本發(fā)明屬于電池管理測(cè)試系統(tǒng)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

由于電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池電芯本身的不一致性、工作溫度的不一致性等因素的影響，隨時(shí)間表現(xiàn)出來的差異，對(duì)電池壽命和系統(tǒng)使用帶來不利影響，需要對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)或被動(dòng)均衡，以延長(zhǎng)電池壽命。為保證bms的批量生產(chǎn)質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)均衡電路測(cè)試方法用于bms的fct下線檢測(cè)。bms被動(dòng)均衡電路簡(jiǎn)圖如圖1所示，對(duì)于該bms被動(dòng)均衡電路，在進(jìn)行fct測(cè)試時(shí)，不但要測(cè)試其均衡能力，還需要測(cè)試mos管的漏電流。

為了測(cè)試bms均衡電路的均衡能力和mos管漏電流，既要模擬電池單體，具備一定的電流輸入輸出能力，又需要具備較高的電流測(cè)量精度。當(dāng)前常用的方式是線性電源和直流負(fù)載配合來模擬電池單體，通過線性電源或直流負(fù)載的電流檢測(cè)功能測(cè)量mos管的漏電流。

現(xiàn)有技術(shù)具備電池單體的模擬功能，可以檢測(cè)bms被動(dòng)均衡電路的均衡能力，但因?yàn)閙os管漏電流非常小，普通的電源或負(fù)載模塊的 電流直接測(cè)量的方法精度很難保證，從而影響了bms的漏電流的檢測(cè)能力，無法保證bms批產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明內(nèi)容目的在于提供一種電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路及其測(cè)試方法，旨在bms下線fct檢測(cè)過程中既能檢測(cè)bms被動(dòng)均衡電流的均衡能力，又能檢測(cè)其漏電流。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路，所述電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路包括帶有負(fù)載及電流測(cè)量的線性電源sv1、sv2……svn、切換繼電器sw1、sw2……swn、電流采樣電阻r01、r02……r0n和電壓采樣部件mv1、mv2……mvn；其中第一個(gè)電流采樣電阻r01與第一個(gè)電壓采樣部件mv1并聯(lián)并形成a1上端和a1下端，a1上端或a1下端串聯(lián)有第一個(gè)切換繼電器sw1并形成b1端，a1上端還串聯(lián)有第一個(gè)開關(guān)d2并形成c1端，自b1端至c1端依次串聯(lián)有第一個(gè)線性電源sv1、第二個(gè)開關(guān)d1和第一個(gè)電阻r1；第二個(gè)電流采樣電阻r02與第二個(gè)電壓采樣部件mv2并聯(lián)并形成a2上端和a2下端，a2上端或a2下端串聯(lián)有第二個(gè)切換繼電器sw2并形成b2端，a2上端還串聯(lián)有第三個(gè)開關(guān)d3并形成c2端，在b1端與b2端之間串聯(lián)有第二個(gè)線性電源sv2，在c1端與c2端之間串聯(lián)有第二個(gè)電阻r2；第n個(gè)電流采樣電阻r0n與第n個(gè)電壓采樣部件mvn并聯(lián)并形成an上端和an下端，an上端或an下端串聯(lián)有第n個(gè)切換繼電 器swn并形成bn端，an上端還串聯(lián)有第n+1個(gè)開關(guān)dn+1并形成cn端，在bn-1端與bn端之間串聯(lián)有第二個(gè)線性電源svn，在cn-1端與cn端之間串聯(lián)有第n個(gè)電阻rn。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明還提供了一種電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法，所述電池管理測(cè)試系統(tǒng)包括帶有負(fù)載及電流測(cè)量的線性電源、切換繼電器、電流采樣電阻和電壓采樣部件；第一個(gè)電流采樣電阻與第一個(gè)電壓采樣部件并聯(lián)并形成a1上端和a1下端，a1上端或a1下端串聯(lián)有第一個(gè)切換繼電器并形成b1端，a1上端還串聯(lián)有第一個(gè)開關(guān)并形成c1端，自b1端至c1端依次串聯(lián)有第一個(gè)線性電源、第二個(gè)開關(guān)和第一個(gè)電阻；第二個(gè)電流采樣電阻與第二個(gè)電壓采樣部件并聯(lián)并形成a2上端和a2下端，a2上端或a2下端串聯(lián)有第二個(gè)切換繼電器并形成b2端，a2上端還串聯(lián)有第三個(gè)開關(guān)并形成c2端，在b1端與b2端之間串聯(lián)有第二個(gè)線性電源，在c1端與c2端之間串聯(lián)有第二個(gè)電阻。其中，所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法包括如下步驟：1)在進(jìn)行被動(dòng)均衡電流均衡能力測(cè)量時(shí)，將切換繼電器分別切換至電流采樣電阻的a1上端、a2上端……an上端；此時(shí)，分別通過一組可編程線性電源串接，模擬電池單體電壓的輸出，調(diào)節(jié)其模擬輸出電壓，并通過其電流測(cè)量功能檢測(cè)均衡電流值；2)在進(jìn)行漏電流測(cè)試時(shí)，將切換繼電器分別切換至電流采樣電阻的a1下端、a2下端……an下端；通過電流采樣電阻將漏電流轉(zhuǎn)換為電壓，此時(shí)，通過電壓測(cè)量裝置測(cè)量電流采樣電阻的分壓實(shí)現(xiàn)對(duì)漏電流的精確測(cè)量。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選 地，將數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換通道接到分壓電阻的兩端，讀取獲知分壓電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，除以已知的分壓電阻值，計(jì)算得出漏電流值，以使所述電壓測(cè)量裝置通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)ad功能。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，電流采樣電阻為高精度采樣電阻，所述電流采樣電阻為1～10kω。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，根據(jù)不同材料和soc，所述電池單體電壓的范圍為2.5-4.3v。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)其模擬輸出電壓是通過連接通訊線到可編程線性電源的通訊接口，通過pc機(jī)的軟件控制調(diào)節(jié)可編程線性電源的電壓輸出，以實(shí)現(xiàn)模擬電池單體電壓輸出。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，所述可編程線性電源內(nèi)置有電流測(cè)量功能以測(cè)量其輸出電流大??；在進(jìn)行被動(dòng)均衡時(shí)，忽略線路損耗，某個(gè)可編程線性電源輸出電流值等于該通道的均衡電流值。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，漏電流流經(jīng)電流采樣電阻，會(huì)在電流采樣電阻上分壓，通過測(cè)量電流采樣電阻兩端電壓，根據(jù)歐姆定律，除以電流采樣電阻值，得到漏電流值。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，高精度采樣電阻的誤差不超過0.1％。

作為對(duì)本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法的進(jìn)一步說明，優(yōu)選地，高精度采樣電阻為vishay/dale品牌的tnpw12061m00beea。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過選擇合適的高精度采樣電阻，可以實(shí)現(xiàn)低于1ma甚至0.1ma的被動(dòng)均衡電路漏電流檢測(cè)能力，檢測(cè)精度高，完全可以滿足被動(dòng)均衡電流的漏電流監(jiān)測(cè)要求；通過高精度采樣電阻、切換繼電器和電壓采樣部件實(shí)現(xiàn)對(duì)小電流的測(cè)量，較之定制的電流測(cè)量?jī)x器而言實(shí)現(xiàn)成本低，便于在fct下線檢測(cè)設(shè)備上推廣使用。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的bms被動(dòng)均衡電路示意圖；

圖2為本發(fā)明的bms均衡電流測(cè)試電路原理圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

線性電源sv1，sv2……svn、第一個(gè)線性電源sv1、第二個(gè)線性電源sv2、切換繼電器sw1，sw2……swn、第一個(gè)切換繼電器sw1、第二個(gè)切換繼電器sw2、電流采樣電阻r01，r02……r0n、第一個(gè)電流采樣電阻r01、第二個(gè)電流采樣電阻r02、電壓采樣部件mv1，mv2……mvn、第一個(gè)電壓采樣部件mv1、第二個(gè)電壓采樣部件mv2、第一個(gè)開關(guān)d2、第二個(gè)開關(guān)d1、第三個(gè)開關(guān)d3、第一個(gè)電阻r1、第二個(gè)電阻r2。

具體實(shí)施方式

為了使審查員能夠進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征及其他目的，現(xiàn)結(jié)合所附較佳實(shí)施例附以附圖詳細(xì)說明如下，本附圖所說明的實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。

請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明的bms均衡電流測(cè)試電路原理圖。如圖2所示，本發(fā)明的電池管理測(cè)試系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路包括帶有負(fù)載及電流測(cè)量的線性電源sv1，sv2……svn、切換繼電器sw1，sw2……swn、電流采樣電阻r01，r02……r0n和電壓采樣部件mv1，mv2……mvn；第一個(gè)電流采樣電阻r01與第一個(gè)電壓采樣部件mv1并聯(lián)并形成a1上端和a1下端，a1上端或a1下端串聯(lián)有第一個(gè)切換繼電器sw1并形成b1端，a1上端還串聯(lián)有第一個(gè)開關(guān)d2并形成c1端，自b1端至c1端依次串聯(lián)有第一個(gè)線性電源sv1、第二個(gè)開關(guān)d1和第一個(gè)電阻r1；第二個(gè)電流采樣電阻r02與第二個(gè)電壓采樣部件mv2并聯(lián)并形成a2上端和a2下端，a2上端或a2下端串聯(lián)有第二個(gè)切換繼電器sw2并形成b2端，a2上端還串聯(lián)有第三個(gè)開關(guān)d3并形成c2端，在b1端與b2端之間串聯(lián)有第二個(gè)線性電源sv2，在c1端與c2端之間串聯(lián)有第二個(gè)電阻r2；第n個(gè)電流采樣電阻r0n與第n個(gè)電壓采樣部件mvn并聯(lián)并形成an上端和an下端，an上端或an下端串聯(lián)有第n個(gè)切換繼電器swn并形成bn端，an上端還串聯(lián)有第n+1個(gè)開關(guān)dn+1并形成cn端，在bn-1端與bn端之間串聯(lián)有第二個(gè)線性電源svn，在cn-1端與cn端之間串聯(lián)有第n個(gè)電阻rn。

本發(fā)明的所述被動(dòng)均衡電路測(cè)試方法包括如下步驟：第1步：在進(jìn)行被動(dòng)均衡電流均衡能力測(cè)量時(shí)，將切換繼電器sw1，sw2……swn 分別切換至電流采樣電阻r01，r02……r0n的a1上端、a2上端……an上端，電流采樣電阻r01，r02……r0n為高精度采樣電阻，所述高精度采樣電阻為vishay/dale品牌的tnpw12061m00beea，所述高精度采樣電阻為1～10kω且誤差不超過0.1％。此時(shí)，通過連接通訊線到可編程線性電源sv1，sv2……svn的通訊接口，通過pc機(jī)的軟件控制調(diào)節(jié)可編程線性電源的電壓輸出，以實(shí)現(xiàn)模擬電池單體電壓輸出。根據(jù)不同材料和soc，所述電池單體電壓的范圍為2.5-4.3v，并通過其電流測(cè)量功能檢測(cè)輸出電流大小，在進(jìn)行被動(dòng)均衡時(shí)，忽略線路損耗，某個(gè)可編程線性電源輸出電流值等于該通道的均衡電流值。由此通過切換繼電器選通被動(dòng)均衡電路的均衡能力與漏電流的切換功能。第2步：在進(jìn)行漏電流測(cè)試時(shí)，將切換繼電器sw1，sw2……swn分別切換至電流采樣電阻r01，r02……r0n的a1下端、a2下端……an下端；通過電流采樣電阻r01，r02……r0n將漏電流轉(zhuǎn)換為電壓，此時(shí)，將數(shù)據(jù)采集卡的模擬信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換通道接到分壓電阻的兩端，讀取獲知分壓電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律，除以已知的分壓電阻值，計(jì)算得出漏電流值。由此通過高精度采樣電阻實(shí)現(xiàn)均衡電流測(cè)試方法，可實(shí)現(xiàn)均衡能力和漏電流的雙重測(cè)量。

以bmsfct下線檢測(cè)做實(shí)施例，針對(duì)圖示中的均衡通道2：r02為10kω，誤差為0.1％；r2為33ω實(shí)施例，誤差為1％；sv2為電池仿真模塊pxe-4138，電壓輸出精度為1mv，電流回讀精度為100ua；mv2為采集板卡pxi-6225；sw2通過pxi-6225的數(shù)字io控制繼電器，選擇與a2上下端分別接通。

具體實(shí)驗(yàn)過程分為均衡電流測(cè)試和漏電流測(cè)試兩部分。

均衡電流測(cè)試過程如下：

1、sv2設(shè)置電壓為3.3v；

2、通過pxi-6225的數(shù)字io控制sw2與a2上端連通，sw1與a1上端連通；

3、bms的d2、d3閉合；

4、通過sv2電流回讀測(cè)量均衡電流。

bms均衡通道良好時(shí)，sv2回讀的均衡電流應(yīng)該約為100ma。

漏電流測(cè)試過程如下：

1、sv2設(shè)置電壓為3.3v；

2、通過pxi-6225的數(shù)字io控制sw2與a2下端連通，sw1與a1上端連通；

3、bms的d2、d3打開；

4、通過mv2電流測(cè)量分壓電阻r02兩端電壓。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：bms均衡通道良好時(shí)，漏電流小于100ua，mv2的測(cè)量電壓應(yīng)該小于1v。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)檢測(cè)精度高：通過選擇合適的高精度采樣電阻，可以實(shí)現(xiàn)低于1ma甚至0.1ma的被動(dòng)均衡電路漏電流檢測(cè)能力，檢測(cè)精度高，完全可以滿足被動(dòng)均衡電流的漏電流監(jiān)測(cè)要求；2)測(cè)量成本低：通過高精度采樣電阻、切換繼電器和電壓采樣部件實(shí)現(xiàn)對(duì)小電流的測(cè)量，較之定制的電流測(cè)量?jī)x器而言實(shí)現(xiàn)成本低，便于在fct下線檢測(cè)設(shè)備上推廣使用。

需要聲明的是，上述發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理內(nèi)，當(dāng)可作各種修改、等同替換或改進(jìn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求書為準(zhǔn)。