CN112285462A - 用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质 - Google Patents

用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式提供一种用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质，属于电池管理系统的测试技术领域。所述测试装置包括：CAN板卡，用于读取所述电池管理系统存储的SOC值和SOH值；单体板卡，用于向所述电池管理系统仿真单体电池的电压；电流板卡，用于向所述电池管理系统仿真充放电电流；上位机，与所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡连接，用于控制所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡的工作以完成对所述电池管理系统的测试。该测试装置、方法及存储介质能够通过简单的装置及步骤测试电池管理系统的电池寿命预测功能是否正常。

Description

用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及电池管理系统的测试技术领域，具体地涉及一种用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质。
背景技术
电池老化是一个长期渐变的过程，电池寿命SOH表征当前电池相对于新电池储存电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态。现阶段主流电池寿命SOH通过电池容量衰减进行预估和计算。而电池的容量衰减预测算法是否准确可靠，需要对电池寿命预测进行测试验证。
当前验证手段重要通过充放电柜，对电池循环充放电，验证电池寿命预测算法；还有通过路试车辆，长时间的跟踪测试验证电池寿命预测算法。这样测试方法需要真实的电池去充放电，寿命真实的衰减；耗费大量的时间和精力。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质，该测试装置、方法及存储介质能够通过简单的装置及步骤测试电池管理系统的电池寿命预测功能是否正常。
为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于电池管理系统的测试装置，所述测试装置包括：
CAN板卡，用于读取所述电池管理系统存储的SOC值和SOH值；
单体板卡，用于向所述电池管理系统仿真单体电池的电压；
电流板卡，用于向所述电池管理系统仿真充放电电流；
上位机，与所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡连接，用于控制所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡的工作以完成对所述电池管理系统的测试。
可选地，所述测试装置包括程控电源，用于向所述测试装置的各个部件供电。
可选地，所述上位机用于：
控制所述电阻板卡向所述电池管理系统仿真放电电流直到所述电池管理系统进入低SOC状态；
控制所述单体板卡向所述电池管理系统仿真第一电压以使得所述电池管理系统进行第一次SOC校准操作；
控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值；
控制所述单体板卡向所述电池管理系统仿真第二电压以使得所述电池管理系统进行第二次SOC校准操作；
根据公式(1)计算所述上位机估算出的SOH值，
Figure BDA0002721525040000021
其中，SOHtest为所述上位机估算出的SOH值，Captest为采用安时积分法估算的所述模拟电池的容量值，Capnormal为所述模拟电池初始的标称容量，SOCend为所述第二次SOC校准操作的SOC值，SOCstart为所述第一次SOC校准操作时的SOC值；
通过所述CAN板卡获取所述电池管理系统预测的SOH；
比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确。
可选地，在控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值时，所述上位机持续仿真充电电流1小时。
可选地，所述比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确具体包括：
判断SOHtest是否等于SOH；
在判断SOHtest不等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试未通过；
在判断SOHtest等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试通过。
另一方面，本发明还提供一种用于电池管理系统的测试方法，所述测试方法包括：
向所述电池管理系统仿真放电电流直到所述电池管理系统进入低SOC状态；
向所述电池管理系统仿真第一电压以使得所述电池管理系统进行第一次SOC校准操作；
向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值；
向所述电池管理系统仿真第二电压以使得所述电池管理系统进行第二次SOC校准操作；
根据公式(1)计算所述上位机估算出的SOH值，
Figure BDA0002721525040000031
其中，SOHtest为估算出的SOH值，Captest为采用安时积分法估算的所述模拟电池的容量值，Capnormal为所述模拟电池初始的标称容量，SOCend为所述第二次SOC校准操作的SOC值，SOCstart为所述第一次SOC校准操作时的SOC值；
获取所述电池管理系统预测的SOH；
比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确。
可选地，在控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值时，所述上位机持续仿真充电电流1小时。
可选地，所述比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确具体包括：
判断SOHtest是否等于SOH；
在判断SOHtest不等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试未通过；
在判断SOHtest等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试通过。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如上述任一所述的测试方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质通过CAN板卡读取电池管理系统存储的SOC值和SOH值，通过单体板卡向电池管理系统仿真单体电池的电压，通过用于向电池管理系统仿真充放电电流，并采用上位机集中控制CAN板卡、单体板卡以及电流板卡的工作以完成对所述电池管理系统的测试，解决了现有技术中测试方法高成本、长周期的技术缺陷，提高了电池管理系统的测试效率。
本发明实施方式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实施方式的进一步理解，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实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的用于电池管理系统的测试装置的结构框图；
图2是根据本发明的一个实施方式的用于电池管理系统的测试方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施方式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实施方式，并不用于限制本发明实施方式。
在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。
另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的用于电池管理系统的测试装置的结构框图。在图1中该测试装置可以包括CAN板卡01、单体板卡02、电流板卡03以及上位机04。其中，CAN板卡01可以用于读取电池管理系统10存储的SOC值和SOH值。单体板卡02可以用于向电池管理系统10仿真单体电池的电压。电流板卡03可以用于向电池管理系统10仿真充放电电流。上位机04可以与CAN板卡01、单体板卡02以及电流板卡03连接，用于控制该CAN板卡01、单体板卡02以及电流板卡03的工作以完成对电池管理系统10的测试。另外，在图1中，为了便于上位机04对各个部件的启停的控制，该测试装置还可以包括程控电源05。该程控电源05可以受上位机04控制并向该测试装置的各个部件供电。
在该实施方式中，为了使得如图1所示的测试装置能够完成对电池管理系统10的功能测试，上位机04可以用于执行如图2中所示的方法。在图2中，上位机04可以用于执行：
在步骤S10中，向电池管理系统10仿真放电电流直到电池管理系统进入低SOC状态。具体地，在以图1中示出的测试装置进行测试的情况下，该步骤S10可以是控制电阻板卡01向电池管理系统10仿真放电电流。其中，该放电电流可以是常规的单体电池的放电电流。在该步骤S10中，向电池管理系统10仿真放电电流可以使得该电池管理系统10确认当前的单体电池处于放电状态。在持续一段时间后，可以使得电池管理系统10确认当前的单体电池进入低SOC状态。
在步骤S11中，向电池管理系统仿真第一电压以使得电池管理系统进行第一次SOC校准操作。其中，在以图1中示出的测试装置进行测试的情况下，该步骤S11可以是上位机04控制单体板卡02向电池管理系统10仿真该第一电压。由于该第一电压是为了使得该电池管理系统10识别出当前的单体电池在经过放电电流放电后，进入低SOC状态。因此，该第一电压值可以是常规的单体电池在低电量状态(一般为SOC值小于等于10％)下的开路电压，例如3.23V。
在步骤S12中，向电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值。其中，在以图1中示出的测试装置进行测试的情况下，该步骤S12可以是上位机04控制电流板卡03向该电池管理系统10仿真充电电流。在仿真充电电流的同时，该上位机04还可以实时采用安时积分法估算模拟电池(即电池管理系统10识别的当前的单体电池)的容量值。另外，为了表示该模拟电池在经过一定的充电时间后，才会达到满电状态，在该步骤S12中，上位机04可以持续仿真充电电流例如1小时。
在步骤S13中，向电池管理系统10仿真第二电压以使得电池管理系统进行第二次SOC校准操作。其中，在以图1中示出的测试装置进行测试的情况下，该步骤S13可以是上位机04控制单体板卡02向该电池管理系统10仿真该第二电压。由于该第二电压是为了使得该电池管理系统10识别出当前的单体电池在经过充电电流充电后，进入满电状态。因此，该第二电压可以是常规的满电电池(SOC值为100％)的开路电压，例如3.65V。
在步骤S14中，根据公式(1)计算上位机04估算出的SOH值，
Figure BDA0002721525040000071
其中，SOHtest为上位机04估算出的SOH值，Captest为采用安时积分法估算的模拟电池的容量值，Capnormal为模拟电池初始的标称容量，SOCend为第二次SOC校准操作的SOC值，SOCstart为第一次SOC校准操作时的SOC值；
在步骤S15中，获取电池管理系统10预测的SOH。其中，在以图1中示出的测试装置进行测试的情况下，该步骤S15可以是上位机04通过CAN板卡01获取该预测的SOH。
在步骤S16中，比对SOHtest和预测的SOH以确定电池管理系统10的电池寿命预测功能是否准确。其中，SOHtest是上位机04通过安时积分法和公式(1)估计出的标准值，而电池管理系统10预测的SOH为该电池管理系统10的内置算法所预测的待测试值。因此，比对SOHtest和预测的SOH就能够确定该电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确。具体地，该步骤S16可以是判断SOHtest是否等于预测的SOH。在判断SOHtest不等于预测的SOH的情况下，确定电池管理系统10测试未通过；在判断SOHtest等于SOH的情况下，确定电池管理系统10测试通过。
再一方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质可以存储有指令，该指令可以用于被机器读取以使得该机器执行如上述任一所述的测试方法。
通过上述技术方案，本发明提供的用于电池管理系统的测试装置、方法及存储介质通过CAN板卡读取电池管理系统存储的SOC值和SOH值，通过单体板卡向电池管理系统仿真单体电池的电压，通过用于向电池管理系统仿真充放电电流，并采用上位机集中控制CAN板卡、单体板卡以及电流板卡的工作以完成对所述电池管理系统的测试，解决了现有技术中测试方法高成本、长周期的技术缺陷，提高了电池管理系统的测试效率。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式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实施方式的保护范围。
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。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个可以是单片机，芯片等或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施方式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实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于电池管理系统的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括：
CAN板卡，用于读取所述电池管理系统存储的SOC值和SOH值；
单体板卡，用于向所述电池管理系统仿真单体电池的电压；
电流板卡，用于向所述电池管理系统仿真充放电电流；
上位机，与所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡连接，用于控制所述CAN板卡、所述单体板卡以及所述电流板卡的工作以完成对所述电池管理系统的测试。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括程控电源，用于向所述测试装置的各个部件供电。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述上位机用于：
控制所述电阻板卡向所述电池管理系统仿真放电电流直到所述电池管理系统进入低SOC状态；
控制所述单体板卡向所述电池管理系统仿真第一电压以使得所述电池管理系统进行第一次SOC校准操作；
控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值；
控制所述单体板卡向所述电池管理系统仿真第二电压以使得所述电池管理系统进行第二次SOC校准操作；
根据公式(1)计算所述上位机估算出的SOH值，
Figure FDA0002721525030000011
其中，SOHtest为所述上位机估算出的SOH值，Captest为采用安时积分法估算的所述模拟电池的容量值，Capnormal为所述模拟电池初始的标称容量，SOCend为所述第二次SOC校准操作的SOC值，SOCstart为所述第一次SOC校准操作时的SOC值；
通过所述CAN板卡获取所述电池管理系统预测的SOH；
比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确。
4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，在控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值时，所述上位机持续仿真充电电流1小时。
5.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确具体包括：
判断SOHtest是否等于SOH；
在判断SOHtest不等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试未通过；
在判断SOHtest等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试通过。
6.一种用于电池管理系统的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
向所述电池管理系统仿真放电电流直到所述电池管理系统进入低SOC状态；
向所述电池管理系统仿真第一电压以使得所述电池管理系统进行第一次SOC校准操作；
向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值；
向所述电池管理系统仿真第二电压以使得所述电池管理系统进行第二次SOC校准操作；
根据公式(1)计算所述上位机估算出的SOH值，
Figure FDA0002721525030000031
其中，SOHtest为估算出的SOH值，Captest为采用安时积分法估算的所述模拟电池的容量值，Capnormal为所述模拟电池初始的标称容量，SOCend为所述第二次SOC校准操作的SOC值，SOCstart为所述第一次SOC校准操作时的SOC值；
获取所述电池管理系统预测的SOH；
比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确。
7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，在控制所述电流板卡向所述电池管理系统仿真充电电流，并实时采用安时积分法估算模拟电池的容量值时，所述上位机持续仿真充电电流1小时。
8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于，所述比对SOHtest和预测的SOH以确定所述电池管理系统的电池寿命预测功能是否准确具体包括：
判断SOHtest是否等于SOH；
在判断SOHtest不等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试未通过；
在判断SOHtest等于SOH的情况下，确定所述电池管理系统测试通过。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有指令，所述指令用于被机器读取以使得所述机器执行如权利要求6至8任一所述的测试方法。
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