CN112305399B - 一种电动汽车bms前端采集芯片浪涌测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法及装置，所述测试装置包括谐振部分以及控制部分，所述谐振部分与控制部分串联，所述谐振部分包括动力电池模组、电感L以及电容C1，所述控制部分包括正向测试部分及反向测试部分，所述正向测试部分与所述反向测试部分并联，述测试方法包括采集芯片休眠状态测试方法以及采集芯片工作状态测试方法，本发明使用一台设备同时对多个电压采集端口及均衡端口同时进行端口抗浪涌测试，操作方便；在采集芯片工作状态以及休眠状态下，均可进行抗浪涌测试，测试结果更加接近电池模组工作时的真实情况；此外，可以通过增加装置中的电芯以及电感数量，灵活更改测试端口的数量，应用范围广，测试费用低。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车芯片测试领域，特别涉及一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法及装置。
背景技术
随着新能源领域电动汽车的蓬勃发展，电动汽车BMS的可靠性也越来越被重视，单体电压采集可靠性更是日益突出的问题，对BMS进行过压力测试与可靠性测试尤为重要，需要测试电压采集芯片的端口抗浪涌能力。
现在的一般测试方法是：芯片非上电情况下，向芯片的每一个端口注入脉冲电压进行测试，但这种情况很难在芯片工作情况下对芯片的端口进行耐压测试；且在采集通道较多的情景下，需要很多的脉冲电压测试设备，需要花费高昂的费用购买设备，这会严重增加测试费用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法及装置，能够对工作中的测试芯片进行浪涌测试，同时还能降低测试成本。
本发明一方面提供了一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置，其特征在于，包括谐振部分以及控制部分，所述谐振部分与控制部分串联，所述谐振部分包括动力电池模组、电感L以及电容C1，所述控制部分包括正向测试部分及反向测试部分，所述正向测试部分与所述反向测试部分并联。
进一步的，所述动力电池模组包括N个动力电芯，N≥2。
进一步的，所述谐振部分至少包含一个所述电感L，所述电感L与所述动力电芯一一对应，并与每一个所述动力电芯串联。
进一步的，所述电容C1与整个所述动力电池模组并联。
进一步的，所述正向测试部分包括外部电源POWER_1、第二负载电阻R2以及开关KEY_1，所述外部电源POWER_1、第二负载电阻R2以及开关KEY_1串联。
进一步的，所述反向测试部分包括第一负载电阻R1以及开关KEY_2，所述第一负载电阻R1与开关KEY_2串联。
本发明另一方面提供了一种电动汽车BMS前端采芯片浪涌测试方法，其他特征在于：分为采集芯片休眠状态测试方法以及采集芯片工作状态测试方法。
进一步的，所述采集芯片休眠状态测试方法包括以下步骤：
步骤一：将采集***线束正常连接，根据需求调节采集芯片状态，发送命令使采集芯片进入休眠状态或是工作状态。
步骤二：闭合开关KEY_1，控制电流方向与充电电流方向相同，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值。
步骤三：一段时间后断开KEY_1,重复步骤二与步骤三n次，对端口进行n次测试。
步骤四：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认采集芯片是否受损：若采集芯片受损，则判断采集芯片不满足抗浪涌要求，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供正向电流的情况下满足抗浪涌要求，并进行步骤五。
步骤五：闭合开关KEY_2,控制电流方向与充电电流方向相反，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值。
步骤六：一段时间后突然断开KEY_2,重复步骤五与步骤六n次，对端口进行n次测试。
步骤七：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认芯片是否受损：若采集芯片受损，则替换芯片后从步骤1开始进行测试，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供反向电流的情况下满足抗浪涌要求，并定义此采集芯片的抗浪涌能力满足要求。
进一步的，电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值预定值由公式N*L*I2＝C*V2确定，其中L为与单个电芯串联的电感的电感值，I为预设电流值，C为电池值，V为电池模组总电压值。
本发明提供了一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法及装置，能够使用一台设备同时对多个电压采集端口及均衡端口同时进行端口抗浪涌测试，操作方便；待测采集芯片安装在电池模组中，在采集芯片工作状态以及休眠状态下，均可进行抗浪涌测试，测试结果更加接近电池模组工作时的真实情况；此外，本发明提供的测试装置可以通过增加装置中的电芯以及电感数量，灵活更改测试端口的数量，应用范围广，测试费用低。
附图说明
图1为一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法的流程图。
图2位一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置的电路示意图。
其中，1为谐振部分、11为动力电芯BAT_X、12为电感L、13为电容C1、2为控制部分、21为正向测试部分、211为外部电源POWER_1，212为第二负载电阻R2、213为开关KEY_1、22为反向测试部分、221为第一负载电阻R1、222为开关KEY_2。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图2所示，本发明一方面提供了一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置，，包括谐振部分(1)以及控制部分(2)，谐振部分(1)与控制部分(2)串联，谐振部分(1)包括动力电池模组(11)、电感L(12)以及电容C1(13)，控制部分(2)包括正向测试部分(21)及反向测试部分(22)，正向测试部分(21)与反向测试部分(22)并联。
进一步的，动力电池模组(11)包括N个动力电芯(111)，N≥2。
进一步的，谐振部分(1)至少包含一个电感L(12)，电感L(12)与动力电芯(111)一一对应，并与每一个动力(111)电芯串联。
进一步的，电容C1(13)与整个动力电池模组(11)并联。
进一步的，正向测试部分(21)包括外部电源POWER_1(211)、第二负载电阻R2(212)以及开关KEY_1(213)，所述外部电源POWER_1(211)、第二负载电阻R2(212)以及开关KEY_1(213)串联。
进一步的，反向测试部分(22)包括第一负载电阻R1(221)以及开关KEY_2(222)，第一负载电阻R1(221)与开关KEY_2(222)串联。
本发明另一方面提供了一种电动汽车BMS前端采芯片浪涌测试方法，该测试方法分为采集芯片休眠状态测试方法以及采集芯片工作状态测试方法。
如图1所示，采集芯片休眠状态测试方法包括以下步骤：
步骤一：将采集***线束正常连接，根据需求调节采集芯片状态，发送命令使采集芯片进入休眠状态或是工作状态。
步骤二：闭合开关KEY_1，控制电流方向与充电电流方向相同，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值。
步骤三：一段时间后断开KEY_1,重复步骤二与步骤三n次，对端口进行n次测试。
步骤四：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认采集芯片是否受损：若采集芯片受损，则判断采集芯片不满足抗浪涌要求，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供正向电流的情况下满足抗浪涌要求，并进行步骤五。
步骤五：闭合开关KEY_2,控制电流方向与充电电流方向相反，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值。
步骤六：一段时间后突然断开KEY_2,重复步骤五与步骤六n次，对端口进行n次测试。
步骤七：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认芯片是否受损：若采集芯片受损，则判断采集芯片不满足抗浪涌要求，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供反向电流的情况下满足抗浪涌要求，并定义此采集芯片的抗浪涌能力满足要求。
进一步的，电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值预定值由公式N*L*I2＝C*V2确定，其中L为与单个电芯串联的电感的电感值，I为预设电流值，C为电池值，V为电池模组总电压值。
根据电感的储能公式
可知，可以通过更改通路中的电感值与电流大小来更改浪涌的能量；根据电容的储能公式
可知，可以通过更改电容与浪涌能量来更改浪涌的最大幅值。
与市面上通过信号发生器产生浪涌电压，再将浪涌电压注入到芯片端口来测试芯片端口抗浪涌能力的方法不同的是，本发明通过给动力电池模组中的每串电芯串联一个电感以及给动力电池模组并联一个电容的方法来使***谐振，当串联电感与并联电容谐振时，整个电路产生浪涌电压，产生的浪涌电压平均地注入到每个单体电压采集端口及均衡MOSFET端口，实现了同时测试采集芯片的多个端口进行抗浪涌能力。
由于浪涌信号是由电路谐振产生，故产生的浪涌信号既有正脉冲信号，也有负脉冲信号，本发明分别通过外部电源以及负载电阻两种电路，控制整个测试电路中的电流方向，方便测试采集芯片在两种情况下不同的表现，更能全面地评估改采集新品及相关电路的抗浪涌能力以及发现现有保护措施的不足。
设单串电芯的电感量为L，通过的电流为I，电芯串数为N，模组并联的电容为C，则单个采集端口的浪涌能量为
总的能量
电容的能量
当***能量守恒时，有E＝ECAP，故N*L*I2＝C*V2。
作为本发明的一种实施例，选用12个电芯成组的电池模组，与每个电芯串联的电感的电感值为470uH，整个模组并联的电容值为0,25uF分别控制电流I＝3、6、9A对比测试LTC6812以及MAX17823两种芯片的抗浪涌能力，测试结果如下表所示：
由上表可知，LTC6812的端口抗浪涌能力优于MAX17823的端口抗浪涌能力。
应当理解的是，上述实施例仅仅是为了方便本领域技术人员理解本技术方案而做的简单举例说明，并不意味着本发明仅有上述一种实施方式，任何与本发明原理相同的，仅仅经过简单的常用技术手段替换后的不同具体实施方式，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置，其特征在于，包括谐振部分以及控制部分，所述谐振部分与控制部分串联，所述谐振部分包括动力电池模组、电感L以及电容C1，所述控制部分包括正向测试部分及反向测试部分，所述正向测试部分与所述反向测试部分并联，所述动力电池模组包括N个动力电芯，N≥2，所述谐振部分至少包含一个所述电感L，所述电感L与所述动力电芯一一对应，并与每一个所述动力电芯串联，形成多个串联电路，多个串联电路串联连接，单个串联电路的两端分别连接至前端采集芯片的电压采集端口；
所述电容C1与整个所述动力电池模组并联；
当串联电感与并联电容谐振时，浪涌电压平均地注入到每个单体电压采集端口。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置，其特征在于，所述正向测试部分包括外部电源POWER_1、第二负载电阻R2以及开关KEY_1，所述外部电源POWER_1、第二负载电阻R2以及开关KEY_1串联。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试装置，其特征在于，所述反向测试部分包括第一负载电阻R1以及开关KEY_2，所述第一负载电阻R1与开关KEY_2串联。
4.一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法，其特征在于：采用权利要求1-3任意一项所述的BMS前端 采集芯片浪涌测试装置进行测试，所述浪涌测试方法分为采集芯片休眠状态测试方法以及采集芯片工作状态测试方法。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法，其特征在于，所述采集芯片休眠状态测试方法包括以下步骤：
步骤一：将采集***线束正常连接，根据需求调节采集芯片状态，发送命令使采集芯片进入休眠状态或是工作状态；
步骤二：闭合开关KEY_1，控制电流方向与充电电流方向相同，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值；
步骤三：一段时间后断开KEY_1,重复步骤二与步骤三n次，对端口进行n次测试；
步骤四：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认采集芯片是否受损：若采集芯片受损，则判断采集芯片不满足抗浪涌要求，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供正向电流的情况下满足抗浪涌要求，并进行步骤五；
步骤五：闭合开关KEY_2,控制电流方向与充电电流方向相反，调节电流值、浪涌脉冲信号的能量及幅值达到预定值；
步骤六：一段时间后突然断开KEY_2,重复步骤五与步骤六n次，对端口进行n次测试；
步骤七：检测芯片的休眠电流是否正常以及确认芯片是否受损：若采集芯片受损，则判断采集芯片不满足抗浪涌要求，若采集芯片正常，则判断采集芯片在外部提供反向电流的情况下满足抗浪涌要求，并定义此采集芯片的抗浪涌能力满足要求。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车BMS前端采集芯片浪涌测试方法，其特征在于，根据公式
通过设定电流值和电感值，设定浪涌脉冲信号的能量预定值，根据公式
通过设定电容与浪涌能量，设定浪涌的最大幅值，其中L为与单个电芯串联的电感的电感值，I为预设电流值，N为电芯串数，C为电容值，V为电池模组总电压。
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