用于电池管理系统的主控模块的检测系统及方法与流程

本发明涉及电池领域，具体地，涉及一种用于电池管理系统的主控模块的检测系统及方法。

背景技术：

锂电池以其能量密度高、无污染等优点逐渐成为电动汽车、大型储能等应用的主流动力来源。而由于锂电池的抗滥用性较差，在使用过程中必须受电池管理系统(Battery Management System，BMS)的监控与管理。BMS常采用分立式架构，通常分为主控模块、从控模块以及高压控制模块等几个部分。其中，主控模块主要完成电流采集、对外通信、数据存储、状态估计、信号输入输出、故障诊断等功能；从控模块主要完成电压采集、温度采集、电池均衡、与主控模块通信等功能；高压控制模块主要完成绝缘检测、电池总压采集以及高压控制等功能。BMS性能的优劣关系到动力电池组的安全性能、工作效率以及循环寿命，因此在出厂前必须对BMS的性能进行测试，从而提升其可靠性。

当前市场上的BMS规格不一，微小的差距就可能导致整套BMS测试设备需要重新开发；此外，当前BMS测试仍以手动为主，自动化程度不高，效率较低，而且其性能评估主要取决于检测员的检测素质。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种用于电池管理系统的主控模块的检测系统及方法，其能够实现自动地检测电池管理系统的主控模块的性能，提高主控模块的检测效率。

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的主控模块的检测系统，该检测系统包括：检测主板，用于检测所述主控模块的功耗；模拟电流板，用于检测所述主控模块的电流检测功能；充电连接检测板，用于检测所述主控模块的充电连接检测功能；继电器检测板，用于检测所述主控模块的高低边信号输出功能；以及输入输出检测板，用于检测所述主控模块的信号输入输出功能。

可选地，所述检测主板还用于执行以下中的至少一者：为所述主控模块进行供电；及与上位机进行通信。

可选地，所述模拟电流板通过模拟霍尔电流传感器的输出来检测所述主控模块的电流检测功能。

可选地，所述继电器检测板支持8路高边输出继电器检测和2路低边输出继电器检测。

可选地，所述输入输出检测板支持4路高电平输入信号检测、2路低电平输入信号检测、2路高电平输出信号检测以及2路模拟量输入信号检测。

相应地，本发明实施例还提供一种用于电池管理系统的主控模块的检测方法，该方法包括：接收上位机发送的测试命令；在所述测试命令中包含功耗测试命令的情况下，检测所述主控模块的功耗；在所述测试命令中包含电流采集测试命令的情况下，检测所述主控模块的电流检测功能；在所述测试命令中包含充电信号测试命令的情况下，检测所述主控模块的充电连接检测功能；在所述测试命令中包含继电器测试命令的情况下，检测所述主控模块的高低边信号输出功能；以及在所述测试命令中包含输入输出信号测试命令的情况下，检测所述主控模块的信号输入输出功能。

可选地，检测所述主控模块的功耗包括：为所述主控模块供电以检测所述主控模块的功耗。

可选地，通过模拟霍尔电流传感器的输出来检测所述主控模块的电流检测功能。

可选地，所述方法还包括：在所述测试命令中包含电源测试命令的情况下，对所述主控模块执行唤醒测试。

可选地，所述方法还包括：在所述测试命令中包含通信测试命令的情况下，对所述主控模块执行通信测试。

通过上述技术方案，通过采用检测主板、模拟电流板、充电连接检测板、继电器检测板、输入输出检测板来自动地检测电池管理系统中主控模块的功耗、电流检测功能、充电连接检测功能、高低边信号输出功能、信号输入输出功能等，提高了主控模块的检测效率并同时能够为性能评估提供准确的测量数据。

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示出了一实施例中用于电池管理系统的主控模块的检测系统的结构框图；

图2示出了一实施例中检测主板的操作框图；

图3示出了一实施例中模拟电流板的操作框图；

图4示出了一实施例中充电连接检测板的操作框图；

图5示出了一实施例中继电器检测板的操作框图；

图6示出了一实施例中输入输出检测板的操作框图；以及

图7示出了一实施例中用于电池管理系统的主控模块的检测方法的流程图。

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。

图1示出了一实施例中用于电池管理系统的主控模块的检测系统的结构框图。如图1所示，本发明实施例提供一种用于电池管理系统的主控模块的检测系统，该检测系统可以包括：检测主板，用于检测所述主控模块的功耗；模拟电流板，用于检测所述主控模块的电流检测功能；充电连接检测板，用于检测所述主控模块的充电连接检测功能；继电器检测板，用于检测所述主控模块的高低边信号输出功能；以及输入输出检测板，用于检测所述主控模块的信号输入输出功能。

其中，可以采用一12V开关电源来对上述的检测系统进行供电，该12V开关电源可用于分别为检测主板、模拟电流板、充电连接检测板、继电器检测板以及输入输出检测板供电。

检测主板可以与PC上位机进行数据通信，例如可以使用串行总线接口与PC上位机进行，该串行总线接口例如可以是485接口，检测主板可选地可以通过485通信而与485接口进行通信。

可选地，检测主板可以通过一USB接口与PC上位机进行数据通信。检测主板与USB接口之间的数据通信可选地可以使用控制器局域网络CAN(Controller Area Network，CAN)通信。

如图1所示，检测主板可以使用CAN通信将主控模块检测系统的测试数据输入至PC上位机，PC上位机的显示屏可以显示测试数据，以方便工作人员评价被测主控模块的性能。

可选地，检测主板可以通过CAN通信而分别与模拟电流板、充电连接检测板、继电器检测板、输入输出检测板以及被测主控模块进行通信。相应地，检测主板、模拟电流板、充电连接检测板、继电器检测板、输入输出检测板以及被测主控模块上均设置有CAN接口。

图1中示出的检测系统中包含了两个模拟电流板，可选地，可以根据需要设置一个或多个模拟电流板，本发明实施例并不限制于此。

图2示出了一实施例中检测主板的操作框图。如图2所示，上位机通过检测主板的程序下载口将设定的检测程序预先烧录至检测主板的第一控制器。在对主控模块执行性能检测时，上位机可以向该第一控制器发送测试命令。图2中所示的检测主板的电源模块可以通过电源接口接收220V的电压，并将该220V的电压转变为12V的电压以为检测主板提供工作所需的电压。

第一控制器判断从上位机接收到的测试命令中是否具有功耗测试命令，在具有功耗测试命令的情况下，检测主板可以通过供电输出模块为被测主控模块供电。通常情况下，主控模块具有两种供电方式，分别是电池供电和充电机供电(也称为“A+供电”)，供电输出模块可以分别模拟这两种供电方式来为主控模块供电，第一控制器可以分别测量两种模拟供电方式下被测主控模块的功耗，并将所测量的功耗结果通过485接口分别输入至PC上位机，由PC上位机对这些数据进行分析、存储及显示，可选地PC上位机中可设置一预设值，将检测主板所测量的功耗值与该预设值进行比较以判断被测主控模块的功耗。

可选地，第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有电源测试命令，在具有电源测试命令的情况下，供电输出模块分别以上述两种供电方式(电池供电和充电机供电)为被测主控模块供电，第一控制器检测被测主控模块是否能够正常接受该两种方式的供电。

进一步地，在第一控制器判断测试命令中具有电源测试命令的情况下，检测主板还可以对被测主控模块执行唤醒测试。通常情况下，主控模块具有三种唤醒方式，分别是钥匙唤醒(KEY唤醒)、充电机唤醒(A+唤醒)、主控模块/整车控制器唤醒(BCU/VCU唤醒)。第一控制器可以控制检测主板的唤醒模块分别模拟发出KEY唤醒信号、A+唤醒信号及BCU/VCU唤醒信号，来判断被测主控模块的唤醒性能。

进一步地，第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有CAN通信测试命令，在具有CAN通信测试命令的情况下，对被测主控模块执行CAN通信测试。具体地，检测主板通过CAN通信向被测主控模块发送一测试信号，判断被测主控模块是否能够反馈一信号给检测主板，在检测主板收到反馈信号情况下，说明被测主控模块的内网CAN通信正常，未收到反馈信号的情况下，说明被测主控模块执行CAN通信失败。第一控制器将该CAN通信的测试结果通过485接口输入至PC上位机，由PC上位机对这些数据进行存储及显示。

进一步参考图2，检测主板可以具有三个CAN接口(如图2中所示的CAN1接口、CAN2接口及CAN3接口)，以分别通过CAN通信(如图2中所示的CAN1通信、CAN2通信及CAN3通信)来接收模拟温感板、模拟电池板以及均衡检测板输入的数据，并使用485通信将这些数据由485接口(例如，USB接口)输入至PC上位机，由PC上位机对这些数据进行分析、存储及显示。

进一步地，检测主板的第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有电流采集测试命令，在具有电流采集测试命令的情况下，第一控制器通过CAN通信向模拟电流板发出测试命令，由模拟电流板来检测主控模块的电流检测功能。

图3示出了一实施例中模拟电流板的操作框图。如图3所示，上位机可通过模拟电流板的程序下载口将设定的检测程序预先烧录至模拟电流板的第二控制器。图3中所示的模拟电流板的电源模块可以通过电源接口接收220V的电压，并将该220V的电压转变为12V的电压以为模拟电流板提供工作所需的电压。

模拟电流板的模拟电流信号输出电路可以输出电压以模拟霍尔电流传感器的输出，而模拟电流信号输出电路的输出的电压可以通过一模拟电流信号输出接口而输出至被测主控模块，由被测主控模块检测该输出电压，并将该输出电压对应的转换为电流值，该电流值可选地可以通过CAN通信而输送至检测主板，检测主板可以将该被测主控模块所检测的电流值通过485接口(例如，USB接口)而输出至PC上位机，PC上位机可以对该有电流值的测量结果存储及显示，以方便工作人员评价被测主控模块的电流检测功能。这里，可选地，模拟电流信号输出电路可以输出多个不同的电压，以多次检测被测主控模块的电流检测功能。

进一步地，检测主板的第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有充电信号测试命令，在具有充电信号测试命令的情况下，第一控制器通过CAN通信向充电连接检测板发出测试命令，由充电连接检测板来检测主控模块的充电连接检测功能。

图4示出了一实施例中充电连接检测板的操作框图。上位机可通过充电连接检测板的程序下载口将设定的检测程序预先烧录至充电连接检测板的第三控制器。图4中所示的充电连接检测板的电源模块可以通过电源接口接收220V的电压，并将该220V的电压转变为12V的电压以为充电连接检测板提供工作所需的电压。

充电连接检测板可以分别依据GBT 20234-2011与GBT 20234-2015标准输出充电连接信号至主控模块。

在评价被测主控模块对于直流充电机的充电连接检测功能的实施例中，充电连接信号可以经过DCC2检测电路分压后经由DcCC2接口输入至被测主控模块，被测主控模块检测该电压信号，通过检测到的不同电压来判断是否连接上充电，并使用CAN通信将判断结果发送至检测主板，检测主板可以将该测量结果通过485接口(例如，USB接口)而输出至PC上位机，PC上位机可以对该测量结果进行存储及显示，以方便工作人员评价被测主控模块对于直流电机的充电连接检测功能。

在评价被测主控模块对于交流充电机的充电连接检测功能的实施例中，，充电连接信号可以经过ACC检测电路分压后经由AcCC接口输入至被测主控模块，被测主控模块检测该电压信号，通过检测到的不同电压来判断是否连接上充电，并使用CAN通信将判断结果发送至检测主板；充电连接检测板的CP检测电路可以通过AcCP接口发送CP信号给被测主控模块，该CP信号为PWM信号，被测主控模块通过检测该PWM信号来判断是否连接上充电，并使用CAN通信将判断结果发送至检测主板。检测主板可以将该两者测量结果通过485接口(例如，USB接口)而输出至PC上位机，PC上位机可以对该测量结果进行存储及显示，以方便工作人员评价被测主控模块对于交流电机的充电连接检测功能。

进一步地，检测主板的第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有继电器测试命令，在具有继电器测试命令的情况下，第一控制器通过CAN通信向继电器检测板发出测试命令，由继电器检测板来检测主控模块的高低边信号输出功能。

图5示出了一实施例中继电器检测板的操作框图。如图5所示，上位机可通过继电器检测板的程序下载口将设定的检测程序预先烧录至继电器检测板第四控制器。图5中所示的继电器检测板的电源模块可以通过电源接口接收220V的电压，并将该220V的电压转变为12V的电压以为继电器检测板提供工作所需的电压。

继电器检测板可选地可以支持8路高边输出继电器检测与2路低边输出继电器检测。进一步参考图5，主控模块输出的高边信号可以通过高边输出继电器接口输入至高边输出继电器检测电路，由该高边输出继电器检测电路检测主控模块输出的高边信号，相应地，主控模块输出的低边信号可以通过低边输出继电器接口输入至低边输出继电器检测电路，由该低边输出继电器检测电路检测主控模块输出的低边信号。第四控制器可选地可以通过CAN通信而将高边或低边输出继电器检测电路的检测结果输送至检测主板，检测主板可以将该测量结果通过485接口(例如，USB接口)而输出至PC上位机，PC上位机可以对该有关高低边信号的测量结果进行存储及显示，以方便工作人员评价被测主控模块的高低边信号输出功能。

进一步地，检测主板的第一控制器还可以判断从上位机接收到的测试命令中是否具有输入输出信号测试命令，在具有输入输出信号测试命令的情况下，第一控制器通过CAN通信向输入输出检测板发出测试命令，由输入输出检测板来检测主控模块的信号输入输出功能。

图6示出了一实施例中输入输出检测板的操作框图。如图6所示，上位机可通过输入输出检测板的程序下载口将设定的检测程序预先烧录至输入输出检测板的第五控制器。图6中所示的输入输出检测板的电源模块可以通过电源接口接收220V的电压，并将该220V的电压转变为12V的电压以为输入输出检测板提供工作所需的电压。

可选地，输入输出检测板可以支持4路高电平输入信号检测、2路低电平输入信号检测、2路高电平输出信号检测以及2路模拟量输入信号检测。高电平输入信号检测电路可以检测高电平输入信号接口处的高电平输入信号并且将检测结果发送至第五控制器；低电平输入信号检测电路可以检测低电平输入信号接口处的低电平输入信号并且将检测结果发送至第五控制器；高电平输出信号检测电路可以检测高电平输出信号接口处的高电平输出信号并且将检测结果发送至第五控制器；模拟信号输入信号检测电路可以检测模拟信号输入接口处的模拟信号信号并且将检测结果发送至第五控制器；第五控制器可选地可以通过CAN通信而将针对主控模块的输入输出信号的测试结果输送至检测主板，检测主板可以将该输入输出信号的测试结果通过485接口(例如，USB接口)而输出至PC上位机，PC上位机可以对该输入输出信号的测试结果进行存储及显示，以方便工作人员评价被测主控模块的信号输入输出功能。

可选地，上述的第一控制器至第四控制器可以是CPU或者微控制器，但是本发明实施例并不限制于此。

图7示出了一实施例中用于电池管理系统的主控模块的检测方法的流程图。如图7所示，本发明实施例还提供一种用于电池管理系统的主控模块的检测方法，该方法可以包括：接收上位机发送的测试命令；在所述测试命令中包含功耗测试命令的情况下，检测所述主控模块的功耗；在所述测试命令中包含电流采集测试命令的情况下，检测所述主控模块的电流检测功能；在所述测试命令中包含充电信号测试命令的情况下，检测所述主控模块的充电连接检测功能；在所述测试命令中包含继电器测试命令的情况下，检测所述主控模块的高低边信号输出功能；以及在所述测试命令中包含输入输出信号测试命令的情况下，检测所述主控模块的信号输入输出功能。该方法可以自动地检测主控模块的性能，提高电池管理系统的检测效率。

本发明实施例所提供的用于电池管理系统的主控模块的检测方法与上文中所述的用于电池管理系统的主控模块的检测系统的工作原理及益处相似，这里将不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，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。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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。