本实用新型涉及新能源技术领域，具体来说，涉及一种测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统。
背景技术：
新能源汽车的发展前景广阔，必然会成为未来世界的主要交通出行工具。新能源汽车被广泛认为是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，随着新能源汽车的技术提高，市场普及和快速发展，对其关键零部件的产品性能、可靠性、安全性也提出越来越高的要求。动力电池和电池管理系统作为新能源电动汽车核心部件，负责汽车的能量供给和蓄存，影响着电动汽车的性能，寿命和安全。尤其是电池管理系统（一般采用分布式的结构，由一个主控板和多个从控板构成）控制着动力电池的复杂的充放电过程，担负着对动力电池的各种异常状态的检测和应对处理，对于保证动力电池安全、高效运行起着决定性作用。因此，在装车前对整个电池管理系统进行全面的功能测试是非常有必要的。
目前对新能源电动汽车电池管理系统的实验室测试主要是硬件在环设备和电池模拟台架来模拟全部电池单体的电流、电压、温度等信号，并将它们分别接入电池管理系统主控板和全部从控板。这种方法造价昂贵，电池模拟台架的高压会对操作人员的安全造成威胁。
技术实现要素：
针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统，所述电池管理系统的主控板和从控板通过第二内部CAN连接，所述主控板连接有标定测量设备和硬件在回路仿真单元，所述的电池管理系统连接有电池模拟台架，所述电池模拟台架和所述电池管理系统均与所述硬件在回路仿真单元连接，所述的硬件在回路仿真单元连接有测试PC上位机，所述的测试PC上位机与所述标定测量设备连接。
进一步的，所述的硬件在回路仿真单元包括程控电源、总线通信板卡、数模转换调理板卡、模数转换板卡、PWM及数字I/O板卡、温度仿真板卡、故障模拟仿真板卡、虚拟仿真模型和实时控制下位机。
进一步的，所述虚拟仿真模型包括整车模型、电机模型、交流充电机模型、直流充电机模型、电池模型和从控板模型，所述整车模型包括驾驶员模型、车辆动力学模型和环境模型。
进一步的，所述电池模拟台架配有故障注入模块和/或电流检测单元。
进一步的，所述的主控板通过导线与所述标定测量设备连接，通过整车CAN与所述硬件在回路仿真单元连接。
进一步的，所述的电池管理系统通过导线与所述电池模拟台架连接，所述电池管理系统通过第一内部CAN与所述硬件在回路仿真单元连接。
进一步的，所述的电池模拟台架包括供电模块，所述的供电模块连接有电池单体和信息采集模块。
进一步的，所述电池模拟台架通过机柜通讯CAN与所述硬件在回路仿真单元连接。
进一步的，所述的硬件在回路仿真单元通过网线与所述测试PC上位机连接。
进一步的，所述的测试PC上位机通过USB线与所述标定测量设备连接。
本实用新型的有益效果：本实用新型可以对新能源纯电动汽车电池管理系统的主控板和从控板进行较为全面的测试，包括正常系的各种工况功能测试和异常系的功能测试，采用了小容量的电池模拟台架仅模拟一块从控板所负责采集的电池单体的电压、温度信号，大大降低了整套设备的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例所述的测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统的结构框图；
图中：1、标定测量设备；2、电池管理系统；3、主控板；4、从控板；5、供电模块；6、硬件在回路仿真单元；7、程控电源；8、总线通信板卡；9、数模转换调理板卡；10、模数转换板卡；11、PWM及数字I/O板卡；12、测试PC上位机；13、温度仿真板卡；14、故障模拟仿真板卡；15、虚拟仿真模型；16、实时控制下位机；17、第一内部CAN；18、机柜通讯CAN；19、第二内部CAN；20、电池单体；21、电池模拟台架；22、信息采集模块； 23、整车CAN。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，根据本实用新型实施例所述的一种测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统，所述电池管理系统2的主控板3和从控板4通过第二内部CAN19连接，所述主控板3连接有标定测量设备1和硬件在回路仿真单元6，所述的电池管理系统2连接有电池模拟台架21，所述电池模拟台架21和所述电池管理系统2均与所述硬件在回路仿真单元6连接，所述的硬件在回路仿真单元6连接有测试PC上位机12，所述的测试PC上位机12与所述标定测量设备1连接。
在一具体实施例中，所述的硬件在回路仿真单元6包括程控电源7、总线通信板卡8、数模转换调理板卡9、模数转换板卡10、PWM及数字I/O板卡11、温度仿真板卡13、故障模拟仿真板卡14、虚拟仿真模型15和实时控制下位机16。
在一具体实施例中，所述虚拟仿真模型15包括整车模型、电机模型、交流充电机模型、直流充电机模型、电池模型和从控板模型，所述整车模型包括驾驶员模型、车辆动力学模型和环境模型。
在一具体实施例中，所述电池模拟台架21配有故障注入模块和/或电流检测单元。
在一具体实施例中，所述的主控板3通过导线与所述标定测量设备1连接，通过整车CAN23与所述硬件在回路仿真单元6连接。
在一具体实施例中，所述的电池管理系统2通过导线与所述电池模拟台架21连接，所述电池管理系统2通过第一内部CAN17与所述硬件在回路仿真单元6连接。
在一具体实施例中，所述的电池模拟台架21包括供电模块5，所述的供电模块5连接有电池单体20和信息采集模块22。
在一具体实施例中，所述电池模拟台架21通过机柜通讯CAN18与所述硬件在回路仿真单元6连接。
在一具体实施例中，所述的硬件在回路仿真单元6通过网线与所述测试PC上位机12连接。
在一具体实施例中，所述的测试PC上位机12通过USB线与所述标定测量设备1连接。
为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。
根据本实用新型所述的一种测试电池管理系统主、从控板的硬件在回路仿真系统，包括标定测量设备1、电池管理系统2、电池模拟台架21、硬件在回路仿真单元6和测试PC上位机12，所述电池管理系统2包括主控板3和从控板4，所述主控板3通过内部CAN17与从控板4连接，所述主控板3通过导线与标定测量设备1连接，所述主控板3通过导线与硬件在回路仿真单元6连接，所述电池管理系统2通过导线与电池模拟台架21连接，所述电池管理系统2通过内部CAN17与硬件在回路仿真单元6连接，所述电池模拟台架21通过机柜通讯CAN18与硬件在回路仿真单元6连接，硬件在回路仿真单元6通过网线与测试PC上位机12连接，测试PC上位机12通过USB线与标定测量设备1连接，所述电池模拟台架21模拟一块从控板4负责的电池单体的电压和温度，所述硬件在回路仿真单元6模拟替代的电池单体和从控板19；所述硬件在回路仿真单元6包括程控电源7、总线通信板卡8、数模转换调理板卡9、模数转换板卡10、PWM及数字I/O板卡11、温度仿真板卡13、故障模拟仿真板卡14、虚拟仿真模型15和实时控制下位机16；所述硬件在回路仿真单元6通过运行加载在实时控制下位机16中的虚拟仿真模型15来模拟所述替代的电池单体和从控板19，虚拟仿真模型15中的电信号，温度信号，故障信号，模数转换和数模转换等通过程控电源7、总线通信板卡8、数模转换调理板卡9、模数转换板卡10、PWM及数字I/O板卡11、温度仿真板卡13、故障模拟仿真板卡14添加；所述虚拟仿真模型15包括整车模型、电机模型、交流充电机模型、直流充电机模型、电池模型和从控板模型，所述整车模型包括驾驶员模型、车辆动力学模型和环境模型；所述电池模拟台架21配有故障注入模块，所述故障注入模块模拟短路、线缆漏电和电池极性接反故障；所述电池模拟台架21配有电流检测单元，所述电流检测单元检测均衡电流和漏电流。
具体使用时，测试PC上位机12通过网线与硬件在回路仿真单元6相连，以TCP/IP协议与其通信；硬件在回路仿真单元6与电池模拟台架21通过机柜通讯CAN 18相连，以CAN协议通讯；电池管理系统2的主控板3与从控板4之间以CAN线相连，以内部CAN协议通讯；以仿真模型替代的电池单体和从控板19与BMS主控板3之间通过BMS内部CAN 17通讯；标定测量设备1与测试PC上位机12通过USB相连；标定测量设备1与电池管理系统2之间采用标准的CCP通讯协议，可实时读写电池管理系统主控单元控制器内部的数据并将这些数据用于控制回环或观测。
电池管理系统2是由主控板3和一块从控板4构成，是真实的控制器硬件，它通过线束连入硬件在回路仿真单元6和电池模拟台架21，电池管理系统主控板3和从控板4之间是通过BMS内部CAN 17通讯，从控板4将采集到的温度、电压报文发给主控板3，主控板3将均衡信息发回给从控板4来处理。
电池模拟台架21用来高精度地模拟仅满足一块从控板所负责的电池单体的电压和温度，每一个单体电池都配有一个电负载，可以模拟主动和被动的负载均衡功能；电池模拟台架21模拟的电压和温度信号通过线束接至电池管理系统的一块从控板4。
硬件在回路仿真单元6的组件一方面是用来对电池管理系统主控板单元的输出的主正继电器等驱动信号进行采集，之后将这些信息传递给虚拟仿真模型15。另一方面，依据虚拟仿真模型15中的控制策略，虚拟仿真模型15的输出反馈信号及电流、电压传感器的采集信号，充电机的激活和连接确认等信号经数模转换再回馈给电池管理系统主控单元，完成整个控制的回环。
虚拟仿真模型15与在硬件回路仿真系统6协同工作，将电信号和总线信号发送给电池管理系统主控板3和从控板4，同时测量电池管理系统2输出的电信号和总线信号，并将结果传递给下位机中的虚拟仿真模型15继续处理，依据虚拟仿真模型15中的控制策略，虚拟仿真模型15的输出经数模转换再回馈给电池管理系统，完成整个控制的回环，为整个电池管理系统提供了车辆的各种运行工况，可以完整地对电池管理系统主控单元正常系的功能测试(控制策略实现)。
硬件在回路仿真单元6的组件故障模拟仿真板卡14可以用来模拟多种主控单元的常见故障，包括信号的开路，短路及虚接，电池模拟台架21可模拟电池单体的短路，线缆漏电，反接等故障，另辅以该系统提供的多种制造故障的方式，如CAN信号手工设定值发送故障值，在虚拟仿真模型15中手工设定主控单元回馈信号故障行为，可完成对整个电池管理系统的异常系的功能测试（故障诊断和故障处理）。
测试PC上位机12上运行着工程管理、测试管理和自动化执行的相关软件，提供给人机接口给用户。由于采用了小容量的电池模拟台架21仅模拟一块从控板所负责采集的电池单体的电压、温度信号，使得整套测试设备的成本降低大概150-180万元人民币。
综上所述，本实用新型可以对新能源纯电动汽车电池管理系统的主控板和从控板进行较为全面的测试，包括正常系的各种工况功能测试和异常系的功能测试，采用了小容量的电池模拟台架仅模拟一块从控板所负责采集的电池单体的电压、温度信号，大大降低了整套设备的成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。