一种BMS高压功能测试工装的制作方法

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种bms高压功能测试工装。

背景技术

电动汽车高压电气系统结构是动力电池组输出的高压直流电通过电机控制器逆变驱动电机转动，同时通过直流电压转换器或逆变器向空调压缩机、ptc或外输出口等提供电能，电动汽车电池管理系统(bms:batterymanagementsystem)是新能源汽车的核心部件，能为各类动力锂电池组提供完善的保护，可实现对电池组电压、电流、温度等多种电池参数的高精度在线检测，与外部设备如整车控制器交换信息，解决锂电池系统中安全性、可用性、易用性、使用寿命等关键问题，同时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，并监控电池的状态。

通常的，电池管理系统在系统布线时，将高压控制线与通信线束和低压控制线相分离，以避免高压在系统中对低压部分造成的干扰，总电压电流的测量模块以及绝缘电阻电路接线在电池的正负极，电压等级高。考虑到电动汽车的动力电池系统是一个车载高压的电气系统，在启动、运行(包括震动和撞击时)、停止的过程中都有可能发生各种各样的安全问题，所以需要对整个电池系统的高压部分进行实时监控。通常，在bms的试制期就需要对bms的各个功能进行检测，包括对高压采集功能进行测试和验证。，目前市面上已存在的针对电池管理系统功能的测试工装一般为了测量电池组的高压部分，需要在动力电池pack总正、总负极柱引线到bms的采集端口。

然而，动力电池的高压系统基本在300v以上，在测试过程中直接接触pack高电压，存在极大的安全隐患，因此设计一种便于电池管理系统进行高压测试的工装尤为重要。

技术实现要素：

本发明提供一种bms高压功能测试工装，通过将低压直流电转换为高压直流电来模拟电池组的pack电压，通过高压输出端口与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。

本发明实施例提供一种bms高压功能测试工装，包括低压直流供电电源、选择开关、至少一个变换器、至少一个高压采集点和至少一个高压输出端口；选择开关用于择一性的连接电源和一个变换器，变换器用于将电源的低压直流电变换为高压直流电，变换器与高压采集点连接，高压采集点与高压输出端口连接，高压输出端口用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。

通过采用实验室常用的低压直流供电电源变换为不同的高压来模拟电池组的pack电压，并输出到bms的高压采集模块中，来测试bms的高压功能。前端通过选择开关灵活控制输出的电压等级，后端的继电器可完全模拟实际电池包的各路接触器，设计使用的电源转换器件输出电流小，对测试人员的触电危害非常小，可灵活、方便地对高压采集和继电器控制功能进行验证。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，低压直流供电电源的供电电压为9v-18v。

通过实验室可用的低压直流电代替直接接触pack高电压，保证了整个测试工装的操作安全性。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，变换器有多个，且不同变换器所变换的高压直流电的电压不同。

通过不同的高压值来满足bms测试过程中的需要。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，选择开关为物理开关。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，选择开关为多档位拨动式开关或者多路光耦开关。

通过选择开关可以对需要的电压进行选择，从而向bms高压采集模块提供需要测试的电压值。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，高压采集点为多个，且多个高压采集点均并行连接，以使所有高压采集点采集到的高压直流电的电压相同。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，还包括至少一个继电器，继电器与高压采集点一一对应，用于控制高压采集点的输出的通断状态。

通过继电器可以模拟电动汽车各路高压继电器的闭合断开。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，继电器通过接插件与高压输出端口连接。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，还包括处理器，处理器用于控制继电器。

作为本发明实施例一种可选的实施方式，变换器和高压采集点均位于印制电路板上，且变换器和高压采集点之间通过印制电路板上的印制引线连接。

本发明实施例提供一种bms高压功能测试工装，包括低压直流供电电源、选择开关、至少一个变换器、至少一个高压采集点和至少一个高压输出端口；选择开关用于择一性的连接电源和一个变换器，变换器用于将电源的低压直流电变换为高压直流电，变换器与高压采集点连接，高压采集点与高压输出端口连接，高压输出端口用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。通过采用实验室常用的低压直流供电电源变换为不同的高压来模拟电池组的pack电压，并通过高压输出端口与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。前端通过选择开关灵活控制输出的电压等级，后端的继电器可完全模拟实际电池包的各路接触器，设计使用的电源转换器件输出电流小，对测试人员的危害非常小，可灵活、方便地对高压采集和继电器控制功能进行验证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为纯电动汽车高压系统框图；

图2为本发明实施例一提供的bms高压功能测试工装的示意图；

图3为本发明实施例二提供的bms高压功能测试工装的多路分支示意图。

附图标记说明：

1-电源；

2-选择开关；

3-变换器；

4-高压采集点；

5-高压输出端口；

6-继电器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

纯电动汽车的电气系统主要包括低压电气系统、高压电气系统及can通讯信息网络系统，其中，高压电气系统主要包括动力电池组及电池管理系统(batterymanagementsystem,bms)、电机控制器、dc/dc电压转换器、车载充电系统、非车载充电系统、电动附近、高压配电箱及高压电安全管理系统等，如图1所示为纯电动汽车高压系统框图。

电动汽车的动力电池系统是一个车载高压的电气系统，在启动、运行(包括震动和撞击时)、停止的过程中都有可能发生各种各样的安全问题。所以需要对整个电池系统的高压部分进行实时监控。电池管理系统bms是连接整车和电池高压系统的桥梁，主要为了提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。bms的功能直接影响电池的管控和整车的安全，为了确保bms能够正常运行，需要在bms的试制期对bms的各项功能进行测试，以判断其是否满足电动汽车的要求。

然而，在前期电池管理系统(bms)的试制期间，为了测量电池组的高压部分，需要在pack总正、总负极柱引线到电池管理系统的采集端口。纯电动汽车电压和电流等级都比较高，动力电压一般都在300～400v(直流)，电流瞬间能够达到几百安。人体能承受的安全电压值的大小取决于人体允许通过的电流和人体的电阻。有关研究表明，人体电阻一般在1000～3000ω。人体皮肤电阻与皮肤状态有关，在干燥、洁净及无破损的情况下，可高达几十千欧，而潮湿的皮肤，特别是受到操作的情况下，其电阻可能降到1000ω以下。由于我国安全电压多采用36v，大体相当于人体允许电流30ma、人体电阻1200ω的情况。所以要求人体可接触的电动汽车任意处带电部位的电压都要小于36v。

可见，直接将pack总正、总负极柱引线到电池管理系统bms的采集端口存在很大的安全隐患，因此，本发明在上述问题的基础上提供了一种bms高压功能测试工装，通过模拟电动汽车动力电池高压系统的电压部分，从而方便测试人员在不接触pack真实电压的情况下就可以对电池管理系统bms的高压采集功能进行测试和验证。

实施例一

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

图2为本发明实施例一提供的bms高压功能测试工装的示意图，如图2所示，本实施例提供的一种电池管理系统bms高压功能测试工装，用于模拟电池组的pack电压，并与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。

一种bms高压功能测试工装，包括低压直流供电电源1、选择开关2、至少一个变换器3、至少一个高压采集点4和至少一个高压输出端口。

选择开关2用于择一性的连接电源1和一个变换器3，变换器3用于将电源1的低压直流电变换为高压直流电，变换器3与高压采集点4连接，高压采集点4与高压输出端口5连接，高压输出端口5用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。

为了便于清楚地说明上述bms高压功能测试工装，图2中将上述工装分为三个部分parta、partb和partc。

parta为低压直流供电电源1和选择开关2；且低压直流供电电源1的供电电压为9v-18v。实验测试人员可直接在试验台进行高压测试，而不用在电池包现场进行高压采集的测试，输出的高压在测试过程中不会对人体有电击的危险；低压直流供电电源1通过导线与一个选择开关的输入端连接，且该选择开关为一个独立的设备。

可选的，该选择开关为物理开关，可选的，该物理开关可以为多档位拨动式开关，也可以为多路光耦开关。

当选择开关为多路光耦开关时，多路光耦开关通过外部控制信号来选通具体的通断线路，从而起到连通不同的设备的作用，避免手动操作的繁琐，便于bms出厂后的批量测试。

partb主要为变换器3，变换器3的主要作用是将低压直流电压变换成100v、150v、200v和250v等多个不同的高压直流电。

一般在bms测试过程中需要测试不同的电压值，以满足不同的需求，为了获得多个不同的高电压值，本实施例中，变换器3有多个，且不同变换器3所变换的高压直流电的电压不同。

当物理开关为多档位拨动式开关时，多个不同的变换器3分别与该拨动式开关的多个输出端连接，需要选通某一个电压值对应的变换器3时，只要拨动该开关到相应的位置即可将parta中的低压直流供电电源1与partb中的指定的变换器3连接，从而可以获得相应的高压值。

考虑测试的普遍性，本实施例中设计了多个电压等级(如图2中的v1、v2……vn)，以便采集更多的数据保证测试的准确性。

partc主要包括高压采集点4和高压输出端口。

其中，高压采集点4为多个，且可以根据bms不同的端口来决定，图2中，通过高压采集点类型p1、高压采集点类型p2……高压采集点类型pm来区分。

可选的，多个高压采集点4可并行连接，以使所有高压采集点4采集到的高压直流电的电压相同，并通过高压输出端口输送到bms的高压采集模块的不同端口中，进而用于测试在一定电压下bms的各项功能。。

该高压测试工装是独立于bms系统的外部测试用的设备，不同的设备之间是通过板载pcb布线的方式连接的。如图2所示，partb部分中的高压(图中所示的v1、v2…vn)是通过parta中的物理开关选择而选通的；partc中的高压采集点(图中所示的p1、p2…pm)是partb中vn(n＝12,3…)并行引出的，即每个高压采集点pm(m＝1,2,3…)的电压均与vn相同。

可选的，变换器3和高压采集点4均位于印制电路板上，且变换器3和高压采集点4之间通过印制电路板上的印制引线连接。

由于车载的高压系统上、下电环节是由控制继电器实现关断与闭合操作的，因此，该测试工装还包括至少一个继电器6，继电器6与高压采集点4一一对应，用于控制高压采集点4的输出的通断状态。

通过在测试工装中增加多路继电器6控制点，可以模拟电动汽车各路高压继电器的闭合断开，还可以验证各继电器控制的逻辑顺序是否合理。

可选的，每个控制高压采集点4输出通断的继电器6都是通过pcb布线的方式连接到接插件上。

可选的，本实施例提供的bms高压功能测试工装还包括处理器，处理器用于控制继电器6。根据实际情况，处理器可以是bms中自带的控制器，如此，可以通过bms发出某路继电器6的开/关信号，从而控制相应的高压采集点4电压值vn进入对应需求的a/d通道，进而达到高压采集的功能。

在上述电池管理系统bms高压功能测试工装的基础上，本实施例中，还包括上位机，上位机与bms连接，bms将采集到和处理过的数据发送给上位机，上位机再通过屏幕将这些数据显示出来，由此来判断bms的各项功能是否正常。为了验证各继电器6控制的逻辑顺序是否合理，也可以通过上位机中的控制器控制继电器6的通断，根据实际需要，模拟不同的通断模式来测试继电器6控制的逻辑顺序是否合理。

本发明实施例提供一种bms高压功能测试工装，包括低压直流供电电源、选择开关、至少一个变换器、至少一个高压采集点和至少一个高压输出端口；选择开关用于择一性的连接电源和一个变换器，变换器用于将电源的低压直流电变换为高压直流电，变换器与高压采集点连接，高压采集点与高压输出端口连接，高压输出端口用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。通过采用实验室常用的低压直流供电电源变换为不同的高压来模拟电池组的pack电压，并通过高压输出端口与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。前端通过选择开关灵活控制输出的电压等级，后端的继电器可完全模拟实际电池包的各路接触器，设计使用的电源转换器件输出电流小，对测试人员的危害非常小，可灵活、方便地对高压采集和继电器控制功能进行验证。

实施例二

下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面将结合附图，对本发明的实施例进行进一步描述。

图3为本发明实施例二提供的bms高压功能测试工装的多路分支示意图，如图3所示，本实施例提供的一种电池管理系统bms高压功能测试工装，用于模拟电池组的pack电压，并与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。使得测试人员所接触的电压为实验室常用电压，避免对人体有电击的危险。

本实施例二提供的电池管理系统bms高压功能测试工装，包括12v直流供电电源1、选择开关2、两个变换器3和三个高压采集点4。

选择开关2用于择一性的连接电源1和一个变换器3，变换器3用于将电源1的12v低压直流电变换为高压直流电，变换器3与高压采集点4连接，高压采集点4与高压输出端口5连接，高压输出端口5用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。本实施例中低压直流供电电源1采用实验室常用的12v直流供电电源1。实验测试人员可直接在试验台进行高压测试，而不用在电池包现场进行高压采集的测试，输出的高压在测试过程中不会对人体有电击的危险；12v的直流供电电源1通过导线与一个选择开关的输入端连接，且该选择开关为一个独立的设备。

可选的，该选择开关为物理开关，本实施例中，该物理开关可以为多档位拨动式开关。

本实施例中，变换器3有两个，一个是将12v直流电压变换成250v的高压直流电，另一个是将12v直流电压变换成500v的高压直流电。

当物理开关为多档位拨动式开关时，上述两个不同的变换器3分别与该拨动式开关的两个输出端连接，需要选通某一个电压值对应的变换器3时，只要拨动该开关到相应的位置即可将12v低压直流供电电源1与指定的变换器3连接，从而可以获得相应的高压值250v或者500v。

为了清楚地对该测试工装的工作原理进行说明，本实施例中，物理开关选通的高压为500v。

本实施例中，高压采集点4为三个，三个高压采集点4从12v/500v变换器并行引出三路500v输出电压(如图3中的link+、sc+和fc+)，最后通过高压输出端口5与bms的高压采集模块的接线端口进行连接，用于测试在500v电压情况下bms的各项功能是否正常。

由于车载的高压系统上、下电环节是由控制继电器实现关断与闭合操作的，因此，该测试工装还包括三个继电器6，三个继电器6与高压采集点4一一对应，用于控制高压采集点4的输出的通断状态。

可选的，每个控制高压点输出通断的继电器6都通过pcb布线的方式连接到接插件，后端再与外部bms系统连接。本实施例中，接插件为relay控制端口，relay控制端口是指高压测量工装上的继电器线圈控制端口，该端口需要通过线束与外部bms系统进行信号连接。

本实施例中，用于控制继电器6的处理器是bms中自带的控制器，如此，可以通过bms发出某路继电器6的开/关信号，从而控制相应的高压采集点4采集电压，例如500v进入对应需求的a/d通道，进而达到高压采集的功能。具体的，bms控制测试工装上的继电器吸合，吸合后即可在高压端口上输出对应的高压检测点。比如图3中，当控制fc+前端继电器吸合后，那么后端即可通过高压输出端口输出该点的高压到bms中。

本发明实施例提供一种bms高压功能测试工装，包括低压直流供电电源、选择开关、至少一个变换器、至少一个高压采集点和至少一个高压输出端口；选择开关用于择一性的连接电源和一个变换器，变换器用于将电源的低压直流电变换为高压直流电，变换器与高压采集点连接，高压采集点与高压输出端口连接，高压输出端口用于输出高压直流电到bms的高压采集模块中。通过采用实验室常用的低压直流供电电源变换为不同的高压来模拟电池组的pack电压，并通过高压输出端口与bms的高压采集模块连接，来测试bms的高压功能。前端通过选择开关灵活控制输出的电压等级，后端的继电器可完全模拟实际电池包的各路接触器，设计使用的电源转换器件输出电流小，对测试人员的危害非常小，可灵活、方便地对高压采集和继电器控制功能进行验证。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。