CN106646266A - 一体式电池管理系统的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一体式电池管理系统领域，公开了一种一体式电池管理系统的检测装置，检测装置包括：控制装置、功能检测组件和上位机；功能检测组件用于对被测一体式电池管理系统提供不同的功能测试；控制装置分别与上位机和功能检测组件连接，用于控制被测一体式电池管理系统的测试流程、用于为被测一体式电池管理系统提供电源测试、CAN总线通信测试及功耗测试、以及用于将电源测试结果、CAN总线通信测试结果、功耗测试结果及来自所述功能检测组件的功能测试结果发送至所述上位机；上位机用于显示被测一体式电池管理系统的测试结果。通过该检测装置，能够提升检测设备的开发效率，降低开发成本，同时提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及一体式电池管理系统领域，具体涉及一种一体式电池管理系统的检测装置。
背景技术
锂电池以其能量密度高、无污染等优点逐渐成为电动汽车、大型储能等应用的主流动力来源。由于锂电池的抗滥用性较差，因此在使用过程中必须受一体式电池管理系统(Battery Management System，BMS)的监控与管理。BMS中一体式电池管理系统适用于乘用车体系。一体式BMS主要完成电流采集、对外通信、数据存储、状态估计、信号输入输出、故障诊断、电压采集、温度采集、电池均衡、绝缘检测、电池总压采集以及高压控制等功能。BMS性能的优劣关系到动力电池组的安全性能、工作效率以及循环寿命，因此对BMS在出厂前必须对其性能进行测试，从而提升其可靠性。
当前对一体式电池管理系统的检测存在如下问题：市场上的BMS规格不一，微小的差距就导致整套BMS测试设备需要重新开发；当前BMS测试仍以手动为主，自动化程度不高，效率较低，而且其性能评估主要取决于检测员的检测素质。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体式电池管理系统的检测装置，所述检测装置包括：控制装置、功能检测组件和上位机；
所述功能检测组件用于对被测一体式电池管理系统提供不同的功能测试；
所述控制装置分别与所述上位机和所述功能检测组件连接，用于控制被测一体式电池管理系统的测试流程、用于为被测一体式电池管理系统提供电源测试、CAN总线通信测试及功耗测试、以及用于将电源测试结果、CAN总线通信测试结果、功耗测试结果及来自所述功能检测组件的功能测试结果发送至所述上位机；
所述上位机用于显示被测一体式电池管理系统的测试结果。
优选地，所述功能检测组件可以包括：
温度检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供温度检测能力测试；
电池检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供单体电压检测能力测试；
电流检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供电流检测能力测试；
均衡检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供均衡能力测试；
充电检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供充电过程调节能力测试；
继电器检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供驱动信号输入输出能力测试；
输入输出检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供数字信号输入输出能力测试；以及
绝缘监测检测模块，用于为被测一体式电池管理系统提供绝缘采集测试和总压采集测试。
优选地，检测装置还可以包括固定装置，固定装置安装在一体式电池管理系统检测装置的外部，用于固定被测一体式电池管理系统，更优选地，固定装置可以为单板工装夹具。
优选地，一体式电池管理系统的检测装置还可以包括电源，电源与控制装置连接，用于整体检测装置的供电，更优选地，电源可以为12V开关电源。
优选地，控制装置、功能检测组件、上位机以及被测一体式电池管理系统之间均可以通过CAN总线通信。
优选地，控制装置与上位机之间可以采用USB接口。
优选地，上位机可以为PC机。
优选地，控制装置为微控制器(MCU)。
上述技术方案将现有技术中一体式电池管理系统各种功能的检测模块整合为一体，同时通过控制装置集中控制，以一种检测装置实现了对一体式电池管理系统各个功能的检测目的，工作人员能够通过对上位机的操作，高效地开展一体式电池管理系统各个功能模块的检测工作，并且清晰明白地了解检测结果，从而能够准确地做出相应的措施，同时由于检测装置也能够通过更换模块的形式来改变所需的检测功能，便于功能的扩充和升级，能够极大地提升BMS检测设备的开发效率，降低开发成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是依照本发明的一种实施方式实现的一体式电池管理系统检测装置结构示意图；
图2是控制装置的功能框图；
图3是温度检测模块的功能框图；
图4是均衡检测模块的功能框图；
图5是电池检测模块的功能框图；
图6是电流检测模块的功能框图；
图7是充电检测模块的功能框图；
图8是继电器检测模块的功能框图；
图9是输入输出检测模块的功能框图；
图10是绝缘监测检测模块的功能框图；以及
图11是依照本发明的一种实施方式实现的一体式电池管理系统的检测装置的工作流程图。
附图标记说明
1、控制装置 2、功能检测组件
3、上位机 4、电源
5、温度检测模块 6、电池检测模块
7、电流检测模块 8、均衡检测模块
9、充电检测模块 10、继电器检测模块
11、输入输出检测模块 12、绝缘监测检测模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1是依照本发明的一种实施方式实现的一体式电池管理系统的检测装置的结构示意图。在图1中，
该装置包括：控制装置1、功能检测组件2、和上位机3；
功能检测组件2包括：
温度检测模块5，用于为被测一体式电池管理系统提供温度检测能力测试，温度检测模块5的功能框图如图3所示，该温度检测模块5通过T1～T20的接口分别向被测一体式电池管理系统输出20路温度信号，同时，每一路的温度信号又包含3中温度状态，以总计60种的温度状态来检测被测一体式电池管理系统的温度调节能力，该温度检测模块5内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，供电也是由控制装置1提供；
电池检测模块6，用于为被测一体式电池管理系统提供单体电压检测能力测试，电池检测模块6的功能框图如图5所示，该电池检测模块6内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该电池检测模块6通过接口B1～B60分别向一体式电池管理系统输出60路电压信号，以此来检测被测一体式电池管理系统的单体电压检测能力，其供电也由电源4通过控制装置1供电；
电流检测模块7，用于为被测一体式电池管理系统提供电流检测能力测试，该电流检测模块7的功能框图如图6所示，该电流检测模块7内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该电流检测模块7通过接口B1～B60分别向一体式电池管理系统输出60路电流信号，以此来检测被测一体式电池管理系统的单体电流检测能力，其供电也由电源4通过控制装置1供电；
均衡检测模块8，用于为被测一体式电池管理系统提供均衡能力测试，该均衡检测模块8的功能框图如图4所示，该均衡检测模块8内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该均衡检测模块8通过12路均衡电流的实时采集，并根据电流值的大小评价被测一体式电池管理系统的均衡能力，其供电也由电源4通过控制装置1供电；
充电检测模块9，用于为被测一体式电池管理系统提供充电过程调节能力测试，该充电检测模块9的功能框图如图7所示，该充电检测模块9内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该充电检测模块9通过检测电路检测包括国际要求的GBT.20234-201以及GBT.20234-2015的充电连接功能，其供电也由电源4通过控制装置1供电；
继电器检测模块10，用于为被测一体式电池管理系统提供驱动信号输入输出能力测试，该继电器检测模块10的功能框图如图8所示，该继电器检测模块10内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该继电器检测模块10通过高边输出继电器接口来完成8路高边输出继电器的检测工作，通过低边输出继电器接口来完成2路输出继电器的检测工作，其供电也由电源4通过控制装置1供电；
输入输出检测模块11，用于为被测一体式电池管理系统提供数字信号输入输出能力测试，该输入输出检测模块11的功能框图如图9所示，该输入输出检测模块11内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该输入输出检测模块11通过高电平输入信号接口、低电平输入信号接口、高电平输出信号接口以及模拟信号输入接口分别输出不同的电平信号，并以此来检测被测一体式电池管理系统的数字信号输入与输出能力；该输入输出检测模块11的供电也由电源4通过控制装置1供电；以及
绝缘监测检测模块12，用于为被测一体式电池管理系统提供绝缘采集测试和总压采集测试，该绝缘监测检测模块12的功能框图如图10所示，该绝缘监测检测模块12内部工作流程由模块内部的控制器(CPU)控制，控制器的程序可以预先由工作人员写入，整体模块的启动和关闭由控制装置1通过CAN总线通信控制，该绝缘监测检测模块12通过4路总压接口输出4路高电压，同时通过车架PE接口提供总正对车架100K、600K以及总负对车架100K、600K的四种绝缘阻抗的条件来检测被测一体式电池管理系统的绝缘监测模块，该绝缘监测检测模块12的供电也由电源4通过控制装置1供电。
控制装置1分别与上位机3、功能检测组件2连接，用于控制检测流程以及接收检测结果信号，控制装置1的结构框图如图2所示，控制装置1由电源4供电，包括位于控制装置1内部的控制器和多个输入输出接口，其中输入接口包括多个唤醒接口、多个供电接口以及多个通信接口，上位机3通过唤醒接口启动该控制装置1，该控制装置1由电源4通过供电接口供电，同时通过多个通信接口向各个检测模块发出信号，从而控制检测流程，控制装置1还可以通过对被测一体式电池管理系统的输入输出电压电流数据来检测其功耗和内部通信，控制装置1其内部的控制器也可以预先由工作人员写入程序。
上位机3与控制装置1连接，用于向控制装置1发出唤醒信号以启动控制装置1，同时也负责接收控制装置1传输的检测结果信号并显示出来，上位机3可以选用PC机，也可以选用平板电脑等本领域工作人员公知的上位机3，另外，为了便于插拔，上位机3与控制装置1之间的连接接口可以采用USB接口。
另外，为了便于固定被测一体式电池管理系统，该检测装置2还可以包括固定装置，优选地，固定装置可以选用单板工装夹具。
整体装置的工作需要供电，考虑到实际各个模块的电压需求，这里可以选用12V开关电源，也可以选用本领域工作人员公知的其他规格的电源。
为了提高检测装置的通信效率，该检测装置内部的各个模块之间的通信都可以选用CAN总线通信的方式。
上述一体式电池管理系统的检测装置的工作流程图如图1所示，其工作步骤包括：
S110、检测装置启动，工作人员对检测装置2的各个接口连接以及相应参数的配置；
S120、检测装置判断是否有上位机3命令输入，如果是，则进入测试流程；
S130、分别执行各个模块的测试命令，如：检测装置接收到CAN通信测试命令，则控制装置1检测被测一体式电池管理系统的内部通信，接着记录检测结果；
S140、汇总检测结果并上传至上位机3，由上位机3显示出来。
上述技术方案将现有技术中一体式电池管理系统各种功能的检测模块整合为一体，同时通过控制装置1集中控制，以一种检测装置实现了对一体式电池管理系统各个功能的检测目的，工作人员能够通过对上位机3的操作，高效地开展一体式电池管理系统各个功能模块的检测工作，并且清晰明白地了解检测结果，从而能够准确地做出相应的措施，同时由于检测装置也能够通过更换模块的形式来改变所需的检测功能，便于功能的扩充和升级，能够极大地提升BMS检测设备的开发效率，降低开发成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，可以将检测流程中各个模块的检测顺序调整变化。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如将控制装置1和电源3组合成一个整体。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种一体式电池管理系统的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：控制装置(1)、功能检测组件(2)和上位机(3)；
所述功能检测组件(2)用于对被测一体式电池管理系统提供不同的功能测试；
所述控制装置(1)分别与所述上位机(3)和所述功能检测组件(2)连接，用于控制被测一体式电池管理系统的测试流程、用于为被测一体式电池管理系统提供电源测试、CAN总线通信测试及功耗测试、以及用于将电源测试结果、CAN总线通信测试结果、功耗测试结果及来自所述功能检测组件(2)的功能测试结果发送至所述上位机(1)；
所述上位机(1)用于显示被测一体式电池管理系统的测试结果。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述功能检测组件(2)包括：
温度检测模块(5)，用于为被测一体式电池管理系统提供温度检测能力测试；
电池检测模块(6)，用于为被测一体式电池管理系统提供单体电压检测能力测试；
电流检测模块(7)，用于为被测一体式电池管理系统提供电流检测能力测试；
均衡检测模块(8)，用于为被测一体式电池管理系统提供均衡能力测试；
充电检测模块(9)，用于为被测一体式电池管理系统提供充电过程调节能力测试；
继电器检测模块(10)，用于为被测一体式电池管理系统提供驱动信号输入输出能力测试；
输入输出检测模块(11)，用于为被测一体式电池管理系统提供数字信号输入输出能力测试；以及
绝缘监测检测模块(12)，用于为被测一体式电池管理系统提供绝缘采集测试和总压采集测试。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括固定装置，用于固定被测一体式电池管理系统。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述固定装置为单板工装夹具。
5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括电源(4)，所述电源(4)与所述控制装置(1)连接，用于为所述检测装置供电。
6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述电源(4)为12V开关电源。
7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制装置(1)、功能检测组件(2)、上位机(3)以及被测一体式电池管理系统之间均通过CAN总线通信。
8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制装置(1)与所述上位机(3)之间采用USB接口连接。
9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述上位机(3)为PC机。
10.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制装置(1)为微控制器。
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