S4閉合，將25K可調(diào)電阻接入第12節(jié)電池正端與待測(cè)BMS控制器6的殼體之間，待測(cè)BMS控制器6的MCU通過模擬量板卡6的ADI0端口數(shù)據(jù)計(jì)算得到電池正端對(duì)待測(cè)BMS控制器6的殼體絕緣電阻值；

Step6：測(cè)試完成之后，上位機(jī)控制裝置1自動(dòng)保存原始測(cè)試數(shù)據(jù)，導(dǎo)出測(cè)試報(bào)告。