一种电池系统的综合测试系统的制作方法

本发明属于电池系统测试领域，具体涉及一种电池系统的综合测试系统。
背景技术：
：近年来，由于国家大力发展新能源产业，电动汽车的发展突飞猛进，市场占有率不断攀升。新能源电动汽车需求的不断扩大，对动力电池系统的交付能力提出了更高的要求。批量供货的生产模式要求对动力电池系统的测试又快又全。在保证对电池系统的功能、性能全面评测的前提下，还要尽可能的缩短测试时间。传统的测试是以手动作业的测试方式，需要操作人员使用测量仪表进行手动量测。根据仪表显示的测量数据，并结合技术要求进行该评测项目测试结果的判定：pass/fail。最后将测试结果记录在测试数据记录表中。所有评测项目逐项测试完毕，并全部符合技术要求后，判定该套电池系统合格。这种手动测试的作业方式，不仅生产效率较低，而且容易出现漏测、错测的情况，造成产品误判，危害整车安全。此外，动力电池系统电压平台较高，最高电压可达六七百伏，远远高出人体的安全电压，手动测量的方式对操作人员的人身安全造成一定的威胁，安全隐患较高。目前，动力电池系统的自动测试包括静态测试和动态测试，静态测试是指电池系统未连接放电负载或充电机，且未进行充放电时的测试。该部分测试一般包括对电池系统的总压、绝缘阻抗、单体信息、继电器控制等功能进行测试验证。动态测试是指电池系统连接上放电负载或充电机后进行的充放电测试。电池系统产品在下线进行功能测试时，分别采用进行静态测试的系统和进行动态测试的系统对电池测试，测试速度慢、效率低，测试功能单一，并且采用两套测试系统进行测试的方法提高了电池系统的测试成本，不利于测试成本的节约。因此，在混合动力汽车的研究中，设计出一种集成动态测试和静态测试于一体的经济、有效的电池系统功能验证平台具有重要的意义。技术实现要素：本发明的目的是提供一种电池系统的综合测试系统，用于解决现有对电池系统分别进行动态测试、静态测试造成测试成本高的问题。为解决上述技术问题，本发明提出一种电池系统的综合测试系统，包括以下解决方案：方案一，包括自动检测装置、高压控制装置及充放电测试设备，其中，高压控制装置设有静态测试通道和动态测试通道，充放电测试设备连接动态测试通道的一端，动态测试通道的另一端用于连接待测电池系统；所述自动检测装置设有静态测试接口，并通过该静态测试接口连接静态测试通道的一端，静态测试通道的另一端用于连接待测电池系统；所述自动检测装置通过高压控制接口连接所述高压控制装置、用于控制动态测试通道和静态测试通道的通断，所述自动检测装置通过第一通信接口通信连接所述充放电测试设备。方案二，在方案一的基础上，所述自动检测装置还包括上位机及分别与其连接的高压控制单元、低压控制单元，高压控制单元连接所述高压控制接口，低压控制单元连接有绝缘耐压测试仪及电表，并选通绝缘耐压测试仪或电表连接所述静态测试接口。方案三，在方案二的基础上，所述自动检测装置还包括低压电源模块及与其连接的低压供电接口，低压电源模块连接所述上位机，所述低压电源模块用于通过低压供电接口连接待测电池系统中的bms，对bms进行供电。方案四、五、六，分别在方案一、二、三的基础上，所述充放电测试设备包括充放电控制单元，及分别与充放电控制单元连接的通信模块、逆变模块和负载模块，其中，通信模块连接所述自动检测装置的第一通信接口，逆变模块和负载模块通过选通连接所述动态测试通道。方案七，在方案一的基础上，所述第一通信接口为以太网通信接口或rs485通信接口。方案八、九、十，分别在方案四、五、六的基础上，所述自动检测装置还设有多路can通信接口，用于对所述待测电池系统的bms的内部通信、整车通信、充电通信功能进行测试。方案十一、十二、十三，分别在方案八、九、十的基础上，所述自动检测装置还设有cc检测接口，用于连接待测电池系统的cc充电确认接口，进行充电测试。本发明的有益效果是：本发明通过控制连接于充放电设备和电池系统之间的动态测试通道的通断，及控制连接于自动检测装置和电池系统之间的静态测试通道的通断，在不改变测试系统的情况下，仅通过一个上位机的控制，就能实现对电池管理系统的静态测试和动态测试，测试功能全面，保证测试测试速度和效率的同时，大大降低了测试成本。附图说明图1是电池系统自动化综合评测系统示意图；图2是电池系统自动化综合评测系统示意简图；图3是充放电测试设备电气原理图；图4是高压控制装置电气原理图；图5是自动检测装置电气原理图；图6是自动化综合评测系统连接图；图7是本发明自动化综合评测系统的测试流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。本发明的一种电池系统的综合测试系统的实施例一：如图1所示，本发明的综合测试系统包括自动检测装置、高压控制装置及充放电测试设备，其中，高压控制装置设有静态测试通道和动态测试通道，充放电测试设备连接动态测试通道的一端，动态测试通道的另一端用于连接电池系统。自动检测装置设有静态测试接口，并通过该静态测试接口连接静态测试通道的一端，静态测试通道的另一端用于连接电池系统，并且，自动检测装置通过高压控制接口连接高压控制装置，用于控制动态测试通道和静态测试通道的通断，自动检测装置通过第一通信接口通信连接充放电测试设备、通过第二通信接口和低压供电接口连接电池系统。进行静态测试时，自动检测装置通过高压控制接口向高压控制装置下发控制命令，控制静态测试通道连通、动态测试通道断开，静态测试接口连通电池管理系统的动力输出接口，自动检测装置的低压供电模块通过低压供电接口连接电池系统的12v/24v供电接口。静态测试包括如下内容：初始化及bms上电：自动检测装置下达命令，测试系统中所有的继电器断开，闭合低压供电接口的回路，使低压供电接口输出dc24v，电池系统内的bms上电工作。电池系统总压检测：控制自动检测装置中的电表连通静态测试接口，电表测量电池系统总压，并将测量值反馈给自动检测装置的上位机，上位机依据电压合格标准进行判断。绝缘电阻测试：电池系统总压检测完成后，断开电表与静态测试接口，控制自动检测装置中的绝缘耐压测试仪连接静态测试接口，绝缘电阻测试结束后，将绝缘阻值反馈给上位机，上位机根据绝缘电阻的合格范围进行判断。单体信息采集测试：自动检测装置的第二通信接口连通bms的内部总线接口，接收bms发送的内部通信报文，并解析单体电池电压、温度，计算整组压差及温差，并与预先设定的合格标准进行比较判断。进行动态测试时，自动检测装置通过高压控制接口向高压控制装置下发控制命令，控制动态测试通道连通、静态测试通道断开，静态测试接口断开，动态测试包括如下内容：电流采集精度测试：电池管理系统与充放电测试设备的动力回路连接后，控制充放电测试设备对电池系统进行充放电，上位机调用电流采集精度测试工况，如表1所示。测试完成后，充放电测试设备将输出的充放电电流i11、i12反馈至上位机，上位机接收bms发送的内部通信报文，并解析该过程中bms采集的充放电电流i21、i22。上位机依次计算充电电流误差|i11-i21|和放电电流误差|i21-i22|，并与合格标准进行比较判断。表1电流采集精度测试工况序号工步名称电流时间1静置——5s2恒流充电i15s3恒流放电i25s直流内阻测试：上位机调用直流内阻测试工况，如表2所示，控制充放电测试设备对电池系统进行放电。充放电测试设备将u1、u2、i01、i02反馈给上位机，上位机计算直流内阻dcir＝|u1-u2|/|i01-i02|，并与合格标准进行比较处理。表2直流内阻测试工况上述静态测试和动态测试的内容可根据需要进行设置，比如，静态测试还可以进行直流耐压测试、继电控制功能测试等，动态测试还可以进行放电容量测试、放电末端一致性测试等。本发明通过控制连接于充放电设备和电池系统之间的动态测试通道的通断，及控制连接于自动检测装置和电池系统之间的静态测试通道的通断，在不改变测试系统的情况下，仅通过一个上位机的控制，就能实现对电池管理系统的静态测试和动态测试，测试功能全面，保证测试速度和效率的同时，大大降低了测试成本。本发明的一种电池系统的综合测试系统的实施例二：如图2和图6所示，综合测试系统包括自动检测装置、高压控制装置、电池系统及充放电测试设备。其中，充放电测试设备的电气原理图如图3所示，包含逆变稳压模块、负载模块、通信模块和充放电控制单元。逆变稳压模块用于将输入的380v交流电转变为稳定的高压直流电源，为电池系统充电。负载模块用于对电池系统放电，通信模块用于接收外部指令，并传送至充放电控制单元。充放电控制单元根据接收的外部指令，控制逆变稳压模块和负载模块，实现充放电条件的设置和充放电过程的控制。上述充放电测试设备的各功能接口如下：ac380v交流电输入接口：用于连接380v三项交流电，为充放电测试设备供电。第一高压输出接口：输出充放电正极、充放电负极接口，用于连接高压控制装置的第一高压输出接口。包含多路通道，可实现同时对多个电池系统的充放电测试。rs485通信、以太网通信接口：用于与自动检测装置的rs485通信、以太网通信接口连接。实现充放电测试设备与上位机的信息交互。通过上位机软件可设置充放电测试条件、工步等要求。同时将充放电过程的实时数据反馈至上位机，并在软件界面上实时显示。高压控制装置的电气原理图如图4所示，包含高压通断单元，输出多路高压输入接口、第二高压测试接口、第二高压输出接口及第二高压控制接口。高压输入接口用于与电池系统的高压输出接口(动力输出接口和辅助接口)进行对接，第二高压测试接口用于与自动检测装置的第一高压测试接口连接。在上位机的控制下，可将测量仪表的测试回路与电池系统的高压输出回路连通，实现对电池系统的绝缘电阻、耐压及开路电压测试。第二高压输出接口用于与充放电测试设备对接，实现对电池系统的充放电测试。第二高压控制接口用于接收上位机指令完成高压通断回路中相应回路的连通与切断，以实现对电池系统静态测试和动态测试(充放电测试)回路的切换。上述高压控制装置的各功能接口如下：高压测试接口：用于与自动检测装置的高压测试接口对接。高压输入接口：用于与电池系统的高压输出接口对接，包含多路输入接口，用于与电池系统输出的充电接口、放电接口以及空调接口、除霜接口等辅助接口对接。高压输出接口：用于与充放电测试设备的输出正负极对接。高压控制接口：用于与自动检测装置的高压控制接口对接。该高压控制装置通过高压控制接口，接收自动检测装置中上位机的命令，控制高压通断单元中的相应回路导通或切断。如进行静态测试时，控制高压测试回路与电池系统的正负极连通，与充放电测试设备的输出正负极断开，避免进行绝缘电阻及耐压测试时，对充放电测试设备造成损伤。如进行动态测试时，控制电池系统与高压测试回路的正负极断开，与充放电测试设备的输出正负极连通，实现对电池系统的充放电。自动检测装置的电气原理图如图5所示，包含：供电模块，用于为自动检测装置内部的上位机、绝缘耐压测试仪、高精度多功能电表及其他单元、模块提供工作电压，并输出市电输入接口。上位机，通过低压控制单元连接绝缘耐压测试仪、高精度多功能电表等测量仪器的通信回路，实现上位机与不同测量仪器间的信息交互。绝缘耐压测试仪与高精度多功能电表选通连接第一高压测试接口，低压控制单元接收上位机指令完成不同测量仪器测量回路与第一高压测试接口的连通，实现对电池系统绝缘电阻、耐压、开路电压等指标的测量。低压电源模块，用于输出12v和24v的直流电，为电池系统的bms供电。上位机根据bms的供电要求，控制低压电源模块输出的12v/24v直流电接口的连通和切断。可变电阻单元，根据快充/慢充模式要求，包含多个不同阻值的电阻，并连接至低压供电模块输出的直流电负极，用以检测充电确认信号cc的接线正确性。上位机可根据充电模式(快充或慢充)，控制可变电阻单元输出相应的电阻值。通信单元，可输出多路can通信接口、rs485通信接口及以太网通信接口。can通信接口用于连接电池系统bms输出的内部can通信、整车can通信、充电can通信接口，以实现对bms内部通信、整车通信、充电通信等功能的测试。上位机可通过各个can通信回路向bms发送指令或接收bms发出的报文。rs485及以太网通信接口用于实现上位机与充放电测试设备的信息交互。含低压采集单元，输出多路低压采集接口，用于对电池系统输出的低压信号进行检测。低压采集单元连接高精度多功能电表，由上位机控制各采集回路的连通和切断，控制高精度电表测量模式的切换(电压/电阻/电流测量模式)。高压控制单元，通过高压控制接口连接高压控制装置。上位机通过高压控制单元控制高压控制装置内的高压通断单元。上述自动检测装置的各功能接口如下：市电输入接口：用于连接ac220v市电，为自动检测装置内部的上位机、绝缘耐压测试仪、高精度多功能电表等提供供电电源。同时通过供电模块转换为低压直流电，为内部的各单元、模块提供供电电源。第一高压控制接口：用于连接高压控制装置的第二高压控制接口，高压控制单元接收自动检测装置中上位机发出的指令，并通过第二高压控制接口输出控制信号。低压供电接口：用于连接电池系统的bms供电接口，可输出多路12v、24v直流电。上位机通过低压电源模块，实现各路低压供电回路的连通与切断。cc检测接口：用于连接电池系统的cc2充电连接确认信号线。根据充电模式(快充/慢充)，上位机控制可变电阻单元输出不同的电阻值(1kω/680ω)，并连接至12v/24v直流电的电源负极，同时调用多功能电表测量cc检测接口的电压来判定电池系统中cc2充电确认信号线的接线正确性。can通信接口：用于连接电池系统输出的充电can通信、整车can通信、内部can通信接口。上位机通过通信模块，控制不同can通信回路的连通及切断，实现对电池系统通信功能的测试。rs485、以太网通信接口：用于连接充放电测试设备的rs485、以太网通信接口，实现上位机与充放电测试设备间的信息交互。如设置充放电条件、控制充放电测试工况开始/结束、充放电测试工况的调用、充放电测试信息的返回等。低压采集接口：用于连接电池系统的继电控制信号线，如风扇继电+、空调继电+、除霜继电+等。上位机通过低压采集单元控制相应测试回路连通，同时调用多功能电表测量检测接口的电压，并判定检测接口电压是否满足要求。高压测试接口：用于连接高压控制装置的高压测试接口。上位机通过低压控制单元连接绝缘耐压测试仪及高精度多功能电表的通信回路，实现上位机与不同测量仪器间的信息交互。如进行绝缘电阻测试时，上位机下发指令，控制高压测试接口与绝缘耐压测试仪的测量回路连通，并向绝缘耐压测试仪发送参数设置(ir/dc耐压/ac耐压模式的设置，测试电压的设置、测试时间的设置等)。测试完成后，上位机读取绝缘耐压测试仪的测量值并进行结果判定。进行开路电压测试时，上位机则下发命令控制高压测试接口与高精度多功能电表的测量回路连接。电池系统自动测试流程如图7所示，先进行静态测试，再进行动态测试。其中静态测试评测项11个，动态测试评测项7个。具体的自动评测过程如下：1)自动评测系统连接：连接自动检测装置、高压控制装置、电池系统、充放电测试设备的对应接口进行连接，按照表3完成相应接口的对接。表3自动评测系统接口对接2)初始化及bms上电：①自动检测装置的上位机下达命令，评测系统中所有的继电器断开；②上位机下达命令，闭合低压电源模块的输出回路，使低压供电接口输出dc24v，电池系统内的bms上电工作。3)电池系统总压检测：上位机下达命令，将高精度多功能电表的测量回路与第一高压测试接口连通。上位机下达命令，高压控制接口接收命令，连通第二高压测试接口与高压输入接口1。上位机下达命令，将高精度多功能电表设置为电压测量模式。电表测量电池系统总压，并将测量值反馈给上位机。上位机根据总压合格标准判断总压值是否合格，如果合格，上位机下达命令控制第二高压测试接口与高压输入接口1断开，并进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。4)辅助接口电压检测：上位机下达命令，高压控制接口接收命令，控制高压输入接口2与第二高压测试接口连通。电表测量电池系统辅助接口输出电压，并将电压值反馈至上位机。上位机依据电压合格标准进行判断，如果合格，上位机下达命令断开高压输入接口2与第二高压测试接口断开，重新闭合高压输入接口1与第二高压测试接口，否则进行异常分析及处理。5)绝缘电阻测试：上位机下达命令，控制绝缘耐压测试仪的测量回路与第一高压测试接口连通。将绝缘耐压测试仪设置为绝缘电阻测量模式。绝缘电阻测试结束后，将绝缘阻值反馈给上位机，上位机根据绝缘电阻的合格范围进行判断，如果合格，进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。6)直流耐压测试：上位机下达命令，将绝缘耐压测试仪设置为dc耐压测量模式。测试结束后，绝缘耐压测试仪将测得的泄漏电流反馈给上位机，上位机根据泄漏电流的合格标准进行判断，如果合格，断开绝缘耐压测试仪的测量回路，并进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。7)继电控制功能测试：上位机通过内部can向bms下发继电器闭合命令，上位机下发命令控制高精度多功能电表的测量回路与低压采集接口连通，设置高精度多功能电表为电压测量模式，测量电池系统的继电控制信号输出的电压，并将测得的电压值反馈给上位机，上位机根据该电压的合格标准进行判断，如果合格，进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。8)整车通信功能测试：上位机接收整车can接口发出的报文并进行解析，获得电池系统总压。根据该总压的合格标准进行判断，如果合格，进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。9)充电通信功能测试：上位机下发命令，将低压电源模块的dc24v-与可变电阻单元输出的1kω电阻连通，并连通至cc检测接口。实现电池系统cc2充电确认信号线通过1kω电阻连接至dc24v-。上位机通过充电can接口发送报文，并接收bms的反馈报文。上位机根据预先设置的合格标准判断接收报文的正确性，如果正确则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。10)单体信息采集：上位机通过内部can通信接口，接收bms发送的内部通信报文，并解析单体电池电压、温度，计算整组压差及温差，并与预先设定的合格标准进行比较判断，如果合格则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。11)总压采集精度测试：上位机计算单体电压的累计值，并与整车can报文解析的总压值(第8步测得)、电池系统总压实测值(第3步测得)分别进行比较，计算采集误差，如果满足合格标准，则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。12)电流采集精度测试：上位机下达命令，控制高压输入接口1与第二高压测试接口断开；控制高压输入接口1与第二高压输出接口连通，实现电池系统与充放电测试设备的动力回路连接。同样，上位机调用表2中所示的电流采集精度测试工况，控制充放电测试设备对电池系统进行充放电，上位机依次计算充电电流误差|i11-i21|和放电电流误差|i21-i22|，并与合格标准进行比较，两者均满足合格标准时，进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。13)直流内阻测试：与实施例一中的测试过程相同，上位机仍调用如表3所示的直流内阻测试工况，控制充放电测试设备对电池系统进行放电。14)放电容量测试：上位机软件调用放电容量测试工况，控制充放电测试设备按照工况要求对电池系统进行放电。放电结束后，充放电测试设备将其记录的放电容量反馈给上位机。上位机依据放电容量合格标准进行判断，如果合格进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。15)放电末端一致性测试：上位机通过内部can通信接口获取报文，解析放电结束时刻的单体电池电压，计算单体电压最大值及最小值，并进一步计算整组压差。若压差满足合格标准，则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。16)过放报警功能测试：上位机通过内部can通信接口获取报文，解析放电结束时刻的故障代码，若与预先设定的代码一致则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。17)出厂soc设置：充放电测试结束后，上位机通过内部can通信接口发送soc设置命令，设置后，上位机再通过整车can通信接口接收报文，解析soc并与设置值进行判断，如果一致则进行下一步测试，否则进行异常分析及处理。18)bms下电、电池系统下线：上位机下发命令，控制低压电源模块与低压供电接口断开，此时bms下电。断开电池系统与自动检测装置、高压控制装置的连接。本发明的综合测试系统的操作步骤如下：(1)在电池系统自动评测软件编制待测项目的评测方案，包含静态测试评测项目、动态测试评测项目及各评测项目的合格标准。在充放电测试设备的操作软件上编制动态评测项目的充放电工况及要求。评测方案首次使用时需进行调试验。(2)系统连接：对自动检测装置、高压控制装置、电池系统、充放电测试设备进行接线连接。(3)在自动检测装置的上位机软件操作界面中选择评测方案，扫描待测电池系统的条码号，点击开始测试。(4)监控各评测项目的测试结果，所有评测项目均合格后，判定该套电池系统合格。否则判定为不合格，并根据测试结果进行异常分析处理，产品测试合格后，将测试报表上传至总服务器。本发明用于实现对电池系统的综合性能进行自动评测。评测内容涉及电池系统的电气功能、通信功能、保护功能、电池组性能等评测项目。自动检测装置用于实现对电池系统的绝缘电阻、耐压、低压信号检测、总压、通信功能、控制功能等静态评测项目进行自动测试；自动检测装置可以实现对充放电测试设备的控制及信息交互，用于实现对电池系统的直流内阻、充放电容量、充放电一致性、报警功能、出厂soc设置等动态评测项目进行自动测试；自动检测装置还可以实现对高压控制装置进行控制，实现对电池系统静态测试及动态测试回路的切换。在对电池系统进行综合评测时，连接自动化综合评测系统，在自动检测装置中选择评测方案，即可自动测试。各评测项目测试完毕后，依次自动显示测试结果ok/ng及测试数据。评测方案测试完毕后，自动形成测试报表。当所有评测项目测试结果均为ok时，该套电池系统判定为合格。自动化综合评测系统可实现对电池系统的全面评测，且测试过程中无需人工干预，测试效率、安全性及测试结果的准确性均大大提高。本发明的高压控制装置中，设置的动态测试通道是用于连通充放电测试设备和待测电池系统的支路，设置的静态测试通道是用于连通待测电池系统和自动监测装置的支路，其中，动态测试通道和静态测试通道均为多条通道，可根据测试需要进行设置。本发明的自动检测装置，如交流内阻测试仪等，相应地的可以增加交流内阻测试功能的自动实现。本发明自动检测装置中的上位机是具有电池系统自动评测软件和充放电测试设备的操作软件，电池系统自动评测软件用于编制自动评测程序，控制自动检测装置中的各单元、模块，高压控制装置的各单元、模块按照指令工作。电池系统自动评测软件还可以调用充放电测试工步。充放电测试设备的操作软件用于设置充放电测试工步及要求，控制充放电测试设备按照规定的测试工步进充放电。本发明在测试前，需进行电池系统、高压控制装置、自动检测装置及充放电测试设备间的接线连接；测试时，选择评测方案，点击开始测试后，各评测项逐条自动测试，并自动显示测试结果：pass/fail，同时显示关键测试数据(如绝缘电阻、漏电流、开路电压等)。整个评测方案测试完毕后，自动显示该套电池系统的最终测试结果：pass/fail，同时生成测试报表。整个测试过程中无需人为干预。本发明可实现动力电池系统的自动测试，只需在测试前进行综合评测系统的接线连接，在整个测试过程中无需再次对电池系统进行人为干预。由于避免了操作人员进行高压带电操作，因此安全性大大提高。各测试项目依据评测方案自动测试，因此避免了漏测、错测等情况的发生。此外，电池系统测试结束后，自动生成对应的测试报表，准确性及可追溯性大大提高，解决手动测试作业效率低，易出错，安全隐患高的问题。并且，相对于现有单一的动态测试系统或静态测试系统，本发明通过控制动态测试通道及静态测试通道的通断，在不改变测试系统的情况下，就能实现对电池管理系统的静态测试和动态测试，保证了测试测的项目、速度和效率，同时降低了测试成本。当前第1页12