一、什么是BMS?
电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带,主要对象是二次电池,主要就是为了能够提高电池的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,可用于电动汽车、电瓶车等。
电池管理系统(BMS)作为电动汽车动力电池的重要组成部分,其主要任务是保证电池组工作在安全区间内,提供车辆控制所需的必需信息,在出现异常时及时响应处理。
二、BMS主要功能
BMS测试的功能包括三个主要方面:
1、对电池组异常状态的管理
单体和电池组的过充、过放、过流、温度超限、失衡等。
2、对电池组故障的管理
传感器丢失、单体故障等。
3、对电池组的工作状态的监测与管理
单体和电池组的电压监测、电流监测、温度监测、SOC估算,均衡控制等。
BMS的各项功能所涉及到包括数据采集、过程控制、数据通讯等多种技术,应用ADC、DIO、PWM、CAN、继电器等多种端口和设备,功能和算法都很复杂。
三、BMS主要测试方法
为了对这么复杂的功能进行全面测试(甚至还要进行性能测试和评估),目前主要的测试方法有2种,分别是:
1、将被管理的电池组实物与BMS对接进行测试。
2、基于仿真电池组的测试和验证。
1、将被管理的电池组实物与BMS对接测试
这种测试方法最直接,所有的测试参数都与实际情况一致,看似比较理想,但是实际应用的时候存在明显的缺点:
(1)测试时间长
电池组的充放都需要比较多的时间,要完成一次工作循环必须遵从实物的特性,等待的时间比较长,难以进行批量测试。
(2)需要的辅助设备多
为了模拟各种环境状态,需要大型恒温箱等辅助设施。
(3)调整参数困难
如果用于BMS单项功能的验证和调试,在开始试验之前要通过充电放电来调整电池组的状态。
(4)可控性差
单体的容量、内阻等重要参数都受到实物的限定,没有调整的空间。受制于电池组装配工艺等多方面因素影响,也无法调整任意一个单体的SOC等运行状态。另外随着循环次数增加,电池组自身的状态也会发生变化。
(5)存在安全隐患
电池组是个储存很大能量的装置,这种测试方式对操作人员的人身安全存在威胁。
(6)能源消耗大
电池组的充电和放电需要大量能源。
(7)系统成本高
电池组自身价格比较高,尤其是大功率的电池组;相关的维护费用也很高。
(8)实际状态未知
这一点最致命。电池组中每个电池单体的电压、温度、均衡电流等参数的设定值是未知的,用户只能获取到测量值,无法比对。
总结:这个方法只适用于验证BMS在正常工作范围内的表现,而不适合应用于BMS的开发调试和生产测试
2、基于仿真电池组的测试和验证
(1)通过高精度的程控电池模拟器来仿真电池单体的电压,并具有一定的电流输出和吸收能力,仿真放电和充电过程。
(3)通过高精度的程控DAC来仿真电流传感器;
(4)通过数字IO、DAC、CAN总线通讯模块、程控电源等辅助设备实现其它功能端口的仿真以及与BMS的通讯。
这种方法基于成熟的计算机技术和测试仪器硬件平台,能够通过应用软件快速调整电池组的工作状态,提高测试效率和安全性,扩展性好。
自动化测试平台综合效益最高,如果对多种BMS进行测试,成本优势更加明显,适合大批量产品的生产测试。
审核编辑 黄宇
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