测试系统及测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池管理领域，尤其涉及一种测试系统及测试装置。


背景技术：

2.各种大功率电池供电系统，都离不开可再生的电能储蓄和释放单元，也就是我们通常说的可充电电池。以锂电池为例，锂电池必须配合电池管理系统(battery management system，简称bms)才能保证正常的工作特性和安全。电池管理系统的优劣将直接影响电池的安全性及可靠性，因此对电池管理系统的性能要求越来越高，而电池管理系统的测试与监控是保障及改善电池管理系统性能的重要途径之一。
3.现有技术中，电池管理单元(battery management unit，简称bmu)负责采集电池的电压、温度等相关信息，然后由bms处理和汇总bmu采集的相关信息，向电池阵列管理系统(battery array management system，简称bams)上报。因此，对于bms的测试，需要布设数量众多的bmu及电池。在实际应用中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：
4.对于由大量电池组成的系统，搭建硬件测试环境耗时费力，且成本较高。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本申请提供一种测试系统及测试装置，可以有效提升电池管理系统的测试效率，降低测试成本。
6.第一方面，本申请提供一种测试系统，用于测试电池管理系统bms的从控采集板卡，测试系统与待测从控采集板卡连接，测试系统包括：
7.参数模拟单元，用于输出模拟参数给待测从控采集板卡，以使待测从控采集板卡对模拟参数进行处理，其中，模拟参数包括电压模拟参数、电流模拟参数及温度模拟参数中的至少一个；
8.通信单元，与上位机通信连接，用于发送待测从控采集板卡的输出参数至上位机，以使测试人员基于上位机显示的内容确定待测从控采集板卡的性能。
9.可选的，参数模拟单元为电压模拟单元，电压模拟单元包括至少一个第一可变电阻，第一可变电阻与电源并联，第一可变电阻用于调节电压幅值，以使电压模拟单元输出电压模拟参数。
10.可选的，参数模拟单元为温度模拟单元，温度模拟单元包括至少一组电阻，至少一组电阻中每组电阻均与电源并联，每组电阻中包含固定电阻和第二可变电阻，其中，固定电阻与第二可变电阻串联，第二可变电阻用于调节温度模拟电压值，以使温度模拟单元输出温度模拟参数。
11.可选的，参数模拟单元为电流模拟单元，电流模拟单元包括至少一个第三可变电阻，至少一个第三可变电阻用于调节电压幅值，以使电流模拟单元输出电流模拟参数。
12.可选的，测试系统还包括：电源转换模块，电源转换模块用于调节待测从控采集板卡的电压幅值，以实现待测从控采集板卡的低压供电功能。
13.可选的，测试系统还包括：模拟故障注入单元，用于模拟开路故障和短路故障，以通过上位机判断待测从控采集板卡的故障诊断功能是否满足要求。
14.可选的，测试系统与控制单元连接，控制单元用于控制测试系统输出模拟参数。
15.可选的，控制单元上设置有开关按钮；
16.控制单元与模拟故障注入单元连接，控制单元用于基于开关按钮控制模拟故障注入单元模拟开路故障和/或短路故障。
17.可选的，控制单元，还用于：
18.显示参数模拟单元输出的模拟参数，以使测试人员基于上位机显示的内容及控制单元显示的模拟参数，确定待测从控采集板卡的性能。
19.第二方面，本申请还提供一种测试装置，包括如第一方面所述的测试系统。
20.本申请提供一种测试系统及测试装置，该测试系统用于测试bms的从控采集板卡，测试系统与待测从控采集板卡连接，该测试系统包括：参数模拟单元，用于输出模拟参数给待测从控采集板卡，以使待测从控采集板卡对模拟参数进行处理；通信单元，与上位机通信连接，用于发送待测从控采集板卡的输出参数至上位机，以使测试人员基于上位机显示的内容确定待测从控采集板卡的性能。通过本实用新型提供的测试系统对bms的从控采集板卡进行模拟测试，不需要搭建硬件测试环境，可以在有效提升电池管理系统的测试效率的同时，降低测试成本。
附图说明
21.图1为本申请一实施例提供的测试系统的结构示意图；
22.图2为本申请另一实施例提供的测试系统的结构示意图；
23.图3为本申请一实施例提供的电压模拟单元的原理图；
24.图4为本申请一实施例提供的模拟12路单体电池操作面板示意图；
25.图5为本申请一实施例提供的温度模拟单元的原理图；
26.图6为本申请一实施例提供的电流模拟单元的原理图；
27.图7为本申请一实施例提供的电源转换模块的原理图；
28.图8为本申请一实施例提供的均衡故障注入测试操作面板的示意图；
29.图9为本申请一实施例提供的fet开路和短路的原理图。
30.附图标记说明：
31.10：测试系统；
32.11：参数模拟单元；
33.12：通信单元；
34.111：电压模拟单元；
35.112：温度模拟单元；
36.113：电流模拟单元；
37.13：电源转换模块；
38.14：模拟故障注入单元；
39.141：电压采集线模拟单元；
40.142：温度采集线模拟单元；
41.143：均衡电阻模拟单元；
42.20：控制单元。
具体实施方式
43.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
44.在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
45.在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
46.本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
47.描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图示出了根据示例性实施方式的图示。在本文中也可被称为“示例”的这些实施方式被足够详细地描述，以使本领域中的技术人员能够实践本文所描述的所要求保护的主题的实施方式。在不偏离所要求保护的主题的范围和精神的情况下，可组合实施方式，可使用其它实施方式，或可做出结构、逻辑和电气改变。应理解的是，本文中所描述的实施方式并不旨在限制主题的范围，而是使本领域中的技术人员能够实践、制作和/或使用该主题。
48.为方便理解，首先对本实用新型所涉及的名词进行说明：
49.bms，由电子电路设备构成的实时监测系统，对电池簇充、放电过程进行安全管理，对可能出现的故障进行报警和应急保护处理，对电池模块及电池簇的运行进行安全和优化控制，保证电池安全、可靠、稳定的运行。
50.充电状态(state of charge简称，soc)，表示电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。
51.电池的健康状态(state of health，简称soh)，用于描述的是电池老化程度。
52.不间断电源以及各种大功率电池供电系统，都离不开可再生的电能储蓄和释放单元，也就是我们通常说的可充电电池。以锂电池为例，电池必须配合相应的bms，才能保证正
常的工作特性和安全，其中bmu负责采集电池相关的电压、温度等信息，bms则处理和汇总bmu的信息，向电池管理系统的其它设备或bams设备上报。因此，电池管理系统的优劣将直接影响电池的安全性及可靠性，对电池管理系统的性能要求越来越高，而电池管理系统的测试与监控是保障及改善电池管理系统性能的重要途径之一。
53.目前，对于bms设备的测试，需要通过布设数量众多的bmu和电池来实现。对于有大量电池组成的大型系统，搭建硬件测试环境的人力物力成本都会很高，若需要测试数据传输处是否满足设计要求，则很难获得精准的数据，对于测试人员来说，这是一项极其艰巨的挑战。另外，测试环境需要根据具体项目进行定制化开发，不同项目之间切换复杂，需要专人进行环境配置和维护，测试难度大。
54.有鉴于此，本申请提供一种测试系统及测试装置，通过一种工装台架测试系统模拟大量的电池组信息，具体的，采用参数模拟单元模拟大量的电池组信息，以对电池管理系统进行测试，不需要搭建硬件测试环境，可以在有效提升电池管理系统的测试效率的同时，降低测试成本。
55.下面，通过具体的实施例，对本申请提供的测试系统及测试装置进行详细说明。
56.图1为本申请一实施例提供的测试系统的结构示意图。如图1所示，本实施例的测试系统10与bms的从控采集板卡连接，用于测试bms的从控采集板卡。其中，测试系统10包括：参数模拟单元11以及通信单元12，下面结合测试系统10的结构对测试过程进行说明：
57.参数模拟单元11，用于输出模拟参数给待测从控采集板卡，以使待测从控采集板卡对模拟参数进行处理，其中，模拟参数包括电压模拟参数、电流模拟参数及温度模拟参数中的至少一个。
58.在实际应用中，测试系统10通过硬接线束与电池管理系统bms的被测从控采集板卡连接。具体的，参数模拟单元11通过硬接线束与电池管理系统bms的被测从控采集板卡连接，通过硬接线束输出模拟参数给待测从控采集板卡。
59.进一步的，待测从控采集板卡在接收到模拟参数后，按照接收到的模拟参数运行，根据运行情况输出输出参数，并将输出参数通过硬接线发送至测试系统10。其中，输出参数为符合控制器局域网络(controller area network，简称can)通讯协议的报文，具体的，输出参数可以包括：最高最低单体值及编号、最高最低温度值及编号、各种状态码、故障码等。
60.通信单元12，与上位机通信连接，用于发送待测从控采集板卡的输出参数至上位机，以使测试人员基于上位机显示的内容确定待测从控采集板卡的性能。
61.具体的，通信单元12通过can接口与上位机通信连接。在实际应用中，测试系统10在接收到待测从控采集板卡发送的输出参数后，通过can接口将输出参数发送至上位机。
62.进一步的，上位机接收到输出参数后，解析该输出参数，在实际应用中，可以通过can通讯解析软件解析该输出参数。测试人员可以根据解析后的输出参数确定待测从控采集板卡的性能。
63.在一些实施方式中，还可以记录数据发送和返回的时间节点，以计算待测从控采集板卡上各元件以及软件代码的响应时间，例如：计算继电器以及故障码的响应时间，进而从元器件性能和软件代码两个方面的产品性能优化指标提供参考依据。
64.本申请实施例提供的测试系统，用于测试bms的从控采集板卡，测试系统与待测从控采集板卡连接，该测试系统包括：参数模拟单元，用于输出模拟参数给待测从控采集板
卡，以使待测从控采集板卡对模拟参数进行处理；通信单元，与上位机通信连接，用于发送待测从控采集板卡的输出参数至上位机，以使测试人员基于上位机显示的内容确定待测从控采集板卡的性能。通过本实用新型提供的测试系统对bms的从控采集板卡进行模拟测试，不需要搭建硬件测试环境，可以在有效提升电池管理系统的测试效率的同时，降低测试成本。
65.图2为本申请另一实施例提供的测试系统的结构示意图。如图2所示，参数模拟单元11可以包括电压模拟单元111、温度模拟单元112以及电流模拟单元113中的至少一种。在一些实施方式中，测试系统10还包括：电源转换模块13以及模拟故障注入单元14。
66.可选的，参数模拟单元11与控制单元20通信连接，控制单元20用于控制参数模拟单元输出模拟参数，具体的，控制单元20可以与电压模拟单元111、温度模拟单元112以及电流模拟单元113中的至少一个单元相连，用于控制上述单元输出对应的模拟参数。一方面，控制单元20可以为集成在测试系统10中的一个单元，另一方面，控制单元20也可以是测试系统10一个外接单元，对此，本实施例不做特别限定。
67.可以理解的是，本申请提供的测试系统，电压模拟单元111、温度模拟单元112以及电流模拟单元113可以同时布设，也可以只布设其中之一(或之二)。具体情况根据测试需求进行设定，本实施例对此不做特别限定，下面结合具体实施例对各单元进行具体说明。
68.电压模拟单元111，包括至少一个第一可变电阻，第一可变电阻与电源并联，第一可变电阻用于调节电压幅值，以使电压模拟单元输出电压模拟参数。为方便理解，请参考图3，图3为本申请一实施例提供的电压模拟单元的原理图。如图3所示，电压通过变压器(t1)后，通过第一可变电阻(r1)调节输出电压幅值，以模拟电压值，在实际应用中，第一可变电阻r1可以为滑动变阻器。
69.在实际应用中，电压模拟单元111可以为12路单体电池。可以通过调节控制单元20中12路单体电池操作面板上的操作按钮以调节输出电压幅值。为方便理解，请参考图4，图4为本申请一实施例提供的模拟12路单体电池操作面板示意图，如图4所示，每个电路采用可调节电源模式，互相隔离，每个电路配有显示屏可以显示单体电压数据，范围0～5v，分辨率0.001v。可以通过图4的操作按钮直接调节12路单体电压输出值，达到控制单体输出电压的目的，同时可以在图4的显示屏中显示具体数值。
70.温度模拟单元112包括至少一组电阻，至少一组电阻中每组电阻均与电源并联，每组电阻中包含固定电阻和第二可变电阻，其中，固定电阻与第二可变电阻串联，第二可变电阻用于调节温度模拟电压值，以使温度模拟单元输出温度模拟参数。为方便理解，请参考图5，图5为本申请一实施例提供的温度模拟单元112的原理图。如图5所示，上拉电压通过固定电阻r1、可变电阻r2串联，一端和电源连接，一端接地。r1和r2分压，通过控制单元20调节r2的阻值，以实现后端温度模拟电压值的输出。其中，r2可以为滑动变阻器。
71.电流模拟单元113包括至少一个第三可变电阻，至少一个第三可变电阻用于调节电压幅值，以使电流模拟单元输出电流模拟参数。为方便理解，请参考图6，图6为本申请一实施例提供的电流模拟单元的原理图。如图6所示，第三可变电阻r1与电源并联，电压通过变压器后，通过控制单元20调节r1的阻值，以调节电压幅值，一路0～5v模拟量输出，从而输出电流模拟参数，其中，电流模拟参数可以包括：模拟霍尔采集电流。可以理解的是，第三可变电阻r1可以为滑动变阻器。
72.在一些场景中，控制单元20上还包括显示单元，显示单元用于显示参数模拟单元输出的模拟参数，以使测试人员基于上位机显示的内容及控制单元显示的模拟参数，确定待测从控采集板卡的性能。
73.一些实施例中，电源转换模块13可以为ac
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dc电源转换模块，电源转换模块13用于调节待测从控采集板卡的电压幅值，以实现待测从控采集板卡的低压供电功能。为方便理解，请参考图7，图7为本申请一实施例提供的电源转换模块的原理图。如图7所示，可变电阻r13与电源并联，220v的电压通过变压器t13后，通过控制单元20调节可变电阻r13的阻值，以调节副线圈的电压，使后端输出可变的电压幅值，从而实现电压转换,最终实现低电压输出。其中，输出电压的范围可以为根据实际需求进行设定，对比不做特别限定，例如，输出电压范围可以为：0～36v。
74.在一些场景中，电源转换模块13可以连接显示单元，显示单元用于显示输出电压值。
75.在一种实施方式中，测试系统10还包括：模拟故障注入单元14，用于模拟开路故障和短路故障，以通过上位机判断待测从控采集板卡的故障诊断功能是否满足要求。
76.模拟故障注入单元14与控制单元20通信连接，控制单元20上有开关按钮，控制单元20可以通过开关按钮控制模拟故障注入单元14模拟开路故障和短路故障。
77.具体的，模拟故障注入单元14可以包括，电压采集线模拟单元141、温度采集线模拟单元142以及均衡电阻模拟单元143。其中，电压采集线模拟单元141用于模拟电压采集线的开路/短路；温度采集线模拟单元142用于模拟电压采集线开路/短路；均衡电阻模拟单元143用于模拟fet开路、fet短路、均衡电阻短路等故障。
78.在实际应用中，一方面，电压采集线模拟单元141可以是单独的电路单元；另一方面，可以用电压模拟单元111来实现电压采集线模拟单元141的功能。下面以电压模拟单元111实现电压采集线模拟单元141的功能为例进行说明：
79.模拟故障注入单元14可以模拟电压采集线故障。具体的，采用电压模拟单元111以模拟电压采集线故障。请继续参考图4，通过调节控制单元20中12路单体电池操作面板上的操作按钮以实现12路采集电压线的开路和闭合，从而模拟电压采集线开路/短路故障。
80.类似的，一方面，温度采集线模拟单元141可以为单独的电路单元；另一方面，可以用温度模拟单元112来实现温度采集线模拟单元141的功能。下面以温度模拟单元112实现温度采集线模拟单元141的功能为例进行说明：请继续参考图5，通过控制单元20调节r2的阻值，以实现温度采集线开路和短路的模拟。
81.在一些实施方式中，控制单元20还可以控制均衡电阻模拟单元143模拟fet开路、fet短路、均衡电阻短路等故障。为方便理解，请参考图8、图9，图8为本申请一实施例提供的均衡故障注入测试操作面板的示意图，图9为本申请一实施例提供的fet开路和短路的原理图。如图8所示，控制单元20上包括36组波扭开关，分别与待测从控采集板卡上的fet电阻相连接，通过调节波扭开关，以调节开关spdt1的通断，以实现fet开路、fet短路以及fet电阻短路等故障模拟。
82.进一步的，通过通信单元12将待测从控采集板卡的输出信号发送至上位机，通过上位机解析查看待测从控采集板卡是否上报了故障信息，从而判断待测从控采集板卡的故障诊断功能是否满足要求。
83.本申请提供一种测试系统，该测试系统包括：参数模拟单元，其中，参数模拟单元可以包括电压模拟单元、温度模拟单元以及电流模拟单元中的至少一种。通过参数模拟单元可以实现电压、温度以及电流的故障模拟，从而判断被测对象的功能是否满足要求。另外，通过模拟故障注入单元模拟线路的开路和短路故障，从而确定待测从控采集板卡的性能。
84.通过本实用新型提供的测试系统对bms的从控采集板卡进行模拟测试，不需要搭建硬件测试环境，可以在有效提升电池管理系统的测试效率的同时，降低测试成本。
85.本申请还提供一种测试装置。该测试装置包括如上任一实施例提供的测试系统。需要说明的是，本实施例提供的测试装置与上述实施例提供的测试系统的原理和技术效果类似，在此不再赘述。
86.需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
87.虽然仅仅已经对本申请的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。而且，为了提供对示例性实施例的简洁说明，可能尚未描述实际实施方式的所有部件。应该了解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或者设计项目中一样，可能进行若干具体实施决策。这种开发工作可能是复杂的且耗时的，但对受益于本申请的那些普通技术人员来说，仍将是设计、加工和制造的例行程序，而无需过多实验。
88.可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。
89.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。