CN111880109B - 电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法及系统，包括如下步骤：测试电池单体均衡能够按照条件正常开启，并对开启位置进行验证；对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证；对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证。本发明通过对不同变量的更改，达到对均衡开启关闭正确性与准确性的控制，以及对在不同状态下均衡的相应动作是否正常进行验证，所述测试方法涵盖目前BMS软件实际运行工况下的均衡功能，保证在电池充电末端的合理压差能够得到均衡，提升BMS软件实际运行的稳定性与可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池管理系统技术领域，具体涉及一种用于电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法及系统。
背景技术
在电动汽车行业，目前针对磷酸铁锂电池充电末端的电压差异，多数未对该压差进行有效处理，导致单体在多次充放电后存在较大电压差与容量差异，影响电池续航里程与电池寿命，长时间充放电循环，可能会导致电芯损坏，导致充放电停止，车辆无法正常运行，对客户使用影响较大，行业内针对被动均衡的测试方法，主要测试功能的可行性，仅验证被动均衡功能在条件满足情况下开启关闭情况，对于各种工况及均衡开启的位置及测试条件中的无效等价类没有做过多的分析和验证。如果测试不充分，可能会导致均衡的误开启或开启的位置不正确，同样会对电池寿命带来危害。
发明内容
本发明提供一种通过对不同变量的更改，达到对均衡开启关闭正确性与准确性的控制，以及对在不同状态下均衡的相应动作是否正常进行验证的测试方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法，包括如下步骤：
测试电池单体均衡能够按照条件正常开启，并对开启位置进行验证；
对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证；
对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证。
进一步地，所述测试电池单体均衡能够按照条件正常开启并对开启位置进行验证的步骤，具体包括：
1)配置所有单体电池电压，满足关系式Vmax＞V1，Vmax-Vmin＜V2，且平均电压＞V1，其中Vmax、Vmin为单体电池电压中的最大值和最小值，V1的值为3.5V，V2的值为0.5V。
2)设定电池板载温度及温感温度均在正常值，从第一节单体电池开始，将单体电压更改为比平均电压超出V3，该节单体电池开启均衡，并标记单体均衡的开启位置；同时依次更改其他节单体电池的单体电压，使得更改的单体电压均比平均电压超出V3，其中V3的值为30mV，被更改的单体电池的数量为所有单体电池的一半；
进一步地，所述对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
按照控制变量法，依次设定未进入充电流程、平均电压、压差、单体温度、板载温度不在有效值，验证均衡功能均无法开启。
进一步地，所述对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
测试电池单体均衡的正常关闭状态：分别设置最大单体电压＜V1、板载温度＞Q1、高低单体电压差大于V2以及充电正常结束这四种条件，测试是否均能够关闭均衡，其中Q1的值为85°；
测试电池单体均衡的充电故障关闭：通过模拟单体电压过低、过高以及总压过高，验证在不同停充故障时能够正常的停止。
进一步地，还包括对电池单体均衡开启后的持续运行进行测试。
一种采用上述测试方法的电动汽车电池管理系统被动均衡功能测试系统，包括：
BMS主机板，以及与该BMS主机板连接的BMS模拟从机上位机、模拟充电机和BMS主机上位机；
所述BMS模拟从机上位机通过CANalyst工具与BMS主机板连接，用于更改单体上传信息与板载信息；
所述模拟充电机用于读取充电过程中的状态信息及充电过程中的报文交互；
所述BMS主机上位机用于将充电过程中的绝缘故障通过整车CAN发送至BMS主机板。
由以上技术方案可知，本发明依据电池的单体电压，电池单体温度，板载温度及当前工况，包括被动均衡功能开启关闭的流程测试，各种工况下均衡功能的响应情况，故障出现时的均衡状态切换测试，所述测试方法涵盖目前BMS软件实际运行工况下的均衡功能，保证在电池充电末端的合理压差能够得到均衡，提升BMS软件实际运行的稳定性与可靠性。
附图说明
图1为本发明测试方法的流程图；
图2为实施例中的方法流程图；
图3为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
如图3所示，本发明的电动汽车电池管理系统被动均衡功能测试系统，包括：
BMS主机板，以及与该BMS主机板连接的BMS模拟从机上位机、模拟充电机和BMS主机上位机。通过模拟INCAN，整车CAN以及充电CAN与BMS之间的通信，模拟BMS从机、BMS主机、整车与国标充电机之间的通信过程，建立起模拟实际通信状态的通信网络，搭建被动均衡功能的测试平台。本发明测试方法中所有流程建立及条件的更改均通过该组成的系统完成，包含单体温度，电压，板载温度的更改，模拟故障、故障显示及均衡位置的查看，通过CAN报文发送模拟在收到其他设备存在异常时的处理。
所述BMS模拟从机上位机通过CANalyst工具和BMS的Incan(CAN3)与BMS主机板连接，达到更改单体上传信息与板载信息的目的，单体变量通过该上位机更改。
所述BMS主机上位机连接到BMS主机板CAN1上，读取BMS状态信息，并能够更改BMS部分状态，用于将充电过程中的绝缘故障通过整车CAN发送至BMS主机板。
所述模拟充电机在充电过程中绝缘故障通过整车CAN发送，模拟充电机与BMS主机板的CAN2(充电CAN)相连，读取充电过程中的状态信息及充电过程中的报文交互。
基于建立起的通信网络的基础上，在国标充电的流程中，设定BMS被动均衡功能的开启与关闭的条件，并通过各种相关非相关条件的组合模拟实际可能出现的工况。由于被动均衡中的硬件执行部分位于从机板上，通过解析INCAN报文，确定被动均衡开启与关闭的状态及被动均衡开启的位置。如图1所示，本发明电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法，具体，包括如下步骤：
S1、测试电池单体均衡能够按照条件正常开启，并对开启位置进行验证；
S2、对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证；
S3、对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证。
其中，所述测试电池单体均衡能够按照条件正常开启并对开启位置进行验证的步骤，具体包括：
1)配置所有单体电池电压，满足关系式Vmax＞V1，Vmax-Vmin＜V2，且平均电压＞V1，其中Vmax、Vmin为单体电池电压中的最大值和最小值，V1的值为3.5V，V2的值为0.5V。
2)设定电池板载温度及温感温度均在正常值，从第一节单体电池开始，将单体电压更改为比平均电压超出V3，该节单体电池开启均衡，并标记单体均衡的开启位置；同时依次更改其他节单体电池的单体电压，使得更改的单体电压均比平均电压超出V3，其中V3的值为30mV，被更改的单体电池的数量为所有单体电池的一半；
所述对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
按照控制变量法，依次设定未进入充电流程、平均电压、压差、单体温度、板载温度不在有效值，验证均衡功能均无法开启。
所述对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
测试电池单体均衡的正常关闭状态：分别设置最大单体电压＜V1、板载温度＞Q1、高低单体电压差大于V2以及充电正常结束这四种条件，测试是否均能够关闭均衡，其中Q1的值为85°；
测试电池单体均衡的充电故障关闭：通过模拟单体电压过低、过高以及总压过高，验证在不同停充故障时能够正常的停止。
还包括对电池单体均衡开启后的持续运行进行测试。
下面结合图2对具体实施例进行阐述：
无故障状态下，进入国标充电，通过BMS从机上位机配置所有单体电压为3.501V，满足策略图中Vmax＞3.5V，Vmax-Vmin＜0.5V，同时符合平均电压＞3.5V，设定板载温度及温感温度均为25℃，符合电池温度与板载温度均在正常值，此时从第一节更改其中单体电压，设定单体电压为3.532V，此时该节单体开启均衡，通过连接到Incan上的Cantest软件，加载Incan DBC后，可看到单体均衡的开启位置，同时依次更改其他单体的单体电压，使得单体的电压均大于平均电压30mv，最大的数量为单体总数的一半，当对应单体开启均衡后，关于单体均衡位置的Incan报文的对应标志位均置位。
同时，在测试完均衡能够按照既定条件正常开启后，可按照控制变量法，依次设定未进入充电流程，平均电压、压差、单体温度、板载温度不在有效值，均衡功能均无法开启，以证明均衡条件的有效性和唯一性。
在测试均衡关闭时，正常关闭状态：设定最大单体电压＜3.5V，板载温度＞85℃，高低单体电压差大于500mV，充电正常结束。此四种条件中任意一种，均能够关闭均衡。
充电故障关闭：通过模拟单体电压过低、过高，总压过高，通过整车CAN发送最高等级故障绝缘值，单体温度高低温严重故障，充电过流严重故障，高压互锁故障，更改充电枪温度，达到严重过温故障，切断CC2，造成CC2丢失故障，移除BMS从机中任意一箱，造成主从通信故障，此类故障，均会导致BMS充电因故障结束，此时，已开启的所有均衡，随着充电的结束而结束。此时可验证，均衡能够正确且准确的开启关闭，同时在存在不同停充故障时能够正常的停止。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种电动汽车电池管理系统被动均衡功能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
测试电池单体均衡能够按照条件正常开启，并对开启位置进行验证；
对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证；
对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证；
所述测试电池单体均衡能够按照条件正常开启并对开启位置进行验证的步骤，具体包括：
1）配置所有单体电池电压，满足关系式
，
，且平均电压
，其中
为单体电池电压中的最大值和最小值，
的值为3.5V，
的值为0.5V；
2）设定电池板载温度及温感温度均在正常值，从第一节单体电池开始，将单体电压更改为比平均电压超出
，该节单体电池开启均衡，并标记单体均衡的开启位置；同时依次更改其他节单体电池的单体电压，使得更改的单体电压均比平均电压超出
，其中
的值为30mV，被更改的单体电池的数量为所有单体电池的一半。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对电池单体均衡开启的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
按照控制变量法，依次设定未进入充电流程、平均电压、压差、单体温度、板载温度不在有效值，验证均衡功能均无法开启。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对电池单体均衡关闭的各个条件进行有效性验证的步骤，具体包括：
测试电池单体均衡的正常关闭状态：分别设置最大单体电压
、板载温度
、高低单体电压差大于
以及充电正常结束这四种条件，测试是否均能够关闭均衡，其中
的值为85°；
测试电池单体均衡的充电故障关闭：通过模拟单体电压过低、过高以及总压过高，验证在不同停充故障时能够正常的停止。
4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，还包括对电池单体均衡开启后的持续运行进行测试。
5.一种采用权利要求1-4任一项所述测试方法的电动汽车电池管理系统被动均衡功能测试系统，其特征在于，包括：
BMS主机板，以及与该BMS主机板连接的BMS模拟从机上位机、模拟充电机和BMS主机上位机；
所述BMS模拟从机上位机通过CANalyst工具与BMS主机板连接，用于更改单体上传信息与板载信息；
所述模拟充电机用于读取充电过程中的状态信息及充电过程中的报文交互；
所述BMS主机上位机用于将充电过程中的绝缘故障通过整车CAN发送至BMS主机板。
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