一种自动化的BMS功能测试系统的制作方法

本实用新型涉及电池管理系统测试技术领域，尤其是涉及一种自动化的BMS功能测试系统。

背景技术：

随着国家新能源战略的推进，高容量高功率的锂电池组越来越受到市场的关注。电池管理系统(BMS)是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池。二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的，不同类型的电池特性亦相差很大。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。随着电池管理系统的发展，也会增添其它的功能。

目前，在BMS的功能测试过程中，测试台架仅仅对电池电压的异常进行检测、监控，无法对BMS其他参数进行检测，因此如何提供一种全面、便捷、高效的通用型BMS电池组管理系统的检测系统，是目前急需解决的问题。

专利CN204556812U提出了一种具有自检功能的电池管理系统功能检验平台，可以较为全面的对电池管理系统的功能进行检测，然而该专利提出的检验平台包含的模块较多，集成度较差，同时该检验平台不能实现自动测试，也无法保存测试结果，具有一定的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种功能检测全面、模块简单、自动化程度高以及数据可保存的自动化的BMS功能测试系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自动化的BMS功能测试系统，用于对待测BMS控制器进行全面的功能测试，其特征在于，所述自动化的BMS功能测试系统包括上位机控制装置、电池模块模拟装置、继电器盒、传感器信号模拟装置和供电电源，所述上位机控制装置分别与电池模块模拟装置、继电器盒、传感器信号模拟装置和待测BMS控制器连接，所述电池模块模拟装置、继电器盒、传感器信号模拟装置和供电电源均与待测BMS控制器连接。

所述上位机控制装置包括上位机、CAN板卡和模拟量板卡，所述上位机分别与CAN板卡和模拟量板卡连接，所述CAN板卡与待测BMS控制器连接，所述模拟量板卡分别与电池模块模拟装置和继电器盒连接。

所述电池模块模拟装置包括串联电池组，所述串联电池组分别连接待测BMS控制器和模拟量板卡。

所述继电器盒包括第一继电器，所述第一继电器分别连接待测BMS控制器、模拟量板卡和12V电压源。

所述传感器信号模拟装置包括可编程电流源、电流霍尔传感器、第二继电器和可调电阻，所述可编程电流源分别与上位机控制装置和电流霍尔传感器连接，所述电流霍尔传感器与待测BMS控制器连接，所述第二继电器分别与电池模块模拟装置、可调电阻和模拟量板卡连接，所述可调电阻与待测BMS控制器的壳体连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)自动化的BMS功能测试系统通过上位机控制装置发送测试信号至电池模块模拟装置、继电器盒、传感器信号模拟装置和待测BMS控制器，可以对BMS的基本功能包括电压、电流、温度采样、绝缘、高压继电器、唤醒、上下电功能、CAN网络功能进行检测，检测功能全面。

(2)该系统包括上位机控制装置、电池模块模拟装置、继电器盒、传感器信号模拟装置和供电电源五个部分，模块设置清晰合理，集成度高。

(3)该自动化的BMS功能测试系统在运行后可以对待测BMS控制器进行自动测试，无需人为单独对某一功能进行测试，自动化程度高。

(4)该自动化的BMS功能测试系统可以进行自动刷新，更易发现BMS是否出现问题。

(5)上位机控制装置可以对实验数据和测试报告进行保存，便于数据的管理和分析。

附图说明

图1为本实用新型的模块示意图；

图2为本实用新型的实现示意图；

图3为典型实施方式下的测试流程示意图；

其中，1为上位机控制装置，2为电池模块模拟装置，3为继电器盒，4为传感器信号模拟装置，5为供电电源，6为模拟量板卡，7为CAN板卡，8为待测BMS控制器，9为采集模块，10为I/O端口，11为CAN通讯端口，12为电流传感器，13为电源，14为可编程电流源，15为电流霍尔传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实用新型涉及的自动化的BMS功能测试系统，用于对待测BMS控制器8进行全面的功能测试，包括上位机控制装置1、电池模块模拟装置2、继电器盒3、传感器信号模拟装置4和供电电源5，所述上位机控制装置1分别与电池模块模拟装置2、继电器盒3、传感器信号模拟装置4和待测BMS控制器8连接，所述电池模块模拟装置2、继电器盒3、传感器信号模拟装置4和供电电源5均与待测BMS控制器8连接。

所述的供电电源5为待测BMS控制器8提供工作电源。

所述上位机控制装置1包括上位机、CAN板卡7和模拟量板卡6，所述上位机分别与CAN板卡7和模拟量板卡6连接，所述CAN板卡7与待测BMS控制器8连接，所述模拟量板卡6分别与电池模块模拟装置2和继电器盒3连接。

所述电池模块模拟装置2包括串联电池组，所述串联电池组分别连接待测BMS控制器8和模拟量板卡6。

所述继电器盒3包括第一继电器，所述第一继电器分别连接待测BMS控制器8、模拟量板卡6和12V电压源。

所述传感器信号模拟装置4包括可编程电流源14、电流霍尔传感器15、第二继电器和可调电阻，所述可编程电流源14分别与上位机控制装置1和电流霍尔传感器15连接，所述电流霍尔传感器15与待测BMS控制器8连接，所述第二继电器分别与电池模块模拟装置2、可调电阻和模拟量板卡6连接，所述可调电阻与待测BMS控制器8的壳体连接。

待测BMS控制器8包括MCU以及分别与MCU连接的CAN通讯模块11、继电器控制模块(I/O控制端口)10、电池采样模块9和电流传感器12，其中，电池采样模块9与电池模块模拟装置2相连，检测单体电池的电压、电流、温度等信息；继电器控制模块10与继电器盒3相连，用于控制继电器的通断；电流传感器12与传感器信号模拟装置4相连，检测电流；CAN通讯模块11与上位机控制装置1相连进行通讯。

上位机控制装置1通过模拟量板卡6与电池模块模拟装置2相连，检测单体电池电压、电流、温度等信息，通过模拟量板卡6与继电器盒3相连，检测继电器开关状态，通过CAN总线与待测BMS控制器8进行通讯，获取BMS实时工作状态参数和检测参数；通过以太网与传感器信号模拟装置4进行通讯，实现电流模拟功能和唤醒功能。

如图2所示，继电器盒3由三个第一继电器组成，继电器选择电动汽车用的型号。

其连接方式为：继电器盒3的继电器S1一端与+12V连接，另一端与模拟量板卡6上PORT1端口连接，其控制端与电池正端Relay1信号端口连接；继电器S2一端与+12V连接，另一端与模拟量板卡6上PORT2端口连接，其控制端与电池负端Relay2信号端口连接；继电器S3一端与+12V连接，另一端与模拟量板卡6上PORT3信号端口连接，其控制端与预充电Relay3信号端口连接。

如图2所示，电池模块模拟装置2由12节电池单体串联而成。

电池采样模块9用于检测单体电池的电压、电流、温度等信息，其中温度信息通过与电池模块模拟装置连接的温度传感器采集获得。电池模块模拟装置2中，第1、2节电池串联处接温度传感器T1；第3、4节电池串联处接温度传感器T2.....第11、12节电池串联处接温度传感器T6，即一个温度传感器来测量两个电池单体温度。

电池采样模块9与电池模块模拟装置2的具体连接方式为：第12节电池正极S12+分别与采样模块中BC12、模拟量板卡6上AD11相连；第12节电池负极S12-分别与第11节电池正极S11+、采样模块中BC11、模拟量板卡6上AD10相连；第11节电池负极S11-分别与第10节电池正极S10+、采样模块中BC10、模拟量板卡6上AD9相连....以此类推，第1节电池正极S1+分别与第2节电池负极S2-、采样模块中的BC1、模拟量板卡6上AD1相连；第1节电池负极S1-分别与采样模块中BC0、模拟量板卡6上AD0相连；温度传感器T1检测第12节电池负极S12-与第11节电池正极S11+的温度，与采样模块中BT1端口和模拟量板卡6上ADT1端口连接....以此类推，温度传感器T6检测第2节电池负极S2-与第1节电池正极S1+的温度，与采样模块中BT6端口与模拟量板卡6上ADT6端口连接。

如图2所示，传感器信号模拟装置4由可编程电流源14，第二继电器，电阻，电流霍尔传感器15组成，其中第二继电器的数量有4个。

其连接方式为：可编程电流源14的输出线束穿过电流霍尔传感器15；继电器S4一端与第12节电池正端S12+连接，另一端与25K可调电阻连接，其控制端与模拟量板卡6上CreepP2信号端口连接，25K可调电阻另一端与BMS壳体连接；继电器S5一端与第1节电池负端S1-连接，另一端与25K可调电阻连接，其控制端与模拟量板卡6上CreepN2信号端口连接，25K可调电阻另一端与BMS壳体连接；继电器S6一端与第1节电池负端S1-连接，另一端与100K电阻连接，其控制端与模拟量板卡6上CreepN1信号端口连接，100K电阻另一端与待测BMS控制器8的壳体连接；继电器S7一端与第12节电池正端S12+连接，另一端与100K电阻连接，其控制端口与模拟量板卡6上CreepN2信号端口连接，100K电阻另一端与待测BMS控制器8的壳体连接。

如图2所示，所述的上位机控制装置1由上位机，CAN板卡7，模拟量板卡6组成。

其连接方式为：上位机与待测BMS控制器8以CAN总线进行通讯，模拟量板卡6通过AD/DA转换实现外部信号与上位机信号传输，以以太网方式与传感器信号模拟装置4进行通讯。

如图3所示，本实例中，系统的工作原理、工作模式及流程是：

Step1：上位机控制装置1发送测试信号；

Step2：待测BMS控制器8通过CAN总线接收测试信号，待测BMS控制器8依次发送使继电器S1闭合的控制信号Relay1，通过模拟量板卡6上的PORT1端口电压来判定继电器S1是否闭合，从而判定待测BMS控制器8的继电器控制信号Relay1是否正常；

Step3：模拟量板卡6接收测试信号，待测BMS控制器8采样模块通过BC12、BC11端口去检测电池单体电压，并将此电压通过CAN通讯送给MCU，上位机控制装置1通过模拟量板卡6上AD11、AD10端口同时去检测电池单体电压，通过比较判定待测BMS控制器8的采样模块是否精确有效；

Step3：上位机控制装置1通过模拟量板卡6中Wakeup端口发送高电平信号到ADI2端口，待测BMS控制器8的MCU通过检测ADI2信号决定是否进入唤醒工作状态；

Step4：传感器信号模拟装置4通过以太网通讯接收上位机控制装置1发出的测试信号，控制可编程电流源14输出直流信号给电流霍尔传感器15，电流霍尔传感器15输出的霍尔电压信号AD13经待测BMS控制器8的模拟量采样进行计算得到计算电流值，此电流值与直流源输出电流值比较判定霍尔电流采样是否正常；

Step5：传感器信号模拟装置4通过以太网通讯接收上位机控制装置1发出的测试信号，上位机控制装置1通过DA转换控制CreepP2信号使继电器S4闭合，将25K可调电阻接入第12节电池正端与待测BMS控制器6的壳体之间，待测BMS控制器6的MCU通过模拟量板卡6的ADI0端口数据计算得到电池正端对待测BMS控制器6的壳体绝缘电阻值；

Step6：测试完成之后，上位机控制装置1自动保存原始测试数据，导出测试报告。