CN107167677B - 用于电池管理系统的模拟测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于电池管理系统的模拟测试装置及测试方法，该模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元，CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接。本发明可以实现对电池管理系统的全面、实时的模拟检测，可以实时体现电池管理系统的运行状况，检测出其故障状态，及时且高效，可广泛应用于电动汽车的检测领域中。

Description

用于电池管理系统的模拟测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及电动汽车的电池管理领域，特别是涉及用于电池管理系统的模拟测试装置及测试方法。

背景技术

目前，新能源汽车被列为国家重点项目，其中主要涉及电动汽车行业，而目前电动汽车关键技术的发展包括整车控制技术、动力电池技术、电池管理系统技术等。其中，电池管理系统是动力电池与用户之间的纽带。近几年来，随着电动汽车技术的发展，电池管理系统的优劣将直接影响到电动汽车的安全及可靠性，因此对电池管理系统的性能要求越来越高。而电池管理系统的检测与监控是保障及改善电池管理系统性能的重要途径之一。

现有的电池管理系统的检测及监控的方法主要有以三种：1、电池管理系统运行时自动存储参数到SD 卡，通过系统控制参数存储，并通过取出SD卡查看期间数据来分析电池管理系统的运行状况；2、电池管理系统故障时，通过电池管理系统发出的通讯报文，根据通讯协议解读通讯码，判断系统故障状态。这两种方式，都是通过获取电池管理系统的工作参数等数据来对电池管理系统进行检测监控，当电池管理系统出现测量偏差时，这两种方式无法及时地发现故障，难以有效地进行故障检测。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供用于电池管理系统的模拟测试装置，本发明的另一目的是提供用于电池管理系统的故障测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

用于电池管理系统的模拟测试装置，所述电池管理系统包括温度采集模块、电压采集模块、充电回路控制模块、电流检测模块、绝缘检测模块、放电回路控制模块和CAN通讯模块，所述模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元；

所述CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，所述模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，所述上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接；

所述温度信号转接单元的第一输入端连接电池温度信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第一输出端，第一输出端与温度采集模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第一输入端连接；

所述电池电压信号模拟单元通过电压信号转接单元与电压采集模块连接，所述电压信号转接单元的输入端连接模拟信号输出板卡的第二输出端，输出端与模拟信号输入板卡的第二输入端连接；

所述电流信号转接单元的第一输入端连接电池电流信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第三输出端，第一输出端与电流检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第三输入端连接；所述绝缘电阻信号转接单元的第一输入端连接绝缘电阻信号模拟单元的输出端，第二输入端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接，第一输出端与绝缘检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接；

所述充电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第五输入端连接，所述放电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第六输入端连接。

进一步，所述电池电流信号模拟单元包括电流传感器、数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块、充电控制直流接触器和放电控制直流接触器，所述电流传感器的输出端与电流信号转接单元的第一输入端连接，所述充电回路控制模块通过控制充电控制直流接触器的接触状态控制数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路的通断，所述放电回路控制模块通过控制放电控制直流接触器的接触状态控制数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路的通断，所述上位机分别与数控可编程直流电源和数控直流电子负载模块连接。

进一步，所述模拟测试装置还包括用于采集充电控制直流接触器和放电控制直流接触器的接触状态的数字信号输入板卡，所述数字信号输入板卡的输出端与上位机的第二输入端连接。

进一步，所述模拟测试装置还包括充电测试开关、放电测试开关以及用于控制充电测试开关和放电测试开关的开关状态的数字信号输出板卡，所述数字信号输出板卡的输入端连接上位机的第二输出端，所述充电测试开关串联在数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路上，所述放电测试开关串联在数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路上。

进一步，所述电池温度信号模拟单元包括温度传感器和温度调节模块，所述电池电压信号模拟单元包括AC/DC转换模块和多个DC-DC转换模块。

进一步，所述温度信号转接单元、电压信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元和电流信号转接单元采用相同的继电器阵列结构，所述继电器阵列结构包括单刀双掷继电器和双刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的静触点和双刀双掷继电器的静触点连接，所述单刀双掷继电器的动触点分别连接模拟信号输出板卡与对应的模拟单元，所述双刀双掷继电器的动触点分别连接电池管理系统与模拟信号输入板卡。

进一步，所述上位机还连接有输入模块、人机交互显示模块、无线通信模块和/或打印机。

进一步，所述上位机还连接有故障设置面板。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：

用于电池管理系统的故障测试方法，包括步骤：

设定电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元的模拟参数，使其模拟电动汽车电池组的工作；

实时采集电池电压信号模拟单元的电压信号、电池电流信号模拟单元的电流信号、绝缘电阻信号模拟单元的模拟信号和电池温度信号模拟单元的温度信号作为电动汽车电池组的工作参数，同时，获取电池管理系统的操作数据以及其采集的模拟测量数据；

将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测；

通过设定模拟信号输出板卡、电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元的工作参数，模拟单体电池的故障状态，进而获取电池管理系统的操作数据，分析判断电池管理系统是否进行告警以及是否切断电池的充放电回路，验证电池管理系统的告警功能和控制功能。

进一步，还包括步骤：

在上位机导入实际电池额定容量及充放电过程中电池电压、温度、电流参数的随时间变化的曲线，并按照所述曲线控制模拟信号输出板卡或电压信号模拟单元、温度信号模拟单元以及电流信号模拟单元进行模拟工作，并将根据模拟信号输入板卡获取的信号计算出的电池实际容量、剩余容量、荷电状态、健康状况以及功率状况参数与电池管理系统获取的对应参数进行对比，分析电池管理系统对所述各模拟参数计算的精度。

进一步，所述电池管理系统采集的模拟测量数据包括电压采集模块采集的电压信号、温度采集模块采集的温度信号、电流采集模块采集的电流信号和绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号，所述将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测的步骤，其具体为：

将电压采集模块采集的电压信号与模拟信号输入板卡实时采集的电压信号进行分析对比，判断电池管理系统的电压采集精度；

将温度采集模块采集的温度信号与模拟信号输入板卡实时采集的温度信号进行分析对比，判断电池管理系统的温度采集精度；

将电流采集模块采集的电流信号与模拟信号输入板卡实时采集的电流信号进行分析对比，判断电池管理系统的电流采集精度；

将绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号与模拟信号输入板卡实时采集的绝缘电阻信号进行分析对比，判断电池管理系统的绝缘电阻采集精度。

进一步，还包括步骤：

配置电池内阻模拟装置，对电池电压信号模拟单元进行充放电测试，根据实际电池充放电过程中内阻、电压、温度、电流变化，实时调节内阻模拟装置、电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元的输出，进而结合实时采集的工作参数，模拟电池健康状态、容量状态等参数，与电池管理系统输出的电池健康状态、剩余电量、功率输出状况等参数进行对比，并结合对应的电池管理系统的操作数据检测电池管理系统的告警功能。

本发明的有益效果是：本发明的用于电池管理系统的模拟测试装置，电池管理系统包括温度采集模块、电压采集模块、充电回路控制模块、电流检测模块、绝缘检测模块、放电回路控制模块和CAN通讯模块，模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元；CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接；温度信号转接单元的第一输入端连接电池温度信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第一输出端，第一输出端与温度采集模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第一输入端连接；电池电压信号模拟单元通过电压信号转接单元与电压采集模块连接，电压信号转接单元的输入端连接模拟信号输出板卡的第二输出端，输出端与模拟信号输入板卡的第二输入端连接；电流信号转接单元的第一输入端连接电池电流信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第三输出端，第一输出端与电流检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第三输入端连接；所述绝缘电阻信号转接单元的第一输入端连接绝缘电阻信号模拟单元的输出端，第二输入端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接，第一输出端与绝缘检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接；所述充电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第五输入端连接，所述放电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第六输入端连接。本装置可以实现对电池管理系统实时、全面的模拟检测，可以实时体现电池管理系统的运行状况，检测出其故障状态，及时、高效地对电动汽车的电池管理系统进行模拟测试。

本发明的另一有益效果是：本发明的用于电池管理系统的故障测试方法，包括步骤：设定电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元的模拟参数，使其模拟电动汽车电池组的工作；实时采集电池电压信号模拟单元的电压信号、电池电流信号模拟单元的电流信号、绝缘电阻信号模拟单元的模拟信号和电池温度信号模拟单元的温度信号作为电动汽车电池组的工作参数，同时，获取电池管理系统的操作数据以及其采集的模拟测量数据；将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测；通过设定模拟信号输出板卡、电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元的工作参数，模拟单体电池的故障状态，进而获取电池管理系统的操作数据，分析判断电池管理系统是否进行告警以及是否切断电池的充放电回路，验证电池管理系统的告警功能和控制功能。本方法可以实现对电池管理系统实时、全面的模拟检测，可以实时体现电池管理系统的运行状况，检测出其故障状态，及时、高效地对电动汽车的电池管理系统进行模拟测试。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的用于电池管理系统的模拟测试装置的结构框图；

图2是本发明的用于电池管理系统的模拟测试装置采用的继电器阵列结构的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1，本发明提供了一种用于电池管理系统的模拟测试装置，所述电池管理系统包括温度采集模块、电压采集模块、充电回路控制模块、电流检测模块、绝缘检测模块、放电回路控制模块和CAN通讯模块，所述模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元；

所述CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，所述模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，所述上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接；

所述温度信号转接单元的第一输入端连接电池温度信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第一输出端，第一输出端与温度采集模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第一输入端连接；

所述电池电压信号模拟单元通过电压信号转接单元与电压采集模块连接，所述电压信号转接单元的输入端连接模拟信号输出板卡的第二输出端，输出端与模拟信号输入板卡的第二输入端连接；

所述电流信号转接单元的第一输入端连接电池电流信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第三输出端，第一输出端与电流检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第三输入端连接；所述绝缘电阻信号转接单元的第一输入端连接绝缘电阻信号模拟单元的输出端，第二输入端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接，第一输出端与绝缘检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接；

所述充电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第五输入端连接，所述放电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第六输入端连接。

如图1所示，所述电池管理系统按照其实现的功能进行模块划分，还包括电量管理模块、均衡管理模块、热管理模块、电安全管理模块和触控显示模块等模块。本申请不一一列出。

温度信号转接单元用于采集电池温度信号模拟单元的温度，电压信号转接单元用于检测电池电压信号模拟单元的电压，电流信号转接单元用于采集电池电流信号模拟单元的电流，绝缘电阻信号转接单元用于采集电池绝缘电阻信号模拟单元的信号，四个转接单元检测的信号均发送到上位机和电池管理系统。

可通过调节电压信号模拟单元或温度信号模拟单元、电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元的输出，模拟电池的工作电压、工作温度、工作电流、绝缘电阻。

进一步作为优选的实施方式，所述电池电流信号模拟单元包括电流传感器、数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块、充电控制直流接触器KM1和放电控制直流接触器KM2，所述电流传感器的输出端与电流信号转接单元的第一输入端连接，所述充电回路控制模块通过控制充电控制直流接触器的接触状态控制数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路的通断，所述放电回路控制模块通过控制放电控制直流接触器的接触状态控制数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路的通断，所述上位机分别与数控可编程直流电源和数控直流电子负载模块连接。数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块与上位机的通信可以采用USB、RS232、RS485或GPIB通讯等方式。数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块、充电控制直流接触器和放电控制直流接触器构成电池工作电流模拟回路。通过充电回路和放电回路，可以模拟电动汽车电池组的充放电状态。

进一步作为优选的实施方式，所述模拟测试装置还包括用于采集充电控制直流接触器和放电控制直流接触器的接触状态的数字信号输入板卡，所述数字信号输入板卡的输出端与上位机的第二输入端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述模拟测试装置还包括充电测试开关、放电测试开关以及用于控制充电测试开关KM3和放电测试开关KM4的开关状态的数字信号输出板卡，所述数字信号输出板卡的输入端连接上位机的第二输出端，所述充电测试开关串联在数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路上，所述放电测试开关串联在数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路上。

进一步作为优选的实施方式，所述电池温度信号模拟单元包括温度传感器和温度调节模块，所述电池电压信号模拟单元包括AC/DC转换模块和多个DC-DC转换模块。

温度调节模块可以由冰块、水、烧杯和加热装置组成，通过向烧杯中加入冰块或者加热烧杯中的水模拟电池工作温度。也可以由电源、电加热炉、电风扇组成，电源给电加热炉和电风扇供电，电加热炉模拟电池温度的上升，电风扇模拟电池温度的下降。也可以由具有加热、保温、制冷功能的小型恒温箱和电源组成，电源给恒温箱供电，恒温箱模拟电池工作温度。温度传感器连接电池管理系统，同时通过模拟信号输入板卡连接至上位机电脑，通过对比模拟信号输入板卡采集的温度信号和电池管理系统通过CAN通讯方式输出的电池温度参数，判断电池管理系统温度采集精度大小、温度异常报警等热管理功能是否正常。

另外，电池温度模拟单元也可直接由上位机按照温度传感器特性将温度值转换为模拟信号，由模拟信号输出板卡直接输出到电池管理系统温度采集接口，通过对比上位机设定的温度值及电池管理系统输出的电池温度参数，判断电池管理系统温度采集精度大小、温度异常报警等热管理功能是否正常。

AC/DC转换模块用于将220V市电转换为接近且高于要模拟的电池单体的电压的直流电压，如电池单体电压为3.2V，可通过AC/DC转换模块将220V交流电转换成9V、12V或24V常规档位直流电。DC-DC转换模块用于将AC/DC转换模块输出的电压转换成要模拟的电池单体的电压，且其输出电压为连续可调的，可调范围涵盖要模拟的电池单体充放电时最低电压到最高电压所有的电压变化范围，即本实施例的DC-DC转换模块为输出可调的。DC-DC转换模块的输出电压调节可以为通过可调电阻实现，也可以为通过数控按钮实现，也可以为通过设置一模拟信号输出板卡连接到上位机电脑，由上位机通过软件远程调节。其中后者可实现自动调节和按照电池实际工况进行程序化调节，更加智能化，同时也更接近电池工作实际情况。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，所述温度信号转接单元、电压信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元和电流信号转接单元采用相同的继电器阵列结构，所述继电器阵列结构包括单刀双掷继电器和双刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的静触点和双刀双掷继电器的静触点连接，所述单刀双掷继电器的动触点分别连接模拟信号输出板卡与对应的模拟单元，所述双刀双掷继电器的动触点分别连接电池管理系统与模拟信号输入板卡。这里，对应的模拟单元是指电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元，转接单元与对应的模拟单元连接，每个转接单元的单刀双掷继电器的动触点连接其对应的模拟单元，例如温度信号转接单元的单刀双掷继电器的动触点连接温度信号模拟单元。进一步作为优选的实施方式，所述上位机还连接有输入模块、人机交互显示模块、无线通信模块和/或打印机。本装置通过输入模块输入操作参数来启动上位机的数据采集、CAN通讯等功能，通过人机交互显示模块显示通过CAN通讯方式获取的电池管理系统发送的测量数据和通过模拟信号输入板卡实时采集的工作参数，同时上位机通过程序对两种方式获取的测量数据与工作参数进行对比，判断电池管理系统采集电压、电流、绝缘电阻和温度信号的采集精度以及采集功能是否正常。无线通信模块可以连接手机、平板电脑等手持移动终端设备进行故障设置。

进一步作为优选的实施方式，所述上位机还连接有故障设置面板。所述故障设置面板可以设置模拟信号输入板卡和数字信号输入板卡连接至上位机，或连接至上述三个可调或可控电池参数模拟单元，方便通过面板手动设置电池故障，注入电池管理系统，进行故障的模拟测试。

本实施例中，上位机借助输入模块和计算机软件控制数控可编程直流电源的启动、关闭、充电参数设置、充电流程设置，通过人机交互显示模块显示当前电池电压信号模拟单元的充电电流、充电电压、充电功率、充入容量、电池内阻等参数。同样的，上位机借助输入模块和计算机软件控制控制数控直流电子负载模块的启动、关闭、放电参数设置、放电流程设置，通过人机交互显示模块显示当前电池电压信号模拟单元的放电电流、电池电压信号模拟单元总工作电压、放电功率、已放电容量、电池内阻等参数。

本实施例还设置有测试回路，包括充电测试开关、放电测试开关以及数字信号输出板卡，可以通过充电测试开关控制充电回路的通断，也可通过上位机软件控制数字信号输出板卡控制充电测试开关的通断，进而控制充电回路的通断。其中上位机可以通过计算机程序事先设定若干需接通断开充电回路的条件，当条件达到即可实施对充电回路的控制，可以实现更及时的控制。而且增加充电测试开关可以提高测试系统可靠性和安全性，在数控可编程直流电源故障或充电回路需紧急停止时及时切断充电回路。同样的，放电测试开关的控制原理与功能均与充电测试开关类似。

本装置通过上位机实时采集所模拟的电池的工作参数，以及通过CAN通讯接口板卡实时获取电池管理系统的一次参数、二次参数和操作数据后，进行比对，可以对电池管理系统的一次参数采集精度进行检测，验证电池管理系统的告警功能和控制功能，还可以利用可调内阻模拟器对电池电压信号模拟单元进行充放电测试，验证电池管理系统电池健康状态估算精度、电池剩余电量估算精度、电池功率状态估算精度，可以实现对电池管理系统实时、全面的模拟检测，可以实时体现电池管理系统的运行状况，检测出其故障状态，及时、高效地对电动汽车的电池管理系统进行模拟测试。实施例二

本实施例是基于实施例一的模拟测试装置的用于电池管理系统的故障测试方法，包括步骤：

用于电池管理系统的故障测试方法，包括步骤：

设定电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元的模拟参数，使其模拟电动汽车电池组的工作；

实时采集电池电压信号模拟单元的电压信号、电池电流信号模拟单元的电流信号、绝缘电阻信号模拟单元的模拟信号和电池温度信号模拟单元的温度信号作为电动汽车电池组的工作参数，同时，获取电池管理系统的操作数据以及其采集的模拟测量数据；

将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测；

通过设定模拟信号输出板卡、电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元的工作参数，模拟单体电池的故障状态，进而获取电池管理系统的操作数据，分析判断电池管理系统是否进行告警以及是否切断电池的充放电回路，验证电池管理系统的告警功能和控制功能。

进一步，还包括步骤：

在上位机导入实际电池额定容量及充放电过程中电池电压、温度、电流参数的随时间变化的曲线，并按照所述曲线控制模拟信号输出板卡或电压信号模拟单元、温度信号模拟单元以及电流信号模拟单元进行模拟工作，并将根据模拟信号输入板卡获取的信号计算出的电池实际容量、剩余容量、荷电状态、健康状况以及功率状况参数与电池管理系统获取的对应参数进行对比，分析电池管理系统对所述各模拟参数计算的精度。

进一步作为优选的实施方式，所述电池管理系统采集的模拟测量数据包括电压采集模块采集的电压信号、温度采集模块采集的温度信号、电流采集模块采集的电流信号和绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号，所述将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测的步骤，其具体为：

将电压采集模块采集的电压信号与模拟信号输入板卡实时采集的电压信号进行分析对比，判断电池管理系统的电压采集精度；

将温度采集模块采集的温度信号与模拟信号输入板卡实时采集的温度信号进行分析对比，判断电池管理系统的温度采集精度；

将电流采集模块采集的电流信号与模拟信号输入板卡实时采集的电流信号进行分析对比，判断电池管理系统的电流采集精度；

将绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号与模拟信号输入板卡实时采集的绝缘电阻信号进行分析对比，判断电池管理系统的绝缘电阻采集精度。

进一步作为优选的实施方式，还包括步骤：

配置电池内阻模拟装置，对电池电压信号模拟单元进行充放电测试，根据实际电池充放电过程中内阻、电压、温度、电流变化，实时调节内阻模拟装置、电压信号模拟单元、温度信号模拟单元、电流信号模拟单元的输出，进而结合实时采集的工作参数，模拟电池健康状态、容量状态等参数，与电池管理系统输出的电池健康状态、剩余电量、功率输出状况等参数进行对比，并结合对应的电池管理系统的操作数据检测电池管理系统的告警功能。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.用于电池管理系统的模拟测试装置，所述电池管理系统包括温度采集模块、电压采集模块、充电回路控制模块、电流检测模块、绝缘检测模块、放电回路控制模块和CAN通讯模块，其特征在于，所述模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元；

所述CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，所述模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，所述上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接；

所述温度信号转接单元的第一输入端连接电池温度信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第一输出端，第一输出端与温度采集模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第一输入端连接；

所述电池电压信号模拟单元通过电压信号转接单元与电压采集模块连接，所述电压信号转接单元的输入端连接模拟信号输出板卡的第二输出端，输出端与模拟信号输入板卡的第二输入端连接；

所述电流信号转接单元的第一输入端连接电池电流信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第三输出端，第一输出端与电流检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第三输入端连接；所述绝缘电阻信号转接单元的第一输入端连接绝缘电阻信号模拟单元的输出端，第二输入端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接，第一输出端与绝缘检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接；

所述充电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第五输入端连接，所述放电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第六输入端连接；

所述电池电流信号模拟单元包括电流传感器、数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块、充电控制直流接触器和放电控制直流接触器，所述电流传感器的输出端与电流信号转接单元的第一输入端连接，所述充电回路控制模块通过控制充电控制直流接触器的接触状态控制数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路的通断，所述放电回路控制模块通过控制放电控制直流接触器的接触状态控制数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路的通断，所述上位机分别与数控可编程直流电源和数控直流电子负载模块连接；

所述温度信号转接单元、电压信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元和电流信号转接单元采用相同的继电器阵列结构，所述继电器阵列结构包括单刀双掷继电器和双刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的静触点和双刀双掷继电器的静触点连接，所述单刀双掷继电器的动触点分别连接模拟信号输出板卡与对应的模拟单元，所述双刀双掷继电器的动触点分别连接电池管理系统与模拟信号输入板卡；

所述模拟测试装置具体执行以下步骤：

设定电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元的模拟参数，使其模拟电动汽车电池组的工作；

实时采集电池电压信号模拟单元的电压信号、电池电流信号模拟单元的电流信号、绝缘电阻信号模拟单元的模拟信号和电池温度信号模拟单元的温度信号作为电动汽车电池组的工作参数，同时，获取电池管理系统的操作数据以及其采集的模拟测量数据；

将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测；

通过设定模拟信号输出板卡、电池电压信号模拟单元、电池温度信号模拟单元、电池电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元的工作参数，模拟单体电池的故障状态，进而获取电池管理系统的操作数据，分析判断电池管理系统是否进行告警以及是否切断电池的充放电回路，验证电池管理系统的告警功能和控制功能；

所述电池管理系统采集的模拟测量数据包括电压采集模块采集的电压信号、温度采集模块采集的温度信号、电流采集模块采集的电流信号和绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号，所述将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测的步骤，其具体为：

将电压采集模块采集的电压信号与模拟信号输入板卡实时采集的电压信号进行分析对比，判断电池管理系统的电压采集精度；

将温度采集模块采集的温度信号与模拟信号输入板卡实时采集的温度信号进行分析对比，判断电池管理系统的温度采集精度；

将电流采集模块采集的电流信号与模拟信号输入板卡实时采集的电流信号进行分析对比，判断电池管理系统的电流采集精度；

将绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号与模拟信号输入板卡实时采集的绝缘电阻信号进行分析对比，判断电池管理系统的绝缘电阻采集精度。

2.根据权利要求1所述的用于电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述模拟测试装置还包括用于采集充电控制直流接触器和放电控制直流接触器的接触状态的数字信号输入板卡，所述数字信号输入板卡的输出端与上位机的第二输入端连接。

3.根据权利要求1所述的用于电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述模拟测试装置还包括充电测试开关、放电测试开关以及用于控制充电测试开关和放电测试开关的开关状态的数字信号输出板卡，所述数字信号输出板卡的输入端连接上位机的第二输出端，所述充电测试开关串联在数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路上，所述放电测试开关串联在数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路上。

4.根据权利要求1所述的用于电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述电池温度信号模拟单元包括温度传感器和温度调节模块，所述电池电压信号模拟单元包括AC/DC转换模块和多个DC-DC转换模块。

5.根据权利要求1所述的用于电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述上位机还连接有输入模块、人机交互显示模块、无线通信模块和/或打印机。

6.根据权利要求1所述的用于电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述上位机还连接有故障设置面板。

7.用于电池管理系统的故障测试方法，其特征在于，应用于模拟测试装置，包括步骤：

设定电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元的模拟参数，使其模拟电动汽车电池组的工作；

实时采集电池电压信号模拟单元的电压信号、电池电流信号模拟单元的电流信号、绝缘电阻信号模拟单元的模拟信号和电池温度信号模拟单元的温度信号作为电动汽车电池组的工作参数，同时，获取电池管理系统的操作数据以及其采集的模拟测量数据；

将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测；

通过设定模拟信号输出板卡、电池电压信号模拟单元、电池温度信号模拟单元、电池电流信号模拟单元和绝缘电阻信号模拟单元的工作参数，模拟单体电池的故障状态，进而获取电池管理系统的操作数据，分析判断电池管理系统是否进行告警以及是否切断电池的充放电回路，验证电池管理系统的告警功能和控制功能；

所述电池管理系统采集的模拟测量数据包括电压采集模块采集的电压信号、温度采集模块采集的温度信号、电流采集模块采集的电流信号和绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号，所述将获取的电池管理系统采集的模拟测量数据与实时采集的工作参数进行匹配，对电池管理系统的测量精度进行检测的步骤，其具体为：

将电压采集模块采集的电压信号与模拟信号输入板卡实时采集的电压信号进行分析对比，判断电池管理系统的电压采集精度；

将温度采集模块采集的温度信号与模拟信号输入板卡实时采集的温度信号进行分析对比，判断电池管理系统的温度采集精度；

将电流采集模块采集的电流信号与模拟信号输入板卡实时采集的电流信号进行分析对比，判断电池管理系统的电流采集精度；

将绝缘检测模块采集的绝缘电阻信号与模拟信号输入板卡实时采集的绝缘电阻信号进行分析对比，判断电池管理系统的绝缘电阻采集精度；

其中，所述电池管理系统包括温度采集模块、电压采集模块、充电回路控制模块、电流检测模块、绝缘检测模块、放电回路控制模块和CAN通讯模块；

所述模拟测试装置包括上位机、模拟信号输入板卡、模拟信号输出板卡、CAN通讯接口板卡、温度信号转接单元、电压信号转接单元、电流信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元、电池电压信号模拟单元、电池电流信号模拟单元、绝缘电阻信号模拟单元和电池温度信号模拟单元；

所述CAN通讯模块通过CAN通讯接口板卡与上位机连接，所述模拟信号输入板卡的输出端连接上位机的第一输入端，所述上位机的第一输出端与模拟信号输出板卡的输入端连接；

所述温度信号转接单元的第一输入端连接电池温度信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第一输出端，第一输出端与温度采集模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第一输入端连接；

所述电池电压信号模拟单元通过电压信号转接单元与电压采集模块连接，所述电压信号转接单元的输入端连接模拟信号输出板卡的第二输出端，输出端与模拟信号输入板卡的第二输入端连接；

所述电流信号转接单元的第一输入端连接电池电流信号模拟单元的输出端，第二输入端连接模拟信号输出板卡的第三输出端，第一输出端与电流检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第三输入端连接；所述绝缘电阻信号转接单元的第一输入端连接绝缘电阻信号模拟单元的输出端，第二输入端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接，第一输出端与绝缘检测模块的输入端连接，第二输出端与模拟信号输入板卡的第四输入端连接；

所述充电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第五输入端连接，所述放电回路控制模块的输出端与模拟信号输入板卡的第六输入端连接；

所述电池电流信号模拟单元包括电流传感器、数控可编程直流电源、数控直流电子负载模块、充电控制直流接触器和放电控制直流接触器，所述电流传感器的输出端与电流信号转接单元的第一输入端连接，所述充电回路控制模块通过控制充电控制直流接触器的接触状态控制数控可编程直流电源和电池电压信号模拟单元构成的充电回路的通断，所述放电回路控制模块通过控制放电控制直流接触器的接触状态控制数控直流电子负载模块和电池电压信号模拟单元构成的放电回路的通断，所述上位机分别与数控可编程直流电源和数控直流电子负载模块连接；

所述温度信号转接单元、电压信号转接单元、绝缘电阻信号转接单元和电流信号转接单元采用相同的继电器阵列结构，所述继电器阵列结构包括单刀双掷继电器和双刀双掷继电器，所述单刀双掷继电器的静触点和双刀双掷继电器的静触点连接，所述单刀双掷继电器的动触点分别连接模拟信号输出板卡与对应的模拟单元，所述双刀双掷继电器的动触点分别连接电池管理系统与模拟信号输入板卡。

8.根据权利要求7所述的用于电池管理系统的故障测试方法，其特征在于，还包括步骤：

在上位机导入实际电池额定容量及充放电过程中电池电压、温度、电流参数的随时间变化的曲线，并按照所述曲线控制模拟信号输出板卡或电池电压信号模拟单元、电池温度信号模拟单元以及电池电流信号模拟单元进行模拟工作，并将根据模拟信号输入板卡获取的信号计算出的电池实际容量、剩余容量、荷电状态、健康状况以及功率状况参数与电池管理系统获取的对应参数进行对比，分析电池管理系统对所述各模拟参数计算的精度。

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