CN213069034U - 一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，包括依次连接的BMS样品、转接台架、HIL平台，所述BMS系统的连接线束通过针型端子与转接台架的一端可拆卸连接，所述HIL平台的插件与所述转接台架的另一端固定连接，所述转接台架包括多个并行设置的端子排。本实用新型所述的转接系统，当电池管理系统硬件在环测试过程中，可以实现样品与测试台架的快速连接及测量，提高测试效率，并在测试过程中便于对信号进行调试、测量，解决了HIL平台对BMS测试时所面临的工作量大、线路封闭问题。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源技术领域，尤其是涉及一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统。
背景技术
电池系统作为电动汽车的重要组成部分，其电性能和安全性能直接关系到电动汽车的续航里程和安全保障。近年来，动力锂电池单体和系统的能量密度均有显著提高，电池的循环寿命也逐步提升。锂电池技术的发展使纯电动汽车的续航里程增加，能够更好的满足人们的生活需要，进一步为消费者所接受。然而，电动汽车因动力锂电池而导致的安全问题仍然令消费者感到担忧。每年都有电动汽车由于碰撞、过充等机械滥用和电滥用因素而发生热失控，造成严重的安全事故。为了行业的稳定发展，需要全面的动力电池测试评价能力进行支撑。
作为电动汽车的核心控制系统的电池管理系统(BMS)对动力电池状态的监控、动力电池状态的管理以及动力电池性能的发挥和动力电池安全性都起到至关重要的作用，其性能的优劣决定了电动汽车的竞争力。BMS应用在电动汽车上后，能够明显的延长电池的使用寿命，提高电池的使用效率，这样电动汽车的续航里程就能够得到有效增加，电动汽车的安全性能也有了强有力的保障。然而，如果BMS出现故障的话，也会导致动力电池发生过充电、过放电等严重安全隐患。因此，BMS的功能性、可靠性随着电池系统受到关注的提高也愈发受到广泛的重视，现行标准中针对BMS的标准有QC/T 897-2011《电动汽车用电池管理系统技术条件》、GB/T 38661《电动汽车用电池管理系统技术条件》等标准对BMS提出了越来越高的要求，因此，BMS 测试是行业内重点研究的方向。
在BMS的测试方面，目前的现状是，一方面BMS多是作为电池系统一部分配套运行，大多时候无法独立于电池系统单独运行，以电池系统整体进行测试时工作量较大较为复杂，同时面临环境、机械性测试时由于电池系统整体较大，需要更多的资源和时间对样品状态进行调整；另一方面以电池系统整体进行测试时BMS被封装在系统内部，无法快速、直观的对样品状态进行观察和调试，增加了工作难度。
目前，解决这一问题的办法一是以电池系统中最小单元作为电池系统的代表，作为BMS的运行平台，这种方法解决了电池系统较大占用资源较多的情况，但是以最小系统作为测试平台某些时候无法准确的对BMS的一些功能进行全面测试。二是以硬件在环测试(HIL)平台通过测试台架以虚拟电池系统作为BMS的运行平台，这种方法通过测试台架对BMS全部接口的连接，将电池系统模型对BMS进行输出以保证可以对BMS全部能力进行覆盖测试；但是每更换一款样品都需要重新制作测试台架到BMS样品之间的全部线束连接以保证连接的有效性，面对越来越大的电池系统需要制作的线束数量可能达到200-300，工作量较大，且测试过程中由于线路封闭难以对测试平台信号的实际有效性进行检测。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，当电池管理系统硬件在环测试过程中，可以实现样品与测试台架的快速连接及测量，提高测试效率，并在测试过程中便于对信号进行调试、测量，解决了HIL平台对BMS测试时所面临的工作量大、线路封闭问题。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，包括依次连接的 BMS样品、转接台架、HIL平台，所述BMS样品的连接线束通过针型端子与转接台架的一端可拆卸连接，所述HIL平台的插件与所述转接台架的另一端固定连接，所述转接台架包括多个并行设置的端子排。
进一步的，所述BMS样品包括多个并行设置的BMS主板，每个BMS主板的连接线束均与所述针型端子连接。
进一步的，所述HIL平台包括多个并行设置的插件，每个插件均与所述端子排固定。
进一步的，所述HIL平台支持BMS样品最大单体电压通道128路，最大温度通道40路，高压通道3路，I/O通道70路
进一步的，所述连接线束的横截面积为0.14mm2-4mm2。
进一步的，所述连接线束的长度不小于30cm。
进一步的，所述针型端子的针头的直径为0.5mm2-4mm2，针头的长度为 10mm。
进一步的，所述针型端子的外壁设有绝缘材料层。
进一步的，所述绝缘材料优选为PVC阻燃材料。
进一步的，所述HIL平台及插件均为本领域的常用设备，插件为HIL自带的插件，为现有技术。
相对于现有技术，本实用新型所述的用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统具有以下优势：
(1)本实用新型所述的转接系统，当电池管理系统硬件在环测试过程中，可以实现样品与测试台架的快速连接及测量，提高测试效率，并在测试过程中便于对信号进行调试、测量，解决了HIL平台对BMS测试时所面临的工作量大、线路封闭问题。
(2)本实用新型所述的转接系统，通过将HIL平台及BMS样品均连接到开放的转接平台上，从而能够快速置备BMS样品并进行便捷测量，可以有效提高BMS测试效率及准确性，为BMS测试评价提供更为准确的数据支撑。
(3)本实用新型所述的转接系统，BMS样品与转接台架可拆卸连接，而 HIL平台与转接台架固定连接，使得本系统可以使用同一个HIL平台来你测试多个不同的BMS样品，而不需要更换HIL平台的插件，相较于现有技术，既方便快捷，又不用重新更换HIL平台的插件，节约成本。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的转接系统示意图；
图2为本实用新型实施例所述的针型端子示意图。
附图标记说明：
1-BMS样品；11-BMS主板；12-连接线束；2-转接台架；21-端子排；3-HIL 平台；31-插件；4-针型端子；41-针头；42-端头。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。除非另有明确的规定和限定，术语“固定连接”可以是插接、焊接、螺纹连接、螺栓连接等常用的固定连接方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图所示，一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，包括依次连接的BMS样品1、转接台架2、HIL平台3，所述BMS样品1的连接线束12通过针型端子4与转接台架2的一端可拆卸连接，所述HIL平台3的插件31与所述转接台架2的另一端固定连接，所述转接台架2包括多个并行设置的端子排21。
当电池管理系统硬件在环测试过程中，可以实现样品与测试台架的快速连接及测量，并在测试过程中便于对信号进行调试、测量，解决了HIL平台 3对BMS测试时所面临的工作量大、线路封闭问题。
通过将HIL平台3及BMS样品1均连接到开放的转接平台上，从而能够快速置备BMS样品1并进行便捷测量，可以有效提高BMS测试效率及准确性，为BMS测试评价提供更为准确的数据支撑。
所述BMS样品1包括多个并行设置的BMS主板11，每个BMS主板11的连接线束12均与所述针型端子4连接。
所述HIL平台3包括多个并行设置的插件31，每个插件31均与所述端子排21固定。
所述HIL平台3支持BMS样品1最大单体电压通道128路，最大温度通道40路，高压通道3路，I/O通道70路。
BMS样品1与转接台架2可拆卸连接，而HIL平台3与转接台架2固定连接，使得本系统可以使用同一个HIL平台3来你测试多个不同的BMS样品 1，而不需要更换HIL平台3的插件31，相较于现有技术，既方便快捷，又不用重新更换HIL平台3的插件31，节约成本。
所述连接线束12的横截面积为0.14mm2-4mm2。
所述连接线束12的长度不小于30cm。
连接线束12的长度不小于30cm，有利于BMS样品1与转接台架2连接后的摆放，避免距离过短线束产生拉力引起导线虚接。
所述针型端子4的针头41的直径为0.5mm2-4mm2，针头41的长度为 10mm。
所述针型端子4的外壁设有绝缘材料层。
所述绝缘材料优选为PVC阻燃材料。
实施例1
选取电压采集数量为48通道，温度采集数量为12通道的BMS样品1为测试对象进行测试。
采用本实用新型所述的转接系统，基于HIL平台3通过转接台架2连接 BMS样品1的方法进行测试，具体测试过程为：
(1)试验准备
试验在温度为25℃，相对湿度为40％，大气压力为90kPa的环境中进行。试验开始前，将BMS样品1全部线束压接针型端子4并与转接台架2台架连接，转接台架2与HIL平台3连接，最终形成测试平台。
(2)采集测试
将BMS样品1置于温箱中并调整温箱状态使样品处于室温、高温(40℃)、低温(-20℃)状态，测试平台分别输出室温、高温(40℃)、低温(-20℃)，以及不同温度状态下3V、3.6V、4V的电池模型，进行BMS的采集测试，获取测试过程中BMS采集数据和实际电压、温度数据。
(3)故障模拟测试
调整测试平台模型状态，分别模拟单体电压过高、单体电压过低、过温三种故障进行BMS样品1的故障诊断测试，获取测试过程中BMS样品1的故障诊断数据。
(4)测试结果分析
下表1为BMS采集测试结果，其中选取与最小系统相同采样点的4个电压采集点，2个温度采集点，测量数据如下表1所示：
表1实施例1中的BMS采集测试结果测量数据列表
如上表所示，BMS样品插接于转接台架后再与HIL平台连接进行测试，测量结果同样满足电压误差精度≤0.5％FS，温度误差精度≤1℃；BMS样品在不同环境中热平衡仅需2h左右，且无需额外时间调整模型输出，所需时间较短。
表2实施例1的BMS故障诊断测试结果列表
如上表所示，本转接系统的BMS具备基本故障诊断功能，通过调整HIL 平台某一节单体电压输出模拟单体电压超过4.25V和低于2.45V时BMS样品够诊断出单体过压、单体欠压故障，HIL平台输出温度超过高温阈值时能够诊断出过温故障，3项测试仅需1h，高效快捷。
对比例1
选取电压采集数量为48通道，温度采集数量为12通道的BMS样品为测试对象进行测试。
采用以电池模组为最小单元的传统BMS测试方法进行测试，具体测试过程为：
(1)试验准备
试验在温度为25℃，相对湿度为40％，大气压力为90kPa的环境中进行。试验开始前，将BMS样品电压、温度采集线束连接到最小单元的电池模组上组成测试平台。
(2)采集测试
将测试平台分别置于室温、高温(40℃)、低温(-20℃)，将电池模组电压分别在每个温度状态调整为3V、3.6V、4V，进行BMS的采集测试，获取测试过程中BMS采集数据和实际电压、温度数据。
(3)故障模拟测试
调整测试平台状态，分别模拟单体电压过高、单体电压过低、过温三种故障进行BMS的故障诊断测试，获取测试过程中BMS的故障诊断数据。
(4)测试结果分析
下表3为BMS采集测试结果，其中最小系统选取4个电压采集点，2个温度采集点，测量数据如下表3所示：
表3对比例1的BMS采集测试结果测量数据列表
由上表所示，BMS测量结果满足电压误差精度≤0.5％FS，温度误差精度≤1℃；测试平台在不同环境中热平衡需要至少24h，且调整电压状态需要至少4h，所需时间较长，测试效率低。
表4对比例2的BMS故障诊断测试结果列表
由上表所示，BMS具备基本故障诊断功能，BMS在测试平台处于充电、放电状态末期时能够诊断出单体过压、单体欠压故障，BMS在测试平台处于高温环境箱中温度超过高温阈值时能够诊断出过温故障，3项测试需要12h，耗费时间较长。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：包括依次连接的BMS样品(1)、转接台架(2)、HIL平台(3)，所述BMS样品(1)的连接线束(12)通过针型端子(4)与转接台架(2)的一端可拆卸连接，所述HIL平台(3)的插件(31)与所述转接台架(2)的另一端固定连接，所述转接台架(2)包括多个并行设置的端子排(21)。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述BMS样品(1)包括多个并行设置的BMS主板(11)，每个BMS主板(11)的连接线束(12)均与所述针型端子(4)连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述HIL平台(3)包括多个并行设置的插件(31)，每个插件(31)均与所述端子排(21)固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述连接线束(12)的横截面积为0.14mm2-4mm2。
5.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述连接线束(12)的长度不小于30cm。
6.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述针型端子(4)的针头(41)的直径为0.5mm2-4mm2，针头(41)的长度为10mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于提高电池管理系统硬件测试效率的转接系统，其特征在于：所述针型端子(4)的外壁设有绝缘材料层。
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