CN108819732B - Bms硬件功能测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BMS硬件功能测试***，包括BMU负载箱、CSC负载箱、外壳和线束组成；BMU负载箱上设置电源接口、CAN接口、外设负载接口以及信号输入接口；CSC负载箱通过线束连接2个CSC、两个12s电池模组以及NTC接口；指示测试的丝印位于外壳上表面；BMU负载箱通过线束与BMU连接；所述的电源接口连接直流电源；所述的CAN接口包括1个公头、1个母头接口，通过一个配有阻抗匹配功能的三端机械开关分别连接到60Ω、120Ω的电阻和无匹配电阻；所述的外接负载接口与外部负载连接。本发明可通过改变线束的一端，实现与架构一致、接口不一样的其它BMS控制器的连接，做到负载箱不变，线束改变。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车领域，更具体的涉及一种BMS硬件功能测试***。
背景技术
长期以来，动力电池尤其是单体电芯的规格尺寸不统一，一直是主机厂和动力电池企业合作的主要矛盾之一，也是阻碍我国动力电池产业进一步发展的重大障碍，给主机厂和电池厂都带来了极大的压力。随着主机厂OEM对于电池模组与BMS的不同渠道采购，再加上整车时间节点的严峻约束下，这些都随之转化为BMS供应商的压力。
电池管理***BMS（Battery Management System）是对电池进行管理的***，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。电池管理***与电动汽车的动力电池紧密结合在一起，通过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制***、车载显示***等进行实时通信。
目前国内已有越来越多的电池企业采用德国汽车工业联合会(VDA)标准生产新一代电芯产品，主要配套新能源乘用车领域。CSC 单体电池管理单元：模组侧边/内部安装，实现了单体电压采集、电压备份的功能和温度采集。主要的芯片为LT6804和6811，通过CAN总线或者isoSPI等通讯方式传送出去。BMU电池组管理单元：在BMU里面实现了绝缘阻抗测量、HVIL（高压互锁连接器）检测的功能,监管多个CSC 单体电池管理单元。
考虑到现在市面上普遍流行VDA标准模组，BMS架构采用“一主多从（1个BMU+多个CSC）”是最合理的，再加上BMU与CSC开发、测试不是完全同步的情况下，测试***采用1个BMU负载箱和1个CSC测试负载箱（24串电池，可连接2个CSC）最为合适。
目前很多BMS公司的功能测试平台还是保留传统的方式：
1、测试时，零乱的线束一端裸露的铜线彼此碰触，致使测试结果异常，甚至彼此短路烧毁控制器；
2、工程师需查找控制器接口定义，来挨个寻找对应的线束；
3、外部负载无法牢固、整齐摆放，且无法简单插拔；
4、非专业人员无法初步判断控制器硬件功能是否正常运行；
5、客户不良件返修时，需重新搭建测试平台。
有鉴于此，本发明需要解决的问题是，提供一种简单、快速、可靠的BMS硬件功能测试平台的方法。
发明内容
1、发明目的。
本发明为了解决上述问题，提出了一种BMS硬件功能测试***。
2、本发明所采用的技术方案。
本发明提出一种BMS硬件功能测试***，包括BMU负载箱、CSC负载箱、外壳和线束组成；
BMU负载箱上设置电源接口、CAN接口、外设负载接口以及信号输入接口；
CSC负载箱通过线束连接2个CSC、两个12s电池模组以及NTC接口；
指示测试的丝印位于外壳上表面；
BMU负载箱通过线束与BMU连接；
所述的电源接口连接国标电源；
所述的CAN接口包括1个公头、1个母头DB9接口，通过一个配有阻抗匹配功能的三端机械开关分别连接60Ω、120Ω的电阻和无匹配电阻；
所述的外接负载接口与外部负载连接；
所述的信号输入接口分别与外部高边驱动电路、温度信号输入电路连接；
BMU负载箱内部设有多个等效于外设负载的等效电路，还设有选择负载的大小的开关、香蕉接口，以及状态指示灯。
更进一步，BMU负载箱通过Molex500762-0481和Molex 500762-0483一端连接线束，另一端连接到香蕉接口。
更进一步，Molex 500762-0481的1A-1H管脚接口分别连接高边驱动电路支路，高边驱动电路支路外接1个两端机械开关串联1个10K电阻和1个红色LED连接高边驱动芯片，高边驱动连接的机械开关闭合状态指示灯亮起。
更进一步，所述的Molex 500762-0481的1J、1K，2A-2K管脚分别连接温度信号输入接口，外接1个两端机械开关和1个10K电阻串联，测量连接在BMU负载箱上的NTC热敏电阻。
更进一步，所述的Molex 500762-0481的2L、2M，3L、3M，4L、4M管脚分别连接高压输入线的正负极，负极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路和一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后进行并联的支路；正极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路和一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后进行并联的支路，其中连接并联支路的同时通过并联一个开关进行绝缘。
更进一步，所述的Molex 500762-0483的1G-1H接口通过国标充电接口一端连接充电枪以及车辆上的充电插座连接口，另一端通过多个电阻和两端机械开关集成到BMU负载箱。
更进一步，所述外壳为钣金/塑料/铝外壳，其上设置有接口指示标签。
3、本发明所产生的技术效果。
本发明提供的***，可通过改变线束的一端，实现与架构一致、接口不一样的其它BMS控制器连接，做到负载箱不变，线束改变，一则降低成本，二则做到通用。
附图说明
图1为本发明的逻辑结构图，其中粗线，代表线束；细线，代表与外壳上的香蕉插座连接（可插拔）。
图2为本发明CSC负载箱示意图。
图3为本发明BMU负载箱示意图。
图4为本发明Molex 500762-0481管脚信号示意图。
图5为本发明Molex 500762-0481管脚的高边驱动电路示意图。
图6为本发明Molex 500762-0481管脚的温度信号示意图。
图7为本发明Molex 500762-0483管脚的信号示意图。
图8为本发明线束的连接示意图。
图9为本发明CAN接口连接示意图。
图10为本发明CSC负载箱的连接示意图。
图11为本发明CSC线束连接NCT、电池包的连接示意图。
图12为本发明测试过程流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明提出的一种BMS硬件功能测试***，其包括BMU负载箱、CSC负载箱、外壳和线束组成；
BMU负载箱上设置国标电源接口、CAN接口、外设负载接口以及信号输入接口；CSC负载箱通过线束连接2个CSC、两个12s电池模组以及NTC接口；指示测试的丝印位于外壳上表面；BMU负载箱通过线束与BMU连接；所述的电源接口连接国标电源；所述的CAN接口包括1个公头、1个母头DB9接口，通过一个配有阻抗匹配功能的三端机械开关分别连接60Ω、120Ω的电阻和无匹配电阻；所述的外接负载接口与外部负载连接；所述的信号输入接口设有香蕉接口，分别与外部高边驱动电路、温度信号输入电路连接；BMU负载箱内部设有多个等效于外设负载的等效电路，还设有选择负载的大小的使之与外设负载等效的开关，以及状态指示灯。
如图2-7所示，BMU负载箱通过Molex500762-0481和Molex 500762-0483一端连接线束，另一端的管脚各路测试香蕉接口，Molex 500762-0481的1A-1H管脚接口分别连接高边驱动电路支路，高边驱动电路支路外接1个两端机械开关串联1个10K电阻和1个红色LED连接高边驱动芯片，高边驱动连接的机械开关闭合状态指示灯亮起。所述的Molex 500762-0481的1J、1K，2A-2K管脚分别连接温度信号输入香蕉接口，外接1个两端机械开关和1个10K电阻串联，测量连接在BMU负载箱上的NTC热敏电阻；所述的Molex 500762-0481的2L、2M，3L、3M，4L、4M管脚分别连接高压输入线的正负极，负极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路和一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后进行并联的支路；正极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路和一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后进行并联的支路，其中连接并联支路的同时通过并联一个开关进行绝缘；所述的Molex 500762-0481的3A-3D管脚连接信号输入接口；所述的Molex 500762-0481的3G-3K管脚连接信号输出接口；所述的Molex 500762-0481的3E-3F管脚连接PWM信号输入接口。所述的Molex 500762-0481的4A-4K管脚连接继电器电源开关。所述的Molex 500762-0481的4J-4K管脚连接跳线。所述外壳为钣金/塑料外壳，其上设置有接口标签。
如图7所示，所述的Molex 500762-0483的1A-1D连接E-Lock；1E连接KL15,1F管脚连接可变电容器CP,1J-1K管脚连接高压互锁连接器管脚HVIL_H和HVIL_L,1L连接继电器电源开关，1M、2L、2M分别连接接地；3A连接IM,3B连接IP，管脚3C连接iso_SPI通信接口，管脚4C-4F分别连接CAN公头、CAN母头。所述的Molex 500762-0483的1G-1H接口通过国标充电接口一端连接充电枪以及车辆上的充电插座连接口，另一端通过多个电阻和两端机械开关集成到BMU负载箱。
本发明提出的测试***，由BMU负载箱、CSC负载箱、线束组成。BMU负载箱、CSC负载箱内部集成了4块PCBA，将香蕉插座、机械开关等元件通过PCB形成电气连接，牢固可靠；
面板上有接口指示标签、功能指示灯显示（可通过相应的机械开关，关闭此项功能，避免产品实际功耗的测量，尤其是静态电流的测量）；
高低压区域物理分隔开，高压区的手动开关绝缘，保证操作人员的人身安全；CAN接口兼容DB9公头、母头，更配有60Ω、120Ω阻抗匹配开关，在任何场合，不管外接的CAN工具接口如何，都可以即插即用；外设接口，可以通过机械开关，选择连接到真实的负载，还是选择连接到等效的负载，这就使得工装盒不仅可以做内部功能测试，还可以在第三方机构测试和整车现场测试时使用；
供电接口有保险丝防护，避免了除BMS本身短路造成BMS控制器烧毁的情况；线束一端与本***连接，另一端与BMS控制器连接，线束长度1.7m，满足EMC测试的大部分测试项要求，还可以通过修改与BMS连接端的线束，使之适用于其它同一架构的产品；
负载箱由PCBA（PCB、香蕉插座、机械开关、保险丝、LED、电阻等形成电气连接）、钣金/塑料外壳（上有丝印，指示作用）和线束组成。
本发明提出的测试***为被测控制器与设备、负载等的媒介，含对外的接口（CAN、电源、信号输入输出、NTC等），本发明提出的测试***内部含有外部真实负载的等效电路，可通过开关进行选择是否使用与外部真实负载的等效电路，并有状态指示灯，便于初步判断电路功能是否运行。
如图5所示，高边驱动，外接1个两端机械开关、1个10K电阻和1个红色LED串联，如果高边驱动工作了，且机械开关闭合了，则灯亮起，这就达到了初步验证电路功能的作用；如果机械开关断开了，则可以通过对应的香蕉插座，外接真实的继电器等负责，充分验证电路性能。
如图6所示，温度输入接口，外接1个两端机械开关、1个10K电阻，初步验证功能，可以采用闭合机械开关，通过上位机查看采集对应的温度值；在验证温度采集精度时，可以断开机械开关，通过对应的香蕉插座，外接真实Pack上用的NTC或者电池模组内部用的NTC等。
国标充电接口，根据GBT 18487.1-2015 电动汽车传导充电***-第1部分-通用要求的接口示意图，把与充电枪、车辆上的充电插座连接口，通过多个电阻和两端机械开关集成到本测试***，这在通常没有充电桩等条件的公司BMS实验室，是个很好的验证方式。
如图9所示，CAN接口示意图，为了适应不用场合下的连接，留有1个公头、1个母头，并通过1个三端机械开关配有阻抗匹配功能（无匹配电阻、60Ω、120Ω）。
各接口短电源故障模拟，通过两端都是香蕉插头的短线把KL30或KL31对应的香蕉插座连接到其它接口对应的香蕉插座，实现短电源故障验证。
如图12所示，一般操作流程如下：
步骤1、根据被测控制器选择测试负载箱；
步骤2、测试负载箱与被测控制器、供电电源、CAN卡连接
步骤3、人眼判断是否连接好，未连接好则跳转至步骤2；
步骤4、闭合供电开关
步骤5、闭合相应的机械开关，查看上位机信息和相应的LED状态
步骤6、判断初步状态是否正常，不正常则查找问题，正常则跳转至步骤7；
步骤7、断开相应的机械开关，外接真实或模拟的外部负载查看上位机信息；
步骤8、结束测试。
每个测试***由负载箱、线束组成。
1、负载箱
a、内部集成4块PCBA，将香蕉插座、机械开关等元件通过PCB形成电气连接，牢固可靠；
b、面板上有说明标签、功能指示灯显示（可通过相应的机械开关，关闭此项功能，避免影响对产品实际功耗的测量，尤其是静态电流测量）；
c、高低压区域物理分隔开，且高压区的手动开关绝缘，保证操作人员的人身安全；
d、CAN接口兼容公头、母头，更配有60Ω、120Ω阻抗匹配开关，在任何场合，不管外接的CAN工具接口如何，都可以即插即用；
e、外设接口，可以通过机械开关，选择连接到真实的负载或等效的负载，这就使得工装盒不仅可以做内部功能测试，还可以应用于第三方机构和整车现场测试；
f、供电接口有保险丝防护，避免了除BMS控制器本身短路外造成的烧毁；
2、线束
一端与负载箱连接，另一端与BMS控制器连接，线束长度1.7m，满足EMC测试的大部分测试项要求，还可以通过修改与BMS连接端的线束，使之适用于其它同一架构的产品；
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种BMS硬件功能测试***，其特征在于：包括BMU负载箱、CSC负载箱、外壳和线束组成；
BMU负载箱上设置电源接口、CAN接口、外设负载接口以及信号输入接口；
CSC负载箱通过线束连接2个CSC、两个12s电池模组以及NTC接口；
指示测试的丝印位于外壳上表面；
BMU负载箱通过线束与BMU连接；
所述的电源接口连接国标电源；
所述的CAN接口包括1个公头、1个母头接口，通过一个配有阻抗匹配功能的三端机械开关分别连接60Ω、120Ω的电阻和无匹配电阻；
外接负载接口与外部负载连接；
所述的信号输入接口分别与外部高边驱动电路、温度信号输入电路连接；
BMU负载箱内部设有多个等效于外设负载的等效电路，还设有选择负载的大小的使之与外设负载等效的开关、香蕉接口，以及状态指示灯。
2.根据权利要求1所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：BMU负载箱通过Molex500762-0481和Molex 500762-0483一端连接线束，另一端的管脚各路测试香蕉接口。
3.根据权利要求2所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：Molex 500762-0481的1A-1H管脚接口分别连接高边驱动电路支路，高边驱动电路支路外接1个两端机械开关,串联1个10K电阻和1个红色LED连接高边驱动芯片，高边驱动连接的机械开关闭合状态指示灯亮起，用于功能状态的指示。
4.根据权利要求2所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：所述的Molex 500762-0481的1J、1K，2A-2K管脚分别连接温度信号输入接口，外接1个两端机械开关和1个10K电阻串联，测量连接在BMU负载箱上的NTC热敏电阻。
5.根据权利要求2所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：所述的Molex 500762-0481的2L、2M，3L、3M，4L、4M管脚分别连接高压输入线的正负极，负极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路，一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后构成并联的支路；正极连接一个并联支路后接地，并联支路由一个两端机械开关和一个100k串联支路，一个两端机械开关和一个10M电阻串联之后构成并联的支路，其中连接并联支路的同时通过并联一个开关进行绝缘。
6.根据权利要求2所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：所述的Molex 500762-0483的1G-1H接口通过国标充电接口一端连接充电枪以及车辆上的充电插座连接口，另一端通过多个电阻和两端机械开关集成到BMU负载箱。
7.根据权利要求1所述的BMS硬件功能测试***，其特征在于：所述外壳为钣金/塑料/铝外壳，其上设置有接口指示标签。
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Address after: 215500 Building 2, No. 133, Huangpujiang Road, Changshu high tech Industrial Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Zhengli New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 215500 2, Huangpu River Road, Changshou City high tech Industrial Development Zone, Suzhou, Jiangsu, China, 59 Applicant before: SUZHOU ZHENGLI WEILAI NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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