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BMS電池管理系統檢測平臺
一、BMS電池管理系統檢測平臺描述
1. BMS電池管理系統的組成：
BMS電池管理系統檢測平臺包括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、開關量參數模擬模塊、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電池管理系統檢測平臺還具有單體電壓模擬功能，可以模擬60節電池串聯的電池組電壓，每節電池的電壓可以在0-5V 內調整，電壓的分辨率為0.1MV 可以用于測試BMS電池管理系統電壓檢測精度和對于電池電壓高和低的反應，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的測試數據進行比較，得出BMS電壓檢測精度、電壓異常反應、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，和系統配套實現對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. 高精度高低溫環境實驗模擬箱和高精度溫度采集模塊配合，實現對BMS 溫度檢測精度的檢測和BMS對溫度過高和過低的反應。
6. 開關量參數模擬模塊，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對于各種工作狀態的報警控制情況，檢測BMS開關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絕緣改變時BMS 的相應。
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，測試BMS對電源的適應性能。
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據，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，通過軟件導入充放電歷史數據，改變BMS數據的內容，查看SOC值的估算，驗證BMS 的SOC估算性能。
12. BMS電池管理系統檢測平臺應用于：BMS的數據校準、性能檢測、BMS管理系統的研發等領域。
二、BMS電池管理系統檢測平臺工作示意圖:
三、 BMS電池管理系統檢測平臺軟件的組成:
1、平臺配置上位機控制軟件和數據采集分析軟件，控制軟件完成各模塊參數數設置并存儲，數據采集分析軟件可完成測試數據的采集、記錄、分析及自動生成測試報告。在測試設備選型的時候選擇能與上位機軟件接口和數據交換的設備，并開發上位機實現數據交換和監控，完成相應功能測試、精度校驗、數據存儲和本地訪問。BMS與PC機之間的通訊采用指定的標準協議進行測試，配合功能測試軟件，可實現BMS與PC機之間的自動化測試。
2、BMS電池管理系統檢測平臺狀態監測精度測試
利用PC機界面調整溫度、電流、單體電壓、總電壓、絕緣電阻，將標準值與電池管理系統測量得到的參數值（電池管理系統的通過RS232或者CAN總線按照提供的標準協議發送）進行對比，計算電池管理系統的溫度、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。并記錄測試結果，輸出測試報告。測試報告示例如下：
3、環境適應性測試
利用PC機界面設置各環境設備測試參數，并能記錄測試數據。
4、絕緣電阻測試
利用PC機界面設置測試電壓值，啟動測試按鈕，測試管理系統絕緣電阻測試，并記錄結果，輸出報告。
5、絕緣耐壓測試
利用PC機界面設置測試電壓值，啟動測試按鈕，遠程控制實現測試管理系統絕緣耐壓性能，并記錄結果，輸出報告。
6、BMS電池管理系統檢測平臺通訊功能測試
電池管理系統按照指定的電池管理系統與整車控制器之間的CAN總線協議以及電池管理系統和充電機之間的CAN通訊協議進行軟件編程。PC機側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CAN卡與電池管理系統相連，虛擬終端按照約定的協議發出相應的報文，并接收電池管理系統反饋的報文，通過與指定的CAN協議進行比較，驗證電池管理系統發送報文的有效性和正確性。
7、BMS電池管理系統檢測平臺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技術要求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，電池管理系統依據檢測到的恒流源的數據，進行電池的容量估算，并通過CAN總線將容量數據發送至PC機。將電池管理系統估算的容量與按照工況實際計算的電池容量進行比較，判斷電池管理系統估算的誤差。
8、BMS電池管理系統檢測平臺系統安全保護功能測試，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電池管理系統檢測平臺產品的技術規范
1、 12通道高精度恒壓源
l 由12個 0.5-5V 可調恒壓源串聯組成，可以模擬0-12節電池的串聯情況。
l 可以由多個恒壓源，串聯組成多節電池串聯的情況。如60節，可以由5個 恒壓源串聯組成。
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 電壓調整范圍：0.0000V-5.0000V
l 當恒壓源測試到有電流輸出或輸入時候，能給出相應的提示。
l 設備帶有液晶顯示，和操作鍵盤，可以在儀表上實現操作。
l 設備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統進行通訊。
2、 BMS電池管理系統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 設備帶有液晶顯示，和操作鍵盤，可以在儀表上實現操作。
l 設備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統進行通訊。
3、 BMS電池管理系統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 負載瞬時恢復時間：2ms；
l 設備帶有液晶顯示，和操作鍵盤，可以在儀表上實現操作。
l 設備帶有CAN通訊端口和RS-232通訊端口，可以和系統進行通訊。
l 紋波和噪聲：峰峰值300mV；
l 負載瞬時恢復時間：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 帶有內置GPIB和RS232接口的3插槽主機
l 6 1/2位（22-bit）內置數字萬用表，每秒掃描多達250個通道
l 8種開關和控制插入模塊可供選擇
l 內置信號調整測量熱電偶、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，可在斷電時保持數據
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電池管理系統檢測平臺CAN通訊模塊
產品包括 CAN 總線監視器 PCAN-View（用于 Windows）和編程接口PCAN-Basico。
l USB 轉 CAN 接口轉換器，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個轉發器的集線器控制器，如果一個全速的設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，外部的總線轉換器。
7、開關量參數模塊
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開關量輸出負荷能力。
l 帶有一個接觸器信號狀態采集板，采集接觸器的信號。
8、BMS電池管理系統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
l 設備可以遠程電腦控制和本地開關控制。
l 設備可以顯示加載的電阻值。
9、BMS供電電源
l 為管理系統提供電源；
l 電壓在0-50V可調；
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電池管理系統檢測平臺絕緣耐壓測試儀
特長
l 搭載有數字電壓計和電流計
l 便于判斷運行狀態的大顯示屏
l 用來設定準確試驗時間的數字計時器
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 內存大于2G 硬盤250G 6個串口（COM1～COM4通過DB44接口實現，COM5～COM6通過DB9接口實現）；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
