一、什么是BMS?
電池管理系統(BMS)是電池與用戶之間的紐帶,主要對象是二次電池,主要就是為了能夠提高電池的利用率,防止電池出現過度充電和過度放電,可用于電動汽車、電瓶車等。
電池管理系統(BMS)作為電動汽車動力電池的重要組成部分,其主要任務是保證電池組工作在安全區間內,提供車輛控制所需的必需信息,在出現異常時及時響應處理。
二、BMS主要功能
BMS測試的功能包括三個主要方面:
1、對電池組異常狀態的管理
單體和電池組的過充、過放、過流、溫度超限、失衡等。
2、對電池組故障的管理
傳感器丟失、單體故障等。
3、對電池組的工作狀態的監測與管理
單體和電池組的電壓監測、電流監測、溫度監測、SOC估算,均衡控制等。
BMS的各項功能所涉及到包括數據采集、過程控制、數據通訊等多種技術,應用ADC、DIO、PWM、CAN、繼電器等多種端口和設備,功能和算法都很復雜。
三、BMS主要測試方法
為了對這么復雜的功能進行全面測試(甚至還要進行性能測試和評估),目前主要的測試方法有2種,分別是:
1、將被管理的電池組實物與BMS對接進行測試。
2、基于仿真電池組的測試和驗證。
1、將被管理的電池組實物與BMS對接測試
這種測試方法最直接,所有的測試參數都與實際情況一致,看似比較理想,但是實際應用的時候存在明顯的缺點:
(1)測試時間長
電池組的充放都需要比較多的時間,要完成一次工作循環必須遵從實物的特性,等待的時間比較長,難以進行批量測試。
(2)需要的輔助設備多
為了模擬各種環境狀態,需要大型恒溫箱等輔助設施。
(3)調整參數困難
如果用于BMS單項功能的驗證和調試,在開始試驗之前要通過充電放電來調整電池組的狀態。
(4)可控性差
單體的容量、內阻等重要參數都受到實物的限定,沒有調整的空間。受制于電池組裝配工藝等多方面因素影響,也無法調整任意一個單體的SOC等運行狀態。另外隨著循環次數增加,電池組自身的狀態也會發生變化。
(5)存在安全隱患
電池組是個儲存很大能量的裝置,這種測試方式對操作人員的人身安全存在威脅。
(6)能源消耗大
電池組的充電和放電需要大量能源。
(7)系統成本高
電池組自身價格比較高,尤其是大功率的電池組;相關的維護費用也很高。
(8)實際狀態未知
這一點最致命。電池組中每個電池單體的電壓、溫度、均衡電流等參數的設定值是未知的,用戶只能獲取到測量值,無法比對。
總結:這個方法只適用于驗證BMS在正常工作范圍內的表現,而不適合應用于BMS的開發調試和生產測試
2、基于仿真電池組的測試和驗證
(1)通過高精度的程控電池模擬器來仿真電池單體的電壓,并具有一定的電流輸出和吸收能力,仿真放電和充電過程。
(3)通過高精度的程控DAC來仿真電流傳感器;
(4)通過數字IO、DAC、CAN總線通訊模塊、程控電源等輔助設備實現其它功能端口的仿真以及與BMS的通訊。
這種方法基于成熟的計算機技術和測試儀器硬件平臺,能夠通過應用軟件快速調整電池組的工作狀態,提高測試效率和安全性,擴展性好。
自動化測試平臺綜合效益最高,如果對多種BMS進行測試,成本優勢更加明顯,適合大批量產品的生產測試。
審核編輯 黃宇
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