一種bms的驗證監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)，還包括通過CAN總線分別與上位機(jī)連接的單體電壓模擬單元、溫度模擬單元、絕緣電阻模擬單元、總電流模擬單元、數(shù)字量模擬單元和過欠壓檢測單元。本發(fā)明還公開了一種BMS驗證監(jiān)控方法，包括單體電壓測試步驟、溫度測試步驟、數(shù)字量I/O測試步驟、電池組絕緣電阻測試步驟、系統(tǒng)過壓測試步驟和總電流模擬測試步驟。本發(fā)明可以測試BMS的綜合性能，并驗證其功能，提高了效率。電池組與BMS的合理搭配，可以大大提高電池組的一致性與安全性，從而提高電池組的綜合性能和能量輸出及存儲的時間與容量，促進(jìn)新能源汽車及儲能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。
【專利說明】一種BMS的驗證監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域，具體涉及一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)。適用于電動汽車、儲能電站及特種電源等領(lǐng)域的電池管理系統(tǒng)BMS的檢測及驗證，以便為電池組選配合適的電池管理系統(tǒng)，提高電池組的一致性及安全性提供依據(jù)與保障。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源及電動汽車在我國的大力推進(jìn)與發(fā)展，動力電池組的一致性及安全性顯得越來越重要，也是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。因受材料、加工工藝、設(shè)備、生產(chǎn)流程、電池本身的電化學(xué)特性、使用環(huán)境等多方面因素的影響，電池特別是鋰離子動力及儲能電池的一致性及安全性無法通過電池自身來保障，必須配備電池管理系統(tǒng)BMS。但是現(xiàn)在BMS產(chǎn)品很難針對不同材料、不同用途、不同特性的電池組進(jìn)行定制化服務(wù)，市場上銷售的BMS產(chǎn)品功能多基本相同，還很少有BMS系統(tǒng)針對特定電池進(jìn)行SOC估算、安全預(yù)警等方面的定制服務(wù)。電池廠在選配BMS時候，也往往不清楚BMS產(chǎn)品是否合適相應(yīng)的電池，造成浪費(fèi)和不合理的廣品系統(tǒng)匹配。
[0003]本發(fā)明為解決以上問題，開發(fā)一種BMS測試驗證系統(tǒng)，評價BMS系統(tǒng)的綜合性能，為電池廠家選配BMS系統(tǒng)提供依據(jù)，也為電池組與BMS系統(tǒng)的選配提供建議和參考。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，能對相應(yīng)的BMS系統(tǒng)的綜合性能進(jìn)行全面的測試與評價。該系統(tǒng)與被測試的BMS系統(tǒng)能進(jìn)行高速CAN通信，按照計算機(jī)上位機(jī)軟件所設(shè)置的各種物理量(電壓、電流、溫度、絕緣電阻等)的變化規(guī)律，測試系統(tǒng)給出相應(yīng)的物理量變化及設(shè)置，BMS進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果與系統(tǒng)本身的設(shè)置結(jié)果及輸出結(jié)果進(jìn)行比較，以此來驗證BMS的綜合性能，并測試BMS的10，安全預(yù)警，CAN通信功能、相關(guān)參數(shù)的計算功能。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案實現(xiàn):
一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)，還包括通過CAN總線分別與上位機(jī)連接的單體電壓模擬單元、溫度模擬單元、絕緣電阻模擬單元、總電流模擬單元、數(shù)字量模擬單元和過欠壓檢測單元，
單體電壓模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定電壓設(shè)定值，根據(jù)電壓設(shè)定值輸出相應(yīng)的電壓值到BMS ；
溫度模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定溫度設(shè)定值，根據(jù)溫度設(shè)定值切換到對應(yīng)的溫度模擬電阻網(wǎng)絡(luò)，給BMS提供模擬的電池溫度；
絕緣電阻模擬單元，包括正極電阻模擬單元和負(fù)極電阻模擬單元，接收上位機(jī)設(shè)定的絕緣電阻設(shè)定值，根據(jù)絕緣電阻設(shè)定值給BMS提供對應(yīng)的正極電阻或負(fù)極電阻；
總電流模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定的總電流設(shè)定值，根據(jù)總電流設(shè)定值設(shè)定相應(yīng)的總電流模擬電壓值提供給BMS ； 數(shù)字量模擬單元，包括高電平輸入單元、低電平輸入單元、高電平輸出單元和低電平輸出單元；
過欠壓檢測單元，用于接收上位機(jī)的過欠壓設(shè)定值，并根據(jù)過欠壓設(shè)定值輸出對應(yīng)的電壓給BMS。
[0006]如上所述的單體電壓模擬單元通過D/A模塊進(jìn)行電壓輸出，每一路D/A模塊的數(shù)字量輸入部分均通過隔離芯片進(jìn)行隔離，每一路D/A模塊的供電部分均使用隔離DC-DC模塊。
[0007]一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，還包括與CAN總線連接的CAN分析單元。
[0008]一種BMS驗證監(jiān)控方法，包括以下步驟:
單體電壓測試步驟，在上位機(jī)上設(shè)置單體電壓模擬單元中各個通道的電壓設(shè)定值，電壓設(shè)定值為固定值或者測試時間的函數(shù)，單體電壓模擬單元接收上位機(jī)設(shè)定電壓設(shè)定值，根據(jù)電壓設(shè)定值輸出相應(yīng)的電壓值到BMS，設(shè)置BMS的單體電壓測試結(jié)束條件，即單體上限電壓，單體下限電壓和單體電壓測試時間，當(dāng)BMS檢測的電壓設(shè)置值超過單體上限電壓或低于單體下限電壓，或運(yùn)行時間達(dá)到單體電壓測試時間時測試結(jié)束，上位機(jī)實時顯示每一通道電壓的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
[0009]還包括以下步驟:
溫度測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置溫度模擬單元的溫度設(shè)定值，溫度設(shè)置值為固定值或者順序切換值，溫度模擬單元接收上位機(jī)設(shè)定溫度設(shè)定值，根據(jù)溫度設(shè)定值切換到對應(yīng)的溫度模擬電阻網(wǎng)絡(luò)，給BMS提供模擬的電池溫度；設(shè)置BMS溫度測試結(jié)束條件，即溫度上限，溫度下限、溫度測試時間，當(dāng)BMS檢測的溫度設(shè)置值超過溫度上限或低于溫度下限，或運(yùn)行時間達(dá)到溫度測試時間時該通道的測試完成，上位機(jī)會實時顯示每一通道溫度的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
[0010]還包括以下步驟:
數(shù)字量I/o輸入測試步驟:設(shè)置數(shù)字量模擬單元的高電平輸入單元、低電平輸入單元與BMS的告警輸出口的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過檢測BMS的告警輸出口判斷BMS的告警輸出口是否工作正常；
數(shù)字量I/O輸出測試步驟，設(shè)置數(shù)字量模擬單元的高電平輸出單元、低電平輸出單元與BMS數(shù)字量I/O輸入口的關(guān)聯(lián)關(guān)系，數(shù)字量模擬單元的高電平輸出單元和低電平輸出單元輸出預(yù)設(shè)的電平到BMS數(shù)字量I/O輸入口，根據(jù)BMS顯示的數(shù)字量I/O輸入狀態(tài)判斷BMS的數(shù)字量I/O輸入口是否工作正常。
[0011]還包括以下步驟:
電池組絕緣電阻測試步驟，通過上位機(jī)選擇正極電阻模擬單元和負(fù)極電阻模擬單元并設(shè)置絕緣電阻設(shè)定值，上位機(jī)顯示絕緣電阻設(shè)定值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
[0012]還包括以下步驟:
系統(tǒng)過欠壓測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置好BMS供電電源電壓隨時間的變化函數(shù)，BMS供電電源電壓按照時間的變化函數(shù)變化，當(dāng)電壓低于BMS供電電源電壓下限時，BMS發(fā)出欠壓告警，當(dāng)電壓高于BMS供電電源電壓上限時，BMS發(fā)出過壓告警，同時BMS會將上述告警信號通過CAN總線發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過將電壓設(shè)置值與BMS告警信號對比從而判斷BMS是否正常。
[0013]還包括以下步驟:
在上位機(jī)選擇電流傳感器的類型，根據(jù)電流傳感器的類型對應(yīng)的設(shè)定電流值與總電流模擬單元的輸出電壓之間的比例系數(shù)k，設(shè)置總電流模擬單元的輸出電壓值，總電流模擬單元根據(jù)電壓值進(jìn)行電壓輸出，BMS檢測到總電流值發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)實時顯示總電流值的設(shè)置值和BMS的檢測值以及兩者的誤差值。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
本發(fā)明可以測試BMS的綜合性能，并驗證其功能。這樣可以讓電池廠在充分了解BMS性能的基礎(chǔ)上為電池組選配BMS系統(tǒng)，避免了麻木選配BMS，在整個系統(tǒng)有故障時候，能夠很清晰地找到問題所在，提高了效率。此外，電池組與BMS系統(tǒng)的合理搭配，可以大大提高電池組的一致性與安全性，從而提高電池組的綜合性能和能量輸出及存儲的時間與容量，促進(jìn)新能源汽車及儲能系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為單體電壓模擬單元的原理示意圖。
[0017]圖3為主控單元的原理示意圖。
[0018]圖4為單體電壓模擬單元中的單通道電壓模擬原理圖。
[0019]圖5為溫度模擬單元的總體原理示意圖。
[0020]圖6為溫度模擬單元的電路原理示意圖。
[0021]圖7為通過繼電器實現(xiàn)溫度模擬單元的電路原理示意圖。
[0022]圖8為總電流模擬單元電路原理示意圖。
[0023]圖9為絕緣電阻模擬單元電路原理示意圖。
[0024]圖10為利用光耦繼電器進(jìn)行絕緣電阻的切換原理示意圖。
[0025]圖11為過壓檢測單元內(nèi)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖12為數(shù)字量模擬單元低電平輸入檢測電路原理圖。
[0027]圖13為數(shù)字量模擬單元高電平輸入檢測電路原理圖。
[0028]圖14為數(shù)字量模擬單元低電平輸出電路原理圖。
[0029]圖15為數(shù)字量模擬單元高電平輸出電路原理圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示，一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)包括單體電壓模擬單元、溫度模擬單元、絕緣電阻模擬單元、總電流模擬單元、數(shù)字量模擬單元、供電電壓的過欠壓檢測單元、CAN分析單元和BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)的各個電路模塊單元通過CAN總線與上位機(jī)連接，單體電壓模擬單元與BMS的電壓檢測接口相連，溫度模擬單元與BMS的溫度檢測接口相連，絕緣電阻模擬單元與BMS的絕緣電阻檢測接口相連,總電流模擬單元與BMS的總電流檢測單元相連，數(shù)字量模擬單元與BMS的數(shù)字量輸入輸出端口相連，供電電壓的過欠壓檢測單元與BMS的供電電源相連，BMS與上位機(jī)之間通過CAN總線相連。[0032]系統(tǒng)與上位機(jī)間采用CAN通信，上位機(jī)發(fā)送控制指令實現(xiàn)對各項參數(shù)的動態(tài)和靜態(tài)模擬。將單體電壓模擬單元、溫度模擬單元、絕緣電阻模擬單元、總電流模擬單元、數(shù)字量模擬單元、供電電壓的過欠壓檢測單元的輸出端分別接入BMS對應(yīng)的輸入端，待BMS檢測完成后，將各信息通過CAN通訊發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)將BMS的檢測結(jié)果與本系統(tǒng)的設(shè)定值和誤差閾值進(jìn)行比較，從而判斷BMS的各項性能指標(biāo)，并輸出檢測報表。
[0033]如圖2所示，單體電壓模擬單元采用12個D/A模塊輸出來模擬12個電池單體電壓通道，根據(jù)需求可通過增加單體電壓模擬單元的個數(shù)來擴(kuò)展單體電池電壓的通道數(shù)。在上位機(jī)上填寫需要的電壓設(shè)置值，上位機(jī)通過CAN通信將電壓設(shè)置值發(fā)送給單體電壓模擬單元，單體電壓模擬單元響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送來的指令，控制D/A的輸出從而來實現(xiàn)模擬單體電壓的改變。選用D/A芯片輸出電壓為0-5V，數(shù)據(jù)寬度14位，精度高于土 lmV。每一路D/A之間的供電電源采用隔離DC-DC，每一路D/A之間的通訊信號采用隔離芯片隔離，實現(xiàn)每一路D/A之間互相隔離。
[0034]如圖4所示，D/A芯片選用AD5640, 14位數(shù)據(jù)寬度，SPI通訊。數(shù)字隔離芯片選用IS07240。末端運(yùn)放選擇AD820。
[0035]如圖5?7所示，溫度模擬單元采樣高精度的溫度模擬電阻網(wǎng)絡(luò)來模擬溫度，每個溫度模擬單元可以模擬8個溫度通道，根據(jù)需求可通過增加溫度模擬單元的個數(shù)來擴(kuò)展模擬溫度通道數(shù)。每個溫度通道都設(shè)計有開關(guān)控制單元，圖7中5個繼電器即為開關(guān)控制單元，通過控制繼電器的通斷從而切換8個不同的溫度值。上位機(jī)通過CAN通訊可以實現(xiàn)不同溫度的切換。電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計成一個模塊，可以方便更換不同的溫度值。
[0036]如圖7所示，采用五個繼電器組成開關(guān)控制單元，分別選通八個電阻。繼電器的導(dǎo)通內(nèi)阻小，對溫度模擬的影響可以忽略不計。
[0037]如圖8所示，總電流模擬單元是采用D/A轉(zhuǎn)換輸出的電壓來模擬電流傳感器的輸出，提供兩種不同的輸出:0-5V和-250MV、250MV。在上位機(jī)上填寫需要的總電流設(shè)置值，上位機(jī)通過CAN通信將總電流設(shè)置值發(fā)送給總電流模擬單元，總電流模擬單元響應(yīng)上位機(jī)發(fā)送來的指令，控制D/A的輸出從而來模擬電流傳感器輸出的變化。
[0038]如圖f圖19所示，絕緣電阻模擬單元包括正極電阻模擬單元和負(fù)極電阻模擬單元，設(shè)計絕緣電阻網(wǎng)絡(luò)模擬不同的絕緣電阻值，正負(fù)極分別用開關(guān)控制單元來切換不同的電阻。開關(guān)控制單元由圖10中光耦繼電器組成，通過上位機(jī)可以控制不同的電阻接入。
[0039]過壓欠壓檢測單元，采用輸出范圍為8V — 36V的可調(diào)電源為BMS供電，通過通訊調(diào)節(jié)電源輸出電壓實現(xiàn)對BMS過壓和欠壓的模擬，同時BMS將過壓和欠壓的狀態(tài)通過CAN總線反饋至上位機(jī)。
[0040]數(shù)字量模擬單元，如圖11-14所示，數(shù)字量輸入輸出包括8路高電平輸入單元、8路低電平輸入單元、8路高電平輸出單元、8路低電平輸出單元。高電平輸入單元和低電平輸入單元用以檢測BMS的輸出口狀態(tài)，其中，BMS的輸出高電平有效端口與數(shù)字量模擬單元的高電平輸入單元相連，BMS的輸出低電平有效端口與數(shù)字量模擬單元的低電平輸入單元相連。高電平輸出單元和低電平輸出單元用以控制BMS輸入口狀態(tài)，其中，BMS的輸入高電平有效端口與數(shù)字量模擬單元的高電平輸出單元相連，輸入低電平有效端口與數(shù)字量模擬單元的低電平輸出單元相連。8路高電平輸入單元、8路低電平輸入單元采用光耦隔離，8路高電平輸出單元、8路低電平輸出單元采用繼電器驅(qū)動。BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)可以結(jié)合單體電壓模擬、溫度模擬、總電流模擬等信號，當(dāng)這些信號達(dá)到BMS的報警觸發(fā)值后，BMS的數(shù)字量輸出發(fā)生變化，驗證系統(tǒng)來檢測對應(yīng)的變化，從而實現(xiàn)對BMS數(shù)字量觸發(fā)輸出的對比驗證。如當(dāng)上位機(jī)設(shè)置的溫度值超出了 BMS報警值時，BMS檢測到溫度值后會發(fā)出溫度告警信號，對應(yīng)的BMS數(shù)字量輸出端口會動作，BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)通過對比數(shù)字量模擬單元輸入端口狀態(tài)從而判斷BMS是否動作。
[0041]CAN分析單元，采用成熟產(chǎn)品的CAN總線分析儀來實現(xiàn),例如周立功公司的雙路CAN總線分析儀。CAN總線分析儀可以對所有遵循CAN2.0A/2.0B協(xié)議的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，查看協(xié)議幀的幀ID、幀格式、幀類型、DLC值以及幀數(shù)據(jù)等參數(shù)，并提供對CAN底層協(xié)議分析、iCAN協(xié)議分析、DeviceNet協(xié)議分析、CANopen協(xié)議分析以及SAE J1939協(xié)議分析的支持，其中SAE J1939協(xié)議是美國汽車工程協(xié)會(SAE)的推薦標(biāo)準(zhǔn)，用于為中重型道路車輛上電子部件間的通訊提供標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)，其廣泛應(yīng)用于BMS產(chǎn)品中。因此CAN總線分析儀可以有效的對CAN總線協(xié)議進(jìn)行解析、診斷，實現(xiàn)對CAN總線性能的評估。
[0042]監(jiān)控過程和方法
根據(jù)BMS的功能將BMS功能驗證過程分為單體電壓測試、溫度測試、數(shù)字量I/O測試、電池組絕緣電阻測試、系統(tǒng)過欠壓測試。
[0043]單體電壓測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置單體電壓模擬單元中各通道的電壓設(shè)定值，該電壓設(shè)置值也可以是關(guān)于測試時間的函數(shù):1、線性函數(shù)v(t)=Bt+A;2、常量函數(shù)v(t)=A ;3、階梯函數(shù)v(t)=BN+A(N為周期T的個數(shù))；4、階躍函數(shù):N為奇數(shù)時，v (t) =A, N為偶數(shù)時，V (t) =B。其中A、B、T為常量，需在上位機(jī)上手動輸入，T為周期數(shù)，t為單體電壓測試時間，v(t)電壓設(shè)置值，每一通道的電壓可以獨(dú)立設(shè)置，單體電壓模擬單元接收上位機(jī)設(shè)定電壓設(shè)定值，根據(jù)電壓設(shè)定值輸出相應(yīng)的電壓值到BMS。同時在上位機(jī)設(shè)置單體電壓測試結(jié)束條件:單體上限電壓，單體下限電壓、單體電壓測試時間。當(dāng)BMS檢測到電壓設(shè)置值超過單體上限電壓或低于單體下限電壓，或運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)置的單體電壓測試時間時該通道的測試完成。當(dāng)所有通道上的測試完成后對BMS單體電壓測試完成。在測試過程中，上位機(jī)會實時顯示每一通道電壓的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值，并將數(shù)據(jù)保存到EXCEL中。
[0044]溫度測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置溫度模擬方式:1、固定溫度值；2、順序切換；然后選擇初始溫度值A(chǔ) (如20°C)，若設(shè)置的為“固定溫度值”方式，則測試啟動后，溫度值恒為A (20°C);若設(shè)置的為“順序切換”方式，則還需在上位機(jī)上手動輸入?yún)?shù)B (如5s)作為切換時間，啟動測試后，初始溫度值為A (20°C),時間B (5s)后，溫度值切換到第二個值(30°C)，再經(jīng)過時間B (5s)，溫度切換到第三個值(40°C)，直至循環(huán)到溫度值A(chǔ) (20°C)。每一通道的溫度可以獨(dú)立設(shè)置。同時設(shè)置溫度測試結(jié)束條件:溫度上限，溫度下限、溫度測試時間。當(dāng)溫度設(shè)置值超過溫度上限或低于溫度下限，或運(yùn)行時間達(dá)到設(shè)置的溫度測試時間時該通道的工序完成。當(dāng)所有通道上的工序完成后對BMS溫度測試完成。在測試過程中，上位機(jī)會實時顯示每一通道溫度的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值，并將數(shù)據(jù)保存到EXCEL中。
[0045]數(shù)字量I/O測試步驟，數(shù)字量I/O測試分為數(shù)字量輸入測試和數(shù)字量輸出測試。數(shù)字量輸入測試時，首先設(shè)置好數(shù)字量輸入的各通道(高電平輸入單元和低電平輸入單元)的與BMS告警輸出口的關(guān)聯(lián)關(guān)系，例如過充、過放、溫度過高、溫度過低、過壓、欠壓、過流等告警；如設(shè)置為“過充”，則當(dāng)BMS檢測到某個電壓通道過高或總壓過高時，與“過充”關(guān)聯(lián)的數(shù)字量輸入會檢測到BMS的告警信號。然后選擇BMS的告警環(huán)境:單體電壓過高、單體電壓過低、總電壓過高、總電壓過低、溫度過高、溫度過低、供電電壓過高、供電電壓過低、充電電流過大、放電電流過大。啟動測試后，BMS若檢測到單體電壓、溫度、總壓等超出限定值后，會發(fā)出告警，對應(yīng)的輸出口會動作，由于BMS輸出口與BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字量輸入端口相連，所以BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字量輸入端口會檢測到BMS輸出口的動作，從而判斷BMS是否正常。數(shù)字量輸出測試時，首先設(shè)置好數(shù)字量輸出的各通道(即高電平輸出單元和低電平輸出單元)的輸出方式，可以是恒定的高電平或低電壓，也可以是隨時間變化在高低電平間切換。啟動測試后，數(shù)字量輸出口會按照預(yù)先設(shè)定動作進(jìn)行動作，由于BMS輸入口與BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字量輸出端口相連，所以若BMS輸入口能檢測到BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字量輸出端口的動作，說明BMS正常。在測試過程中，上位機(jī)會實時顯示每一通道數(shù)字量的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，并將數(shù)據(jù)保存到EXCEL中步驟。
[0046]電池組絕緣電阻測試步驟，首先在上位機(jī)設(shè)置是電池組正極與地的絕緣電阻，還是電池組負(fù)極與地的絕緣電阻，然后設(shè)置絕緣電阻的設(shè)置值。當(dāng)啟動測試后，BMS會檢測到絕緣電阻值，并將檢測到的阻值發(fā)送到上位機(jī)。上位機(jī)會實時絕緣電阻的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值，并將數(shù)據(jù)保存到EXCEL中。
[0047]系統(tǒng)過欠壓測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置好BMS供電電源電壓隨時間的變化函數(shù)V (t) =At+B，其中A、B為常量，需在上位機(jī)上手動輸入，t為系統(tǒng)過欠壓測試時間，V (t)為BMS供電電源電壓值。，當(dāng)啟動測試時，BMS供電電源電壓按照函數(shù)v(t)=At+B變化。若BMS正常，則當(dāng)電壓低于BMS供電電源電壓下限時，BMS會發(fā)出欠壓告警，當(dāng)電壓高于BMS供電電源電壓上限時，BMS會發(fā)出過壓告警，同時BMS會將這些告警信號通過CAN總線發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過將電壓設(shè)置值與BMS告警信號對比從而判斷BMS是否正常。
[0048]總電流模擬測試，首先在上位機(jī)上選擇電流傳感器的類型:1、霍爾傳感器；2、分流器。并在上位機(jī)手動輸入比例系數(shù)k，即所測電流值與輸出電壓值之間對應(yīng)比例關(guān)系。然后設(shè)置總電流模擬單元輸出電壓值V (t)關(guān)于總電流測試時間t的變化函數(shù):1、線性函數(shù)V(t) =Bt+A ;2、常量函數(shù)v(t)=A ;3、階梯函數(shù)v(t)=BN+A(N為周期T的個數(shù));4、階躍函數(shù):N為奇數(shù)時，v(t)=A，N為偶數(shù)時，v(t)=B。其中A、B、T為常量，需在上位機(jī)上手動輸入，T為周期數(shù)，t為總電流模擬測試時間，v(t)為輸出電壓值，則總電流值函數(shù)為i(t)=kv(t)。啟動測試后，總電流模擬單元根據(jù)輸出電壓值進(jìn)行電壓輸出，BMS會將檢測到的總電流值發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)會實時顯示總電流的設(shè)置值和BMS的檢測值以及兩者的誤差值，并將數(shù)據(jù)保存到EXCEL中。
[0049]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，上位機(jī)，其特征在于，還包括通過CAN總線分別與上位機(jī)連接的單體電壓模擬單元、溫度模擬單元、絕緣電阻模擬單元、總電流模擬單元、數(shù)字量模擬單元和過欠壓檢測單元， 單體電壓模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定電壓設(shè)定值，根據(jù)電壓設(shè)定值輸出相應(yīng)的電壓值到BMS ； 溫度模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定溫度設(shè)定值，根據(jù)溫度設(shè)定值切換到對應(yīng)的溫度模擬電阻網(wǎng)絡(luò)，給BMS提供模擬的電池溫度； 絕緣電阻模擬單元，包括正極電阻模擬單元和負(fù)極電阻模擬單元，接收上位機(jī)設(shè)定的絕緣電阻設(shè)定值，根據(jù)絕緣電阻設(shè)定值給BMS提供對應(yīng)的正極電阻或負(fù)極電阻； 總電流模擬單元，用于接收上位機(jī)設(shè)定的總電流設(shè)定值，根據(jù)總電流設(shè)定值設(shè)定相應(yīng)的總電流模擬電壓值提供給BMS ； 數(shù)字量模擬單元，包括高電平輸入單元、低電平輸入單元、高電平輸出單元和低電平輸出單元； 過欠壓檢測單元，用于接收上位機(jī)的過欠壓設(shè)定值，并根據(jù)過欠壓設(shè)定值輸出對應(yīng)的電壓給BMS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的單體電壓模擬單元通過D/A模塊進(jìn)行電壓輸出，每一路D/A模塊的數(shù)字量輸入部分均通過隔離芯片進(jìn)行隔離，每一路D/A模塊的供電部分均使用隔離DC-DC模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種BMS驗證監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括與CAN總線連接的CAN分析單元。
4.一種利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，包括以下步驟: 單體電壓測試步驟，在上位機(jī)上設(shè)置單體電壓模擬單元中各個通道的電壓設(shè)定值，電壓設(shè)定值為固定值或者測試時間的函數(shù)，單體電壓模擬單元接收上位機(jī)設(shè)定電壓設(shè)定值，根據(jù)電壓設(shè)定值輸出相應(yīng)的電壓值到BMS，設(shè)置BMS的單體電壓測試結(jié)束條件，即單體上限電壓，單體下限電壓和單體電壓測試時間，當(dāng)BMS檢測的電壓設(shè)置值超過單體上限電壓或低于單體下限電壓，或運(yùn)行時間達(dá)到單體電壓測試時間時測試結(jié)束，上位機(jī)實時顯示每一通道電壓的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
5.一種利用權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟: 溫度測試步驟，首先在上位機(jī)上設(shè)置溫度模擬單元的溫度設(shè)定值，溫度設(shè)置值為固定值或者順序切換值，溫度模擬單元接收上位機(jī)設(shè)定溫度設(shè)定值，根據(jù)溫度設(shè)定值切換到對應(yīng)的溫度模擬電阻網(wǎng)絡(luò)，給BMS提供模擬的電池溫度；設(shè)置BMS溫度測試結(jié)束條件，即溫度上限，溫度下限、溫度測試時間，當(dāng)BMS檢測的溫度設(shè)置值超過溫度上限或低于溫度下限，或運(yùn)行時間達(dá)到溫度測試時間時該通道的測試完成，上位機(jī)會實時顯示每一通道溫度的設(shè)置值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
6.一種利用權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟: 數(shù)字量I/O輸入測試步驟:設(shè)置數(shù)字量模擬單元的高電平輸入單元、低電平輸入單元與BMS的告警輸出口的關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過檢測BMS的告警輸出口判斷BMS的告警輸出口是否工作正常； 數(shù)字量I/O輸出測試步驟，設(shè)置數(shù)字量模擬單元的高電平輸出單元、低電平輸出單元與BMS數(shù)字量I/O輸入口的關(guān)聯(lián)關(guān)系，數(shù)字量模擬單元的高電平輸出單元和低電平輸出單元輸出預(yù)設(shè)的電平到BMS數(shù)字量I/O輸入口，根據(jù)BMS顯示的數(shù)字量I/O輸入狀態(tài)判斷BMS的數(shù)字量I/O輸入口是否工作正常。
7.一種利用權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟:電池組絕緣電阻測試步驟，通過上位機(jī)選擇正極電阻模擬單元和負(fù)極電阻模擬單元并設(shè)置絕緣電阻設(shè)定值，上位機(jī)顯示絕緣電阻設(shè)定值和BMS檢測到的監(jiān)測值，以及兩者的誤差值。
8.一種利用權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟: 系統(tǒng)過欠壓測試步驟，首 先在上位機(jī)上設(shè)置好BMS供電電源電壓隨時間的變化函數(shù)，BMS供電電源電壓按照時間的變化函數(shù)變化，當(dāng)電壓低于BMS供電電源電壓下限時，BMS發(fā)出欠壓告警，當(dāng)電壓高于BMS供電電源電壓上限時，BMS發(fā)出過壓告警，同時BMS會將上述告警信號通過CAN總線發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)通過將電壓設(shè)置值與BMS告警信號對比從而判斷BMS是否正常。
9.一種利用權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)進(jìn)行BMS驗證監(jiān)控方法，其特征在于，還包括以下步驟: 在上位機(jī)選擇電流傳感器的類型，根據(jù)電流傳感器的類型對應(yīng)的設(shè)定電流值與總電流模擬單元的輸出電壓之間的比例系數(shù)k，設(shè)置總電流模擬單元的輸出電壓值，總電流模擬單元根據(jù)電壓值進(jìn)行電壓輸出，BMS檢測到總電流值發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)實時顯示總電流值的設(shè)置值和BMS的檢測值以及兩者的誤差值。
【文檔編號】G01K15/00GK103941210SQ201410196149
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月11日
【發(fā)明者】李頂根, 陳書倫, 周龍, 陳暢, 王國安, 劉世杰 申請人:湖北德普電氣股份有限公司