CN108548968A - 电池管理***的性能测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池管理***的性能测试装置，包括有PC上位机、多通道电池模拟器、高压恒压源以及测控平台；测控平台与PC上位机之间实现数据交互，测控平台与电池管理单元BMU数据交互；多通道电池模拟器通过LAN与PC上位机通信连接，多通道电池模拟器的单体电池电压信号输出端与电池检测单元CSC的单体电池电压信号输入端连接，多通道电池模拟器的电流信号输出端与电池管理单元BMU的电流信号输入端连接；高压恒压源与PC上位机通信连接，高压恒压源的电池总电压信号输出端与电池管理单元BMU的总电压信号输入端连接。本发明还提供了性能测试方法。本发明能够针对不同串数的电池管理***的性能进行全方位地测试，减少了测试辅助设备，降低了测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理***技术领域，具体涉及电池管理***的性能测试装置及测试方法。
背景技术
电池管理***（简称为“BMS”）是新能源汽车的关键部件，能够对新能源汽车的储能***—动力电池的状态进行实时监控和管理，防止安全事故发生。为了保证电池管理***在新能源汽车有效运行，有必要在电池管理***出厂之前对其进行检验，提升电池管理***运行的稳定性和可靠性。目前，虽然国家工信部针对电池管理***已出台相关检验标准，该检验标准就电池管理***提出了具体的技术要求和检验方法，但是，由于国内电池管理***产品型号众多，产品功能多种多样，产品性能参差不齐，因此并没有形成与上述检验标准相对应的统一的电池管理***检测装置。
目前，现有电池管理***检测装置包括主控电脑，主控电脑通过CAN通信与电池组、继电器、总电压采集霍尔传感器、总电流采集分流器以及负载等各种辅助测试设备连接，从而通过建立电池管理***的实际工作环境，模拟电池管理***的实际工作状态，达到检测电池管理***的工作性能的目的。通过上述方法对电池管理***进行性能检测，存在以下缺点：在测试连接方面，针对不同串数的电池管理***，不方便与各种辅助测试设备连接，同时测试程序繁杂，测试时间成本和测试设备成本较高；在测试精度方面，不能兼容多种电池电压采集精度和多种充放电电流采集精度的测试；同时，也不能全方位地对电池管理***的性能进行测试。
发明内容
本发明提供了电池管理***的性能测试装置及测试方法，能够针对不同串数的电池管理***的性能进行全方位地测试，减少了测试辅助设备，降低了测试成本；而测试设备连接则更为简单，能够针对不同串数的电池管理***，可以很方便地改变连接。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种电池管理***的性能测试装置，电池管理***包括有待测的电池管理单元BMU和与电池管理单元BMU通过CAN通信连接的待测的电池检测单元CSC，性能测试装置包括有PC上位机、多通道电池模拟器、高压恒压源以及测控平台；
测控平台与PC上位机之间通过RS485-LAN通信接口转换器实现数据交互，测控平台与电池管理单元BMU之间通过CAN通信或RS485通信实现数据交互；
多通道电池模拟器通过LAN与PC上位机通信连接，多通道电池模拟器的单体电池电压信号输出端与电池检测单元CSC的单体电池电压信号输入端连接，多通道电池模拟器的电流信号输出端与电池管理单元BMU的电流信号输入端连接；其中，多通道电池模拟器输出的电压稳定、回读精度高且支持程控。
高压恒压源通过RS485-LAN通信接口转换器与PC上位机通信连接，高压恒压源的电池总电压信号输出端与电池管理单元BMU的总电压信号输入端连接。
测控平台上设置有功能检测输入输出模块、绝缘电阻模拟器以及温度模拟器，温度模拟器的温度信号输出端与电池管理单元BMU的温度信号输入端连接，绝缘电阻模拟器的电阻信号输出端与电池管理单元BMU的电池总电压信号输入端连接。
功能检测输入输出模块（简称为“I/O模块”）的CC信号（即交流充电连接确认信号）输出端与电池管理单元BMU的CC信号输入端连接，功能检测输入输出模块的CP信号（即交流充电控制确认信号）输出端与电池管理单元BMU的CP信号输入端连接，功能检测输入输出模块的主负继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主负继电器控制信号输出端连接，功能检测输入输出模块的充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的充电继电器控制信号输出端连接；
功能检测输入输出模块的CC2信号（即直流充电连接确认信号）输出端与电池管理单元BMU的CC2信号输入端连接，功能检测输入输出模块的直流充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的直流充电继电器控制信号输出端连接；
功能检测输入输出模块的ON信号（即车辆点火信号）输出端与电池管理单元BMU的ON信号输入端连接，功能检测输入输出模块的主正继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主正继电器控制信号输出端连接，功能检测输入输出模块的预充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的预充电继电器控制信号输出端连接。
本发明还提供了一种电池管理***的性能测试，该测试方法包括有电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法、电池总电压采集精度的检测方法、电流采集精度的检测方法、温度采集精度的检测方法以及绝缘电阻的检测方法；
（1）电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法，包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的单体电池电压参数仿真值V1和参数误差区间{V,V′}，并向多通道电池模拟器发送单体电池电压输出指令；多通道电池模拟器接收指令后，以单体电池电压参数仿真值V1作为电压输出值，向电池检测单元CSC输出电压信号；
电池检测单元CSC采集电压并获得电压值V2后，将电压值V2依次通过电池管理单元BMU、测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将单体电池电压参数仿真值V1与接收到的电压值V2进行比对，计算差值ΔV= ︱V1- V2︱，若ΔV＜V′且ΔV＞V，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（2）电池管理***的电池总电压采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池总电压参数仿真值V3和总电压采集误差值，并向高压恒压源发送电池总电压输出指令；高压恒压源接收指令后，以电池总电压参数仿真值V3作为总电压输出值，向电池管理单元BMU输出电压信号；
电池管理单元BMU采集并获得总电压值V4后，将总电压值V4通过测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将电池总电压参数仿真值V3与总电压值V4进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（3）电池管理***的温度采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的温度参数仿真值T1和温度参数误差区间{T,T′}，根据该温度参数仿真值T1获取出对应的电阻值R1，并将该电阻值R1作为温度模拟器输出的电阻值，然后控制温度模拟器调节自身电阻值为R1；
电池检测单元CSC采集并计算获得温度模拟器的电阻值R1′，根据电阻值R1′获取对应的温度值T2，将温度值T2作为温度采集值并通过电池管理单元BMU、测控平台上传至PC上位机；
PC上位机将温度参数仿真值T1与接收到的温度采集值T2进行比对，计算差值ΔT = ︱T1- T2︱，若ΔT＜T′且ΔT＞T，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（4）电池管理***的电流采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的电流采集误差绝对值和电流霍尔传感器的放大倍数n，并向多通道电池模拟器总电流模拟通道发送单体电池电压输出指令；多通道电池模拟器接收指令后，向电池管理单元BMU的总电流采集端输出电压信号,并将电压输出值V5传送至PC上位机；PC上位机获取电压输出值V5后,计算获得通过多通道电池模拟器模拟输出的电流值，其中，V5为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数；
电池管理单元BMU采集并获得电压值V6后，计算获得输出电流值I2并将输出电流值I2传送至PC上位机；
PC上位机将多通道电池模拟器模拟输出的电流值与BMU采集到的电流值I2进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（5）电池管理***的绝缘电阻采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的绝缘电阻采集误差值后，控制绝缘电阻模拟器输出电阻，其阻值为阻值；
电池管理单元BMU采集绝缘电阻模拟器的电阻值后，将电阻值通过测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将绝缘电阻模拟器的输出电阻值与采集的电阻值进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
进一步地，检测方法还包括电池管理***的交流充电功能测试方法、直流充电功能测试方法及车辆启动控制流程测试方法；
（1）交流充电功能测试方法包括：
PC上位机控制测控平台分别通过CC信号输出端和CP信号输出端，向电池管理单元BMU输出CC信号和CP信号，电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和充电继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
（2）直流充电功能测试方法包括：
PC上位机控制测控平台通过CC2信号输出端口，向电池管理单元BMU输出CC2信号，电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和直流充电继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和直流充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
（3）车辆启动控制流程测试方法包括：
PC上位机控制测控平台分别通过ON信号输出端，向电池管理单元BMU输出ON信号，电池管理单元BMU接收并开启预充电继电器和主正继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的预充电继电器和主正继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格。
进一步地，测试方法还包括电池管理***的单体电池电压故障诊断的测试方法、电池总电压故障诊断的测试方法、电池温度故障诊断的测试方法、过流故障诊断的测试方法和绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法；
（1）单体电池电压故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制多通道电池模拟器输出单体电池电压，其电压值大于电池管理***预设的单体电池过压告警阈值或小于电池管理***预设的单体电池欠压告警阈值；电池检测单元检测并将单体电池电压检测值发送至电池管理单元，电池管理单元根据单体电压检测值，发送单体电池电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收单体电池电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收单体电池电压非告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测不合格；
（2）电池总电压故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制高压恒压源输出总电压，其总电压值大于电池管理***预设的总电压过压告警阈值或小于电池管理***预设的电池总电压欠压告警阈值；电池管理单元检测并将根据检测获取的电池总电压检测值，通过测控平台发送电池总电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收电池总电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收电池总电压非告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测不合格；
（3）电池温度故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制温度模拟器模拟输出温度，其温度值大于电池管理***预设的温度高告警阈值或小于电池管理***预设的温度低告警阈值；电池检测单元检测并将温度检测值发送至电池管理单元，电池管理单元根据温度检测值，发送温度告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收的是温度告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测合格，若PC上位机接收温度非告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测不合格；
（4）过流故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制多通道电池模拟器利用其中的电流测试通道输出电压，其输出电压值为, 通过多通道电池模拟器的电流值，其中，V6为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数，电流值大于电池管理***预设的过流告警阈值；电池管理单元检测并根据电流检测值，发送电流过流的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收电流过流的故障告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测合格，若PC上位机接收电流非告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测不合格；
（5）绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制绝缘电阻模拟器模拟输出电阻，其电阻值小于电池管理***预设的绝缘电阻薄弱告警阈值；电池管理单元对绝缘电阻模拟器进行电阻采集后，根据采集的电阻值，发送绝缘电阻薄弱的告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收的是绝缘电阻薄弱的告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测合格，若PC上位机接收绝缘电阻的非告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测不合格。
本发明的原理及有益效果：
本发明通过将测控平台分别与PC上位机和电池管理单元BMU通过CAN通信或RS485通信实现数据交互，以及通过多通道电池模拟器通过LAN与PC上位机通信连接，多通道电池模拟器的单体电池电压信号输出端与电池检测单元CSC的单体电池电压信号输入端连接，电流模拟输出端与电池管理单元BMU的电流信号输入端连接，以及通过高压恒压源通过RS485-LAN通信接口转换器与PC上位机通信连接，高压恒压源的电池总电压信号输出端与电池管理单元BMU的总电压信号输入端连接，以及通过温度模拟器的温度检测信号输出端与电池管理单元BMU的温度检测信号输入端连接，绝缘电阻模拟器的绝缘电阻检测信号输出端与电池管理单元BMU的电池总电压信号检测输入端连接，不仅能够实现对电池管理***的单体电池电压采集精度、电池总电压采集精度、电流采集精度、温度采集精度和绝缘电阻采集精度进行测试，而且还能够实现对电池管理***的单体电池过压故障诊断、单体电池欠压故障诊断、电池总电压欠压故障诊断、过温故障诊断、过流故障诊断、绝缘电阻薄弱故障诊断进行测试，同时，不再需要继电器、电池组和充放电设备，减少了测试辅助设备，降低了测试成本；而测试设备连接则更为简单，能够针对不同串数的电池管理***，可以很方便地改变连接。
本发明中，电池模拟器包括多通道电池模拟器、高压恒压源、温度模拟器、绝缘电阻模拟器，电池状态参数包括单体电池电压、电池总电压、电流、温度和绝缘电阻；本发明通过将电池模拟器分别与PC上位机、电池管理***通信连接，PC上位机控制等电池模拟器模拟输出电池状态参数值，建立电池仿真模型。
电池状态参数精度测试过程中，电池管理***将电池状态参数检测值上传至PC上位机，PC上位机计算出电池管理***的电池状态参数采集误差，并根据电池状态参数采集精度要求（即精度采集误差值），判断电池管理***的电池状态参数采集精度是否合格；由于多通道电池模拟器可调节输出电压的范围为0~6V以及可调节输出电流的范围为0~1A，而且都能通过PC上位机控制输出，因此本发明所述的性能测试装置能够兼容电池管理***中多种电池电压采集精度的测试以及多种充放电电流采集精度的测试。
故障诊断测试过程中，PC上位机设置电池模拟器的电池状态参数输出值，该电池状态参数输出值处于电池状态参数告警区间，PC上位机根据是否接收到来自于电池管理***的告警信号，来判断电池管理***的故障诊断测试是否合格；由于多通道电池模拟器的电压输出稳定、回读精度高以及可通过PC上位机控制，因此上位机可以输入电池状态参数来完成单体电压采集精度、电流采集精度、温度检测和绝缘电阻检测，过压、过流绝缘电阻薄弱等故障检测以及开关信号检测，测试全程自动化，大幅度减少了测试过程的时间。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例所述电池管理***的性能测试装置的示意图；
图2是本发明实施例所述电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法的流程图；
图3是本发明实施例所述电池管理***的电池总电压采集精度的检测方法的流程图；
图4是本发明实施例所述电池管理***的温度采集精度的检测方法的流程图；
图5是本发明实施例所述电池管理***的电流采集精度的检测方法的流程图；
图6是本发明实施例所述电池管理***的绝缘电阻采集精度的检测方法的流程图；
图7是本发明实施例所述电池管理***的交流充电功能测试方法的流程图；
图8是本发明实施例所述直流充电功能测试方法的流程图；
图9是本发明实施例所述车辆启动控制流程测试方法的流程图；
图10是本发明实施例所述电池管理***的单体电池电压故障诊断的测试方法的流程图；
图11是本发明实施例所述电池管理***的电池总电压故障诊断的测试方法的流程图；
图12是本发明实施例所述电池管理***的电池温度故障诊断的测试方法的流程图；
图13是本发明实施例所述电池管理***的过流故障诊断的测试方法的流程图；
图14是本发明实施例所述电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，如附图1所示，一种电池管理***的性能测试装置，其中，电池管理***包括有待测的电池管理单元BMU和电池检测单元CSC，电池管理单元BMU通过CAN通信与电池检测单元CSC连接；而性能测试装置则包括有PC上位机、多通道电池模拟器、高压恒压源以及测控平台。
该测控平台与PC上位机之间通过RS485-LAN通信接口转换器实现数据交互，测控平台与电池管理单元BMU之间通过CAN通信或RS485通信实现数据交互；多通道电池模拟器通过LAN与PC上位机通信连接，其单体电池电压信号输出端与电池检测单元CSC的单体电池电压信号输入端连接，其电流信号输出端与电池管理单元BMU的电流信号输入端连接；高压恒压源通过RS485-LAN通信接口转换器与PC上位机通信连接，其电池总电压信号输出端与电池管理单元BMU的总电压信号输入端连接。
测控平台上设置有功能检测输入输出模块、绝缘电阻模拟器以及温度模拟器，温度模拟器的温度信号输出端与电池管理单元BMU的温度信号输入端连接，绝缘电阻模拟器的电阻信号输出端与电池管理单元BMU的电池总电压信号输入端连接。
在功能检测输入输出模块上，其CC信号输出端与电池管理单元BMU的CC信号输入端连接，其CP信号输出端与电池管理单元BMU的CP信号输入端连接，其主负继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主负继电器控制信号输出端连接，其充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的充电继电器控制信号输出端连接；其CC2信号输出端与电池管理单元BMU的CC2信号输入端连接，其直流充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的直流充电继电器控制信号输出端连接；其ON信号输出端与电池管理单元BMU的ON信号输入端连接，其主正继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主正继电器控制信号输出端连接，其预充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的预充电继电器控制信号输出端连接。
本发明实施例通过将测控平台分别与PC上位机、电池管理单元BMU之间实现数据交互，将多通道电池模拟器分别与PC上位机、电池管理单元BMU、电池检测单元CSC通信连接，将高压恒压源分别与PC上位机、电池管理单元BMU通信连接，从而替代并减少使用电池组、继电器、总电压采集霍尔传感器和总电流采集分流器等辅助设备，解决了针对不同串数的电池管理***连接不方便以及存在的测试过程繁杂、测试时间成本和测试设备成本较高的问题。
本发明实施例提供了一种电池管理***的性能测试装置的测试方法，该测试方法包括有电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法、电池总电压采集精度的检测方法、电流采集精度的检测方法、温度采集精度的检测方法、绝缘电阻的检测方法、电池管理***的交流充电功能测试方法、直流充电功能测试方法、车辆启动控制流程测试方法、电池管理***的单体电池电压故障诊断的测试方法、电池总电压故障诊断的测试方法、电池温度故障诊断的测试方法、过流故障诊断的测试方法和绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法。
如附图2所示，电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法，包括：
S101：PC上位机接收测试用户输入的电池组的单体电池电压参数仿真值V1和参数误差区间{V,V′}，并向多通道电池模拟器发送单体电池电压输出指令；
S102：多通道电池模拟器接收指令后，以单体电池电压参数仿真值V1作为电压输出值，向电池检测单元CSC输出电压信号；
S103：电池检测单元CSC采集电压并获得电压值V2后，将电压值V2依次通过电池管理单元BMU、测控平台传送至PC上位机；
S104：PC上位机将单体电池电压参数仿真值V1与接收到的电压值V2进行比对，计算差值ΔV = ︱V1- V2︱，若ΔV＜V′且ΔV＞V，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格。
如附图3所示，电池管理***的电池总电压采集精度的检测方法,包括：
S201：PC上位机接收测试用户输入的电池总电压参数仿真值V3和总电压采集误差值，并向高压恒压源发送电池总电压输出指令；
S202：高压恒压源接收指令后，以电池总电压参数仿真值V3作为总电压输出值，向电池管理单元BMU输出电压信号；
S203：电池管理单元BMU采集并获得总电压值V4后，将总电压值V4通过测控平台传送至PC上位机；
S204：PC上位机将电池总电压参数仿真值V3与总电压值V4进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
如附图4所示，电池管理***的温度采集精度的检测方法,包括：
S301：PC上位机接收测试用户输入的电池组的温度参数仿真值T1和温度参数误差区间{T,T′}，根据该温度参数仿真值T1获取出对应的电阻值R1，将该电阻值R1作为温度模拟器输出的电阻值，然后控制温度模拟器调节自身电阻值为R1；
S302：电池检测单元CSC采集并计算获得温度模拟器的电阻值R1′，根据电阻值R1′获取对应的温度值T2，将温度值T2作为温度采集值并通过电池管理单元BMU、测控平台上传至PC上位机；
S303：PC上位机将温度参数仿真值T1与接收到的温度采集值T2进行比对，计算差值ΔT= ︱T1- T2︱，若ΔT＜T′且ΔT＞T，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格。
如附图5所示，电池管理***的电流采集精度的检测方法,包括：
S401：PC上位机接收测试用户输入的电池组的电流采集误差绝对值和电流霍尔传感器的放大倍数n，并向多通道电池模拟器总电流模拟通道发送单体电池电压输出指令；
S402：多通道电池模拟器接收指令后，向电池管理单元BMU的总电流采集端输出电压信号,并将电压输出值V5传送至PC上位机；
S403：PC上位机获取电压输出值V5后,计算获得通过多通道电池模拟器模拟输出的电流值，其中，V5为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数；
S404：电池管理单元BMU采集并获得电压值V6后，计算获得输出电流值I2并将输出电流值I2传送至PC上位机；
S405：PC上位机将多通道电池模拟器模拟输出的电流值与BMU采集到的电流值I2进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格。
如附图6所示，电池管理***的绝缘电阻采集精度的检测方法,包括：
S501：PC上位机接收测试用户输入的绝缘电阻采集误差值后，控制绝缘电阻模拟器输出电阻，其阻值为阻值；
S502：电池管理单元BMU采集绝缘电阻模拟器的电阻值后，将电阻值通过测控平台传送至PC上位机；
S503：PC上位机将绝缘电阻模拟器的输出电阻值与采集的电阻值进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格。
如附图7所示，电池管理***的交流充电功能测试方法，包括：
S601：PC上位机控制测控平台分别通过CC信号输出端和CP信号输出端，向电池管理单元BMU输出CC信号和CP信号；
S602：电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和充电继电器；
S603：PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
如附图8所示，直流充电功能测试方法包括：
S701：PC上位机控制测控平台通过CC2信号输出端口，向电池管理单元BMU输出CC2信号；
S702：电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和直流充电继电器；
S703：PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和直流充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
如附图9所示，车辆启动控制流程测试方法包括：
S801：PC上位机控制测控平台分别通过ON信号输出端，向电池管理单元BMU输出ON信号；
S802：电池管理单元BMU接收并开启预充电继电器和主正继电器；
S803：PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的预充电继电器和主正继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格。
如附图10所示，电池管理***的单体电池电压故障诊断的测试方法，包括：
S901：PC上位机控制多通道电池模拟器输出单体电池电压，其电压值大于电池管理***预设的单体电池过压告警阈值或小于电池管理***预设的单体电池欠压告警阈值；
S902：电池检测单元CSC检测并将单体电池电压检测值发送至电池管理单元BMU；
S903：电池管理单元BMU根据单体电压检测值，发送单体电池电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；
S904：若PC上位机接收单体电池电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收单体电池电压非告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测不合格。
如附图11所示，电池管理***的电池总电压故障诊断的测试方法，包括：
S1001：PC上位机控制高压恒压源输出总电压，其总电压值大于电池管理***预设的总电压过压告警阈值或小于电池管理***预设的电池总电压欠压告警阈值；
S1002：电池管理单元检测并将根据检测获取的电池总电压检测值，通过测控平台发送电池总电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；
S1003：若PC上位机接收电池总电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收电池总电压非告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测不合格。
如附图12所示，电池管理***的电池温度故障诊断的测试方法，包括：
S1101：PC上位机控制温度模拟器模拟输出温度，其温度值大于电池管理***预设的温度高告警阈值或小于电池管理***预设的温度低告警阈值；
S1102：电池检测单元检测并将温度检测值发送至电池管理单元；
S1103：电池管理单元根据温度检测值，发送温度告警信号或非告警信号至PC上位机；
S1104：若PC上位机接收的是温度告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测合格，若PC上位机接收温度非告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测不合格。
如附图13所示，电池管理***的过流故障诊断的测试方法，包括：
S1201：PC上位机控制多通道电池模拟器利用其中的电流测试通道输出电压，其输出电压值为, 通过多通道电池模拟器模拟输出的电流值，其中，V6为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数，电流值大于电池管理***预设的过流告警阈值；
S1202：电池管理单元检测并根据电流检测值，发送电流过流的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；
S1203：若PC上位机接收电流过流的故障告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测合格，若PC上位机接收电流非告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测不合格。
如附图14所示，电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法，包括：
S1301：PC上位机控制绝缘电阻模拟器模拟输出电阻，其电阻值小于电池管理***预设的绝缘电阻薄弱告警阈值；
S1302：电池管理单元对绝缘电阻模拟器进行电阻采集后，根据采集的电阻值，发送绝缘电阻薄弱的告警信号或非告警信号至PC上位机；
S1303：若PC上位机接收的是绝缘电阻薄弱的告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测合格，若PC上位机接收绝缘电阻的非告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测不合格。
本发明实施例能够对电池管理***的单体电池电压采集精度、电池总电压采集精度、电流采集精度、温度采集精度、绝缘电阻、交流充电功能、直流充电功能、车辆启动控制流程、单体电池电压故障诊断、电池总电压故障诊断、电池温度故障诊断、过流故障诊断和绝缘电阻薄弱故障诊断进行全方位的性能测试，测试全程自动化并大幅度地减少了测试时间，解决了不能兼容多种电池电压采集精度和多种充放电电流采集精度的测试的问题。
Claims (6)
1.电池管理***的性能测试装置，所述电池管理***包括有待测的电池管理单元BMU和与电池管理单元BMU通过CAN通信连接的待测的电池检测单元CSC，其特征在于：
所述性能测试装置包括有PC上位机、多通道电池模拟器、高压恒压源以及测控平台；
所述测控平台与PC上位机之间通过RS485-LAN通信接口转换器实现数据交互，所述测控平台与电池管理单元BMU之间通过CAN通信或RS485通信实现数据交互；
所述多通道电池模拟器通过LAN与PC上位机通信连接，所述多通道电池模拟器的单体电池电压信号输出端与电池检测单元CSC的单体电池电压信号输入端连接，所述多通道电池模拟器的电流信号输出端与电池管理单元BMU的电流信号输入端连接；
所述高压恒压源通过RS485-LAN通信接口转换器与PC上位机通信连接，所述高压恒压源的电池总电压信号输出端与电池管理单元BMU的总电压信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的电池管理***的性能测试装置，其特征在于：所述测控平台上设置有功能检测输入输出模块、绝缘电阻模拟器以及温度模拟器，所述温度模拟器的温度信号输出端与电池管理单元BMU的温度信号输入端连接，绝缘电阻模拟器的电阻信号输出端与电池管理单元BMU的电池总电压信号输入端连接。
3.如权利要求2所述的电池管理***的性能测试装置，其特征在于：
所述功能检测输入输出模块的CC信号输出端与电池管理单元BMU的CC信号输入端连接，所述功能检测输入输出模块的CP信号输出端与电池管理单元BMU的CP信号输入端连接，所述功能检测输入输出模块的主负继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主负继电器控制信号输出端连接，所述功能检测输入输出模块的充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的充电继电器控制信号输出端连接；
所述功能检测输入输出模块的CC2信号输出端与电池管理单元BMU的CC2信号输入端连接，所述功能检测输入输出模块的直流充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的直流充电继电器控制信号输出端连接；
所述功能检测输入输出模块的ON信号输出端与电池管理单元BMU的ON信号输入端连接，所述功能检测输入输出模块的主正继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的主正继电器控制信号输出端连接，所述功能检测输入输出模块的预充电继电器控制信号检测端与电池管理单元BMU的预充电继电器控制信号输出端连接。
4.应用权利要求1至权利要求3所述的电池管理***的性能测试装置的测试方法，其特征在于：
所述测试方法包括有电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法、电池总电压采集精度的检测方法、电流采集精度的检测方法、温度采集精度的检测方法以及绝缘电阻的检测方法；
（1）电池管理***的单体电池电压采集精度的检测方法，包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的单体电池电压参数仿真值V1和参数误差区间{V,V′}，并向多通道电池模拟器发送单体电池电压输出指令；多通道电池模拟器接收指令后，以单体电池电压参数仿真值V1作为电压输出值，向电池检测单元CSC输出电压信号；
电池检测单元CSC采集电压并获得电压值V2后，将电压值V2依次通过电池管理单元BMU、测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将单体电池电压参数仿真值V1与接收到的电压值V2进行比对，计算差值ΔV =︱V1- V2︱，若ΔV＜V′且ΔV＞V，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（2）电池管理***的电池总电压采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池总电压参数仿真值V3和总电压采集误差值，并向高压恒压源发送电池总电压输出指令；高压恒压源接收指令后，以电池总电压参数仿真值V3作为总电压输出值，向电池管理单元BMU输出电压信号；
电池管理单元BMU采集并获得总电压值V4后，将总电压值V4通过测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将电池总电压参数仿真值V3与总电压值V4进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（3）电池管理***的温度采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的温度参数仿真值T1和温度参数误差区间{T,T′}，根据该温度参数仿真值T1获取出对应的电阻值R1，并将该电阻值R1作为温度模拟器输出的电阻值，然后控制温度模拟器调节自身电阻值为R1；
电池检测单元CSC采集并计算获得温度模拟器的电阻值R1′，根据电阻值R1′获取对应的温度值T2，将温度值T2作为温度采集值并通过电池管理单元BMU、测控平台上传至PC上位机；
PC上位机将温度参数仿真值T1与接收到的温度采集值T2进行比对，计算差值ΔT = ︱T1- T2︱，若ΔT＜T′且ΔT＞T，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（4）电池管理***的电流采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的电池组的电流采集误差绝对值和电流霍尔传感器的放大倍数n，并向多通道电池模拟器总电流模拟通道发送单体电池电压输出指令；多通道电池模拟器接收指令后，向电池管理单元BMU的总电流采集端输出电压信号,并将电压输出值V5传送至PC上位机；PC上位机获取电压输出值V5后,计算获得通过多通道电池模拟器模拟输出的电流值，其中，V5为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数；
电池管理单元BMU采集并获得电压值V6后，计算获得输出电流值I2并将输出电流值I2传送至PC上位机；
PC上位机将多通道电池模拟器模拟输出的电流值与BMU采集到的电流值I2进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格；
（5）电池管理***的绝缘电阻采集精度的检测方法,包括：
PC上位机接收测试用户输入的绝缘电阻采集误差值后，控制绝缘电阻模拟器输出电阻，其阻值为阻值；
电池管理单元BMU采集绝缘电阻模拟器的电阻值后，将电阻值通过测控平台传送至PC上位机；
PC上位机将绝缘电阻模拟器的输出电阻值与采集的电阻值进行比对，计算误差，若，则判定为检测合格，否则判定为检测不合格。
5.如权利要求4所述的电池管理***的性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述检测方法还包括电池管理***的交流充电功能测试方法、直流充电功能测试方法及车辆启动控制流程测试方法；
（1）交流充电功能测试方法包括：
PC上位机控制测控平台分别通过CC信号输出端和CP信号输出端，向电池管理单元BMU输出CC信号和CP信号，电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和充电继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
（2）直流充电功能测试方法包括：
PC上位机控制测控平台通过CC2信号输出端口，向电池管理单元BMU输出CC2信号，电池管理单元BMU接收并开启主负继电器和直流充电继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的主负继电器和直流充电继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格；
（3）车辆启动控制流程测试方法包括：
PC上位机控制测控平台分别通过ON信号输出端，向电池管理单元BMU输出ON信号，电池管理单元BMU接收并开启预充电继电器和主正继电器，PC上位机查询测控平台是否检测到BMU输出的预充电继电器和主正继电器开启信号，若是，则检测合格，若否，则检测不合格。
6.如权利要求4所述的电池管理***的性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述测试方法还包括电池管理***的单体电池电压故障诊断的测试方法、电池总电压故障诊断的测试方法、电池温度故障诊断的测试方法、过流故障诊断的测试方法和绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法；
（1）单体电池电压故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制多通道电池模拟器输出单体电池电压，其电压值大于电池管理***预设的单体电池过压告警阈值或小于电池管理***预设的单体电池欠压告警阈值；电池检测单元检测并将单体电池电压检测值发送至电池管理单元，电池管理单元根据单体电压检测值，发送单体电池电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收单体电池电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收单体电池电压非告警信号，则判定为电池管理***的单体电池电压故障诊断检测不合格；
（2）电池总电压故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制高压恒压源输出总电压，其总电压值大于电池管理***预设的总电压过压告警阈值或小于电池管理***预设的电池总电压欠压告警阈值；电池管理单元检测并将根据检测获取的电池总电压检测值，通过测控平台发送电池总电压的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收电池总电压的故障告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测合格，若PC上位机接收电池总电压非告警信号，则判定为电池管理***的电池总电压故障诊断检测不合格；
（3）电池温度故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制温度模拟器模拟输出温度，其温度值大于电池管理***预设的温度高告警阈值或小于电池管理***预设的温度低告警阈值；电池检测单元检测并将温度检测值发送至电池管理单元，电池管理单元根据温度检测值，发送温度告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收的是温度告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测合格，若PC上位机接收温度非告警信号，则判定为电池管理***的温度故障诊断检测不合格；
（4）过流故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制多通道电池模拟器利用其中的电流测试通道输出电压，其输出电压值为, 通过多通道电池模拟器的电流值，其中，V6为多通道电池模拟器的电压输出值，R为固定值电阻，n为电流霍尔传感器的放大倍数，电流值大于电池管理***预设的过流告警阈值；电池管理单元检测并根据电流检测值，发送电流过流的故障告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收电流过流的故障告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测合格，若PC上位机接收电流非告警信号，则判定为电池管理***的过流故障诊断检测不合格；
（5）绝缘电阻薄弱故障诊断的测试方法，包括：
PC上位机控制绝缘电阻模拟器模拟输出电阻，其电阻值小于电池管理***预设的绝缘电阻薄弱告警阈值；电池管理单元对绝缘电阻模拟器进行电阻采集后，根据采集的电阻值，发送绝缘电阻薄弱的告警信号或非告警信号至PC上位机；若PC上位机接收的是绝缘电阻薄弱的告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测合格，若PC上位机接收绝缘电阻的非告警信号，则判定为电池管理***的绝缘电阻薄弱故障诊断检测不合格。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180918 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |