用于电池管理系统碰撞响应测试的设备及电池管理系统的制作方法

本发明涉及电动车辆技术领域，具体地涉及一种用于电池管理系统碰撞响应测试的设备、一种电池管理系统和一种车辆测试系统。

背景技术：

随着电动汽车产业的快速发展，如何准确、快速地解决电动汽车所带来的安全问题，已成为电动汽车行业新的问题和难点。动力电池系统作为电动汽车的动力来源，其安全性、可靠性和快速响应性已成行业关注的焦点。执行动力电池产品整包(pack)级别的测试，可以及时发现动力电池产品的问题，方便进行动力电池产品改进以及经验总结，可以起到保证软件、硬件设计均达到设计要求的作用，这对电动车辆的安全性和可靠性的验证，具有重要意义。

触发电池管理系统(batterymanagementsystem，bms)响应碰撞有两种方式：控制器局域网(controllerareanetwork，can)线内出现碰撞故障信号和碰撞硬线内出现硬线碰撞故障信号(触发条件：其中之一或者同时满足)。对于can线内出现碰撞故障信号的测试，通过测试工具模拟安全气囊控制模组(airbagmodule，abm)发送碰撞故障信号给bms，然后验证bms响应是否满足设计策略(如电池包紧急下电)；但是对于硬线碰撞，bms需要在检测到碰撞硬线内存在碰撞故障信号的同时，还需要接收到来自abm发送的加速度信号突变值(大于策略定义值)，并且只有在碰撞硬线断开发生时的前后100毫秒(示例性地，典型时间tbd)内，相邻两帧加速度信号突变值超过策略定义值的加速度突变值，bms才会响应紧急下电。因此，需要一种能够实现多个碰撞故障信号注入的测试设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于电池管理系统碰撞响应测试的设备及电池管理系统，现有技术由于测试环境或设备无法满足在一定时间内同时对两个碰撞故障信号实现故障注入，而导致无法在碰撞硬线故障条件满足后验证bms是否能够按照设计要求做出正确响应。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于电池管理系统碰撞响应测试的设备，该设备包括：

信号配置单元，用于输出状态选择信号；

测试控制单元，包括测试控制器和硬线开关，所述测试控制器与所述硬线开关连接；

所述测试控制单元通过can线与bms控制单元连接，用于与所述bms控制单元同时接收属于所述can线内的can碰撞故障信号，该can碰撞故障信号如相邻两帧存在突变的加速度信号；

所述测试控制单元还通过碰撞硬线与所述bms控制单元连接，用于向所述bms控制单元发送属于所述碰撞硬线内的硬线碰撞故障信号，该硬线碰撞故障信号如突变的电压信号，突变的电压信号可以为从有电压变为无电压或者从无电压变为有电压；

所述测试控制单元通过所述硬线开关控制所述碰撞硬线接通预设电压，

其中，所述测试控制器用于接收由所述信号配置单元输出的状态选择信号，并由所述状态选择信号选择地通过驱动所述硬线开关开启或闭合控制所述碰撞硬线接通所述预设电压，从而可以实现突变的电压信号；

对于同时注入硬线碰撞故障信号和can碰撞故障信号，根据不同的硬线开关类型，可以作不同选择，例如可以通过配置测试控制器或加入定时器(或具有定时功能的电路)，例如硬线开关选为晶体管，实现硬线碰撞故障信号在典型时间内定时发送，又例如不配置测试控制器或定时器(或具有定时功能的电路)，硬线开关选用具有一定固有延时(此时不可忽略)的开关，例如接触器，实现硬线碰撞故障信号在典型时间内定时发送。

可选的，所述信号配置单元，具有测试状态显示功能，用于显示与所述状态选择信号对应的当前测试模式标识和所述硬线开关的开闭状态标识；

例如所述信号配置单元包括发光二极管、显示屏或触摸屏等。

优选的，所述测试控制单元还用于由所述状态选择信号选择地接收所述can线内预配置加速度信号，并通过所述信号配置单元显示与所述预配置加速度信号对应的加速度，例如多个发光二极管连接至所述测试控制单元的测试控制器引脚，从而显示出加速度的数值，又例如显示屏连接至测试控制器引脚，也可以实现显示出加速度的数值。

优选的，所述测试控制器还用于由所述状态选择信号和所述预配置加速度信号选择地驱动所述硬线开关开启或闭合控制所述碰撞硬线接通所述预设电压，所述状态选择信号和所述预配置加速度信号的组合，可以实现多个测试模式。

优选的，所述信号配置单元选为控制面板；

所述控制面板包括指示灯、状态显示板、状态配置板和控制按钮(或按键)；

所述指示灯与所述测试控制器连接，用于显示所述开闭状态标识；

所述状态显示板与所述测试控制器连接，用于显示所述加速度；

所述状态配置板与所述测试控制器连接，用于配置和显示所述当前测试模式标识；

所述控制按钮与所述测试控制器连接，用于至少输出所述状态选择信号中部分类型的状态选择信号，例如输出复位状态选择信号和输出硬线碰撞故障信号；

对于与当前测试模式对应的状态选择信号，若信号配置单元具有独立的控制器，可以通过所述状态配置板上被输入的信息而输出与当前测试模式对应的状态选择信号，若信号配置单元不具有独立的控制器，可以通过连接测试控制器的至少一个引脚，实现根据所述状态配置板上被输入的信息，而输出与当前测试模式对应的状态选择信号。

优选的，所述控制面板还包括至少一个控制器；

所述指示灯、所述状态显示板、所述状态配置板和所述控制按钮均通过所述至少一个控制器与所述测试控制器连接。

可选的，所述信号配置单元包括至少一个控制器和与所述至少一个控制器连接的触摸屏；

其中，所述至少一个控制器与所述测试控制器连接，用于输出所述状态选择信号。

可选的，所述硬线开关包括接触器、继电器或晶体管。

可选的，该设备还包括：

信号生成单元，与所述can线连接，用于生成预配置加速度信号，并输出所述预配置加速度信号至所述can线；信号生成单元，可以是安装有仿真软件的计算机或至少被预编程的可编程控制器；

可选的，所述信号生成单元还生成多个仿真信号，仿真信号例如整车控制器(或混合动力控制器，hybridcontrolunit，hcu)的仿真信号，用于设置bms的工作状态，以便进行不同工况类型的测试；仿真信号又例如abm发出的加速度信号，可以作为预配置加速度信号。

可选的，所述信号生成单元通过can转换器连接所述can线，所述can转换器优选为valuecan转换器。

再一方面，本发明实施例提供一种电池管理系统，该电池管理系统或电池管理系统中任意至少一个控制单元被配置为通过前述的用于电池管理系统碰撞响应测试的设备进行测试。

又一方面，本发明实施例提供一种系统，用于车辆测试，该系统具有前述的用于电池管理系统碰撞响应测试的设备，或前述的电池管理系统。

本发明提供了基于整包级别的硬线碰撞测试设备，能够在一定的时间范围内，同时实现对硬线碰撞故障信号和加速度(横向/纵向)信号的干预，这样就能够模拟硬线碰撞条件，从而验证bms是否按照设计策略做出响应(例如紧急下电)，以此来确认bms系统是否满足设计要求。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的主要单元连接结构示意图；

图2为本发明实施例的控制面板示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

实施例1

本发明实施例提供了用于电池管理系统碰撞响应测试的设备，该设备是一种测试设备，该测试设备包括：

信号配置单元，用于输出状态选择信号；

测试控制单元，包括测试控制器和硬线开关，所述测试控制器与所述硬线开关连接；

所述测试控制单元通过can线与bms控制单元连接；

所述测试控制单元还通过碰撞硬线与所述bms控制单元连接；

所述测试控制单元通过所述硬线开关控制所述碰撞硬线接通预设电压，

其中，所述测试控制器用于接收由所述信号配置单元输出的状态选择信号，并由所述状态选择信号选择地通过驱动所述硬线开关开启或闭合控制所述碰撞硬线接通所述预设电压；

该设备还包括：

信号生成单元，与所述can线连接，用于生成预配置加速度信号，并输出所述预配置加速度信号至所述can线；

本发明实施例还提供电池管理系统，该电池管理系统被配置为通过前述的测试设备进行测试。

如图1，信号配置单元可以选为控制面板，测试控制器可以选为微处理器mcu，硬线开关可以选为接触器，信号生成单元可以选为用于仿真信号生成的计算机(pc)；控制面板设置在测试控制单元上，状态选择信号的发出可以在控制面板上完成当前测试模式信息输入后，通过按下特定按钮或者直接在配置的信息输入完成时触发，在一些具体实施中，测试模式总数量较少，可以制作与测试模式一一对应的多个按钮，从而能更快速地完成当前测试模式的配置；硬线碰撞故障信号(如图1中crash)可以通过电压信号(12v)突然随接触器断开而停止对电池包(battery)的bms接电压实现；pc通过valuecan转换器连接至can线，用于实现can碰撞故障信号。

如图1和图2，控制面板上指示灯为接触器的开闭状态指示灯；状态显示板上可以有两个独立的显示区域，分别将加速度a呈现为横向加速度lataccel和纵向加速度lgtaccel；状态配置板上可以显示和配置测试模式，作为当前测试模式；状态配置板和状态显示板可以均具有led数码管、触摸屏、led显示屏或lcd显示屏等类型的显示模块；控制面板上还设置有多个命令按钮和辅助输入设备，多个命令按钮例如断开接触器命令按钮“cutline”、输入命令按钮“input”和复位按钮“reset”，辅助输入设备例如键盘等；通过设备的控制面板可以对测试条件进行设定：

对于只设定硬线故障的情况，操作测试设备的控制面板，将测试设备设置为(当前测试模式，model)模式0，通过测试软件(如cantool等，可以安装于pc)模拟hcu发送命令，设置bms状态(ready/drive/powerdown，分别是准备/驱动工作/下电三个工况类型)，点击断开接触器命令按钮“cutline”，然后点击输入命令按钮“input”，此时，测试设备的mcu对控制面板所输入的信号进行处理，mcu发送信号断开测试设备内部的接触器(即导致碰撞硬线断开，)，以达到只有碰撞硬线故障的测试条件，以此来验证bms是否满足功能设计，当完成测试后，点击控制面板上的“reset”按钮，mcu做信号处理，发送命令使接触器闭合，碰撞硬线恢复正常；

对于只设定加速度a，操作测试设备的控制面板，将测试设备设置为(model)模式1，通过测试软件(cantool)模拟hcu发送命令，设置bms状态(ready/drive/powerdown)，然后再模拟abm发送加速度a(横向/纵向)，bms以及测试设备同时接收到加速度a，控制面板会显示设定的加速度a，但在此模式下，测试设备的控制单元(mcu)不会驱动接触器断开(即碰撞硬线正常)，此时观察bms接收到加速度a后的反应是否满足设计策略。完成测试后，点击“reset”按钮，复位测试设备，加速度清零；

对于加速度、硬线碰撞故障同时注入的情况，操作测试设备的控制面板，将测试设备设置为(model)模式2，通过测试软件(cantool)模拟hcu发送命令，设置bms状态(ready/drive/powerdown)，然后模拟abm发送加速度a(横向/纵向)，bms以及测试设备同时接收到加速度a，在接收到加速度a的同时，测试设备内部控制单元(mcu)驱动接触器断开(即碰撞硬线断开)，以此实现加速度信号、硬线碰撞故障信号同时注入的测试条件，对bms的功能设计进行验证，当完成测试后，点击“reset”按钮，碰撞硬线恢复，同时清除加速度。

pack级别硬线碰撞测试设备可以同时对触发硬线碰撞的2个条件(硬线故障、加速度)进行设定，从而满足整包级别硬线碰撞测试条件；

使用此设备执行整包级别的硬线碰撞测试，可以同时实现对碰撞硬线信号、加速度(横向/纵向)信号的干预(故障注入)，模拟硬线碰撞条件，从而验证bms是否会按照设计策略做出响应(紧急下电)，以此来确认bms系统是否满足设计要求。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。