CN207764308U - 一种bms调试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电气技术领域，具体涉及一种BMS调试设备。本实用新型所要解决的技术问题是提出一种BMS调试设备，解决BMS测试时间长、成本高且精度低的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提出这样一种BMS调试设备，包括上位机、故障模拟装置、通信模块和被测BMS主机，所述通信模块包括CAN总线分析仪和双通路通讯板，上位机通过CAN总线分析仪分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连，故障模拟装置分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连。本实用新型具有省时省力检测精度高的效果。

Description

一种BMS调试设备

技术领域

本实用新型属于电气技术领域，具体涉及一种BMS调试设备。

背景技术

目前各生产BMS(电池管理系统)的厂商对于BMS的测试方法往往采用以下几种方法:1、真实电池测试法；2、电子负载测试法；3、稳压电源测试法。以上几种方法存在的问题分别是:1、测试时间过长,效率偏低；2、电子负载一般用于电源的调试,对于充电器的测试虽然可行,但是电子负载成本较高,一般不具有输出能力；3、稳压电源测试方法接线相对复杂,精度无法保证。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种BMS调试设备，通过利用故障模拟装置模拟各种电池或BMS系统的故障，解决了BMS测试时间长、成本高且精度低的问题，具有省时省力检测精度高的效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种BMS调试设备，其特征在于,包括上位机、故障模拟装置、通信模块和被测BMS主机，所述通信模块包括CAN总线分析仪和双通路通讯板，上位机通过CAN总线分析仪分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连，故障模拟装置分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连，所述故障模拟装置包括电池模拟模块和BMS故障模拟模块，电池模拟模块和BMS故障模拟模块均分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连。

优选的，所述电池模拟模块包括第一控制器、电压电流采样单元、电压设定单元和电池输出单元，上位机通过通信模块向第一控制器发送指令,第一控制器接收指令后控制电压设定单元设定相应的电压输出值，并通过电池输出单元输出，电池输出单元不断比较输出电压和电压设定单元的电压设定值,不断调整输出电压,使其保持与设定值一致，第一控制器还通过电压电流采样单元实时监测电池输出单元实际输出的电压值，并将监测信息通过通信模块反馈给上位机进行显示。

优选的，所述电池模拟模块还包括PCI数据采集卡，用来模拟电流信号或温度信号，上位机通过通信模块驱动PCI数据采集卡模拟设定的参数信号，PCI数据采集卡再将模拟后的信号发送给被测BMS主机。

优选的，所述BMS故障模拟模块包括第二控制器、继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元，通讯模块通过第二控制器分别与继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元相连。

优选的，所述BMS故障模拟模块还包括均衡能力检测单元和SOC估算精度测试单元，分别用来测试被测BMS主机的均衡能力以及SOC的估算精度。

优选的，被测BMS主机发出闭合命令时,所述继电器故障模拟单元通过串联一个开关强制断开继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器仍断开；发出断开命令时,并联一个开关强制保持继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器保持闭合。

优选的，所述绝缘故障模拟单元的电路包括两组电阻，两组所包括每个型号的电阻数量相同，每组电阻均由多个不同阻值的电阻组成，每个电阻分别串联一个开关后一端接地，一组另一端与供电电源正极相连，另一组的另一端与供电电源负极相连。第二控制器根据上位机的指令，控制开关分别控制各个开关的闭合与断开，使相应开关所在回路小阻值电阻与车身地接通。

一种BMS调试方法，包括如下步骤：

步骤一：上位机通过CAN总线分析仪发送CAN指令；

步骤二：故障模拟装置通过双通路通讯板进行两路CAN通信；

步骤三：一路接收上位机发送的指令，模拟整车控制器向被测BMS主机发送CAN信息，从而驱动电池模拟模块发出相关的模拟信号，即模拟参数，并定时接收被测BMS主机反馈回来的CAN信息，实现电池故障的模拟；

步骤四：另一路CAN发送控制指令给BMS故障模拟模块，驱动BMS故障模拟模块进行故障模拟；

步骤五：故障模拟成功后，上位机通过通信模块接收被测BMS主机返回的测量数据，通过对比测量数据与模拟参数，生成检测结果，并将检测结果记录存储且生成报告显示出来。

优选的，所述步骤三中的模拟信号包括过欠压模拟信号、过欠流模拟信号和过欠温模拟信号。

优选的，所述步骤四中的故障模拟包括继电器故障模拟和绝缘故障模拟。

本实用新型有益效果是:1、测试时间短,效率较高；2、电子负载成本较低且具有输出能力；3、测试方法接线相对简单,精度高。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的系统结构图。

图2是本实用新型的具体实施方式的电池模拟模块结构图。

图3是本实用新型的具体实施方式的电池输出单元结构图。

图4是本实用新型的具体实施方式的绝缘故障模拟单元的电路图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所示，一种BMS调试设备，包括上位机、故障模拟装置、通信模块和被测BMS主机。

上位机可以提供控制软件和数据采集分析软件，控制软件完成设置并存储故障模拟装置中每个模拟模块的检测参数，数据采集分析软件可完成对被测BMS主机的检测数据的采集、记录、分析及自动生成测试报告。所述故障模拟装置包括电池模拟模块和BMS故障模拟模块，所述通信模块包括CAN总线分析仪和双通路通讯板。所述BMS调试设备还包括供电电源(图中未标出)，供电电源与本设备中的各用电模块相连。

上位机通过CAN总线分析仪发送CAN指令，故障模拟装置通过双通路通讯板进行两路CAN通信，一路接收上位机发送的指令，模拟整车控制器向被测BMS主机发送CAN信息，从而驱动电池模拟模块发出相关的模拟信号，即模拟参数，并定时接收被测BMS主机反馈回来的CAN信息，实现电池故障的模拟；另一路CAN发送控制指令给BMS故障模拟模块，实现BMS故障的模拟。故障模拟成功后，上位机通过通信模块接收被测BMS主机返回的测量数据，通过对比测量数据与模拟参数，生成检测结果，并将检测结果记录存储且生成报告显示出来。

如2图所示，电池模拟模块包括第一控制器、电压电流采样单元、电压设定单元和电池输出单元。上位机通过通信单元向第一控制器发送指令,第一控制器接收指令后控制电压设定单元设定相应的电压输出值，并通过电池输出单元输出。电池输出单元不断比较输出电压和电压设定单元的电压设定值(基准值),不断调整输出电压,使其保持与设定值(基准值)一致。第一控制器还通过电压电流采样单元实时监测电池输出单元实际输出的电压值，并将监测信息通过通讯单元反馈给上位机进行显示。

电池输出单元的结构图如3所示，内部控制电路通过比较电压设定模块的设定值和输出端电压不断控制欠压控制电路和过压控制电路,使电池输出端电压保持恒定；若电池输出端电压高于电压设定值时(过压),内部控制电路打开欠压控制电路、过压控制电路,使输出端电压下降；当电池输出端电压高于电压设定值时(欠压),模块内部电路过压控制电路、闭合欠压控制电路,使输出端电压上升。

电压设定单元包含数字电位器以及放大电路,本实施示例采用256个抽头、阻值为10KΩ的单通道数字电位器MCP41010,该芯片通过SPI总线与第一控制器进行通信。

所述电池模拟器还需要有测试BMS的电池电流检测精度以及电池过充或过放故障检测能力和测试BMS的电池温度检测精度以及电池过欠温故障检测能力。

为了实现上述功能，所述电池模拟模块还包括PCI数据采集卡，上位机通过通信模块驱动PCI数据采集卡模拟设定的电流信号或温度信号，PCI数据采集卡再将模拟后的信号发送给被测BMS主机。

本实用新型采用霍尔传感器将正负电流信号转换成0～5V电压信号，并提供双通道的精度范围，既保证较小电流下的采样精度要求又可实现较大电流的测量。根据上述原理，将两路0-5V电压连接至被测BMS主机的两路霍尔信号接入端口，以实现电流信号的模拟。通过控制两路模拟电压信号的大小，即可实现电池过充或过放故障的模拟，这两路模拟电压信号可通过PCI数据采集卡来产生。

温度采样通过将精密电阻与温敏电阻串联，测量温敏电阻两端的电压进而计算出相应的阻值，并根据温敏电阻阻值与温度的一一对应关系推算出采样的温度。温度信号一般调理为0～5V的电压信号，通过调节连接至被测BMS主机温度采样通道接入端口的电压来调节各模块的温度信号，从而实现温度故障的模拟。输入电源信号仍由PCI数据采集卡产生。

BMS故障模拟模块包括第二控制器、继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元，通讯模块通过第二控制器分别与继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元相连。继电器故障模拟单元用于测试被测BMS主机的继电器故障检测能力，绝缘故障模拟单元用来测试被测BMS主机绝缘故障检测能力。

继电器的故障可分为继电器低压控制故障，表现为发送关断或闭合指令时继电器不工作和继电器自身的故障，即触点故障表现为应当闭合时仍断开和应叫关断时保持闭合状态。在被测BMS主机发出闭合命令时，可通过串联一个开关强制断开继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器仍断开；发出断开命令时,并联一个开关强制保持继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器保持闭合，继电器故障模拟单元中的开关均由第二控制器控制。

为实现对BMS绝缘故障检测能力的测试，需要模拟出绝缘性能下降的现象，可通过在供电电源正负极和车身地之间接入一个小阻值的电阻实现，绝缘故障模拟单元的电路图如图4所示，该电路包括两组电阻，两组所包括每个型号的电阻数量相同，每组电阻均由多个不同阻值的电阻组成，每个电阻分别串联一个开关后一端接地，一组另一端与供电电源正极相连，另一组的另一端与供电电源负极相连。第二控制器根据上位机的指令，控制开关分别控制各个开关的闭合与断开，使相应开关所在回路小阻值电阻与车身地接通，即可实现正负极对车身地绝缘性能下降的模拟。

以模拟电源负极对车身地100kΩ的绝缘故障为例，上位机通过通信模块向第二控制器发出控制信号，第二控制器控制闭合S4，模拟电池负极对车身地100kΩ的绝缘故障，执行1s后断开S4。同理，正负极对车身地其他阻值的绝缘性能故障的模拟也可类此实现。

优选的，所述BMS故障模拟模块还包括均衡检测模块，用来测试被测BMS主机的均衡能力；

SOC估算精度模块，用来测试被测BMS主机的SOC的估算精度。

一种BMS调试方法，具体步骤如下：

步骤一：上位机通过CAN总线分析仪发送CAN指令；

步骤二：故障模拟装置通过双通路通讯板进行两路CAN通信；

步骤三：一路接收上位机发送的指令，模拟整车控制器向被测BMS主机发送CAN信息，从而驱动电池模拟模块发出相关的模拟信号，即模拟参数，并定时接收被测BMS主机反馈回来的CAN信息，实现电池故障的模拟；

步骤四：另一路CAN发送控制指令给BMS故障模拟模块，驱动BMS故障模拟模块进行故障模拟；

步骤五：故障模拟成功后，上位机通过通信模块接收被测BMS主机返回的测量数据，通过对比测量数据与模拟参数，生成检测结果，并将检测结果记录存储且生成报告显示出来。

上面对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种BMS调试设备，其特征在于,包括上位机、故障模拟装置、通信模块和被测BMS主机，所述通信模块包括CAN总线分析仪和双通路通讯板，上位机通过CAN总线分析仪分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连，故障模拟装置分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连，所述故障模拟装置包括电池模拟模块和BMS故障模拟模块，电池模拟模块和BMS故障模拟模块均分别与双通路通讯板和被测BMS主机相连。

2.根据权利要求1所述的BMS调试设备，其特征在于,所述电池模拟模块还包括PCI数据采集卡，用来模拟电流信号或温度信号，上位机通过通信模块驱动PCI数据采集卡模拟设定的参数信号，PCI数据采集卡再将模拟后的信号发送给被测BMS主机。

3.根据权利要求1所述的BMS调试设备，其特征在于,所述BMS故障模拟模块包括第二控制器、继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元，通讯模块通过第二控制器分别与继电器故障模拟单元和绝缘故障模拟单元相连。

4.根据权利要求1所述的BMS调试设备，其特征在于,所述BMS故障模拟模块还包括均衡能力检测单元和SOC估算精度测试单元，分别用来测试被测BMS主机的均衡能力以及SOC的估算精度。

5.根据权利要求3所述的BMS调试设备，其特征在于,被测BMS主机发出闭合命令时,所述继电器故障模拟单元通过串联一个开关强制断开继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器仍断开；发出断开命令时,并联一个开关强制保持继电器控制线圈从供电电压到地的连接，使继电器保持闭合。

6.根据权利要求3所述的BMS调试设备，其特征在于,所述绝缘故障模拟单元的电路包括两组电阻，两组所包括每个型号的电阻数量相同，每组电阻均由多个不同阻值的电阻组成，每个电阻分别串联一个开关后一端接地，一组另一端与供电电源正极相连，另一组的另一端与供电电源负极相连；第二控制器根据上位机的指令，控制开关分别控制各个开关的闭合与断开，使相应开关所在回路小阻值电阻与车身地接通。