WO2018082340A1 - 仿真测试系统和仿真测试方法 - Google Patents

仿真测试系统和仿真测试方法 Download PDF

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宁德时代新能源科技股份有限公司
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere

Definitions

  • BMS Battery Management System
  • battery pack is often tested to test their performance.
  • this test process often faces many problems. Specifically, first, use the physical BMS and battery pack for testing. The time and material costs involved are very expensive. For example, when testing some parameters that exceed the safe use range, it is very likely to damage the BMS and the battery pack. Second, the parameters required for some test cases are difficult to achieve with physical BMS and battery packs, which limits the scope of the test. In addition, testing the physical BMS and battery packs is labor intensive and extremely complicated to operate.
  • the embodiment of the present application provides a simulation test system and a simulation test method, which are designed to solve the technical problem of high cost and small test range when testing a physical BMS and a battery pack, and can reduce the test cost and expand the test by simulation test. Test Range.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a simulation test method of another embodiment of the present application.
  • the BMUS master system In the above embodiment of the present application, in the process of performing parallel simulation test, the BMUS master system The system and the BMUS slave control system perform protocol conversion through CAN (Controller Area Network) communication.
  • CAN Controller Area Network
  • a simulation test method of an embodiment of the present application is used to simulate a test system, and the simulation test system has a BMUS master control system and a BMUS slave control system, and the simulation test method includes:
  • Step 302 Obtain working data of a plurality of battery packs controlled by the BMS and the BMS through the BMUS slave control system.
  • the various interfaces required for the simulation process selecting the required advanced algorithm sets, selecting the required application strategies, and the like, thereby enabling the modeling standards of the BMS application layer, Model data and automatically generated code seamlessly interface with BMUS to avoid repetitive modeling, reduce workload, and facilitate flexible expansion of new business processes.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

一种仿真测试系统（100）和仿真测试方法，仿真测试系统（100）具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，包括：实时数据获取单元（102），通过BMUS从控系统获取BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据（302）；并行仿真测试单元（104），根据工作数据和预设仿真测试规则进行仿真测试（304）。该方案取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。

Description

仿真测试系统和仿真测试方法 技术领域
本申请涉及仿真测试技术领域，尤其涉及一种仿真测试系统和一种仿真测试方法。
背景技术
目前，往往需要对BMS(电池管理系统)及其电池组进行测试，以检测其工作性能，然而，这一测试过程往往面临诸多问题，具体来说，首先，使用实体的BMS和电池组进行测试，所消耗的时间成本和材料成本十分昂贵，比如，当测试一些超过安全使用范围的参数时，很有可能损坏BMS和电池组。其次，有些测试情况所需的参数是实体的BMS和电池组很难达到的，这就使得测试的范围受限。另外，对实体的BMS和电池组进行测试，其工作量很大，操作起来极其复杂。
因此，如何提供一种高效低成本的BMS测试方案，成为目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种仿真测试系统和一种仿真测试方法，旨在解决对实体的BMS和电池组进行测试时成本高、测试范围小的技术问题，能够通过仿真测试降低测试成本，扩大测试范围。
第一方面，本申请实施例提供了一种仿真测试系统，所述仿真测试系统具有BMUS(电池管理仿真模拟上位机)主控系统和BMUS从控系统，包括：实时数据获取单元，通过所述BMUS从控系统获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；并行仿真测试单元，根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
在本申请上述实施例中，所述实时数据获取单元具体用于：通过硬件连接获取所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据，或接收输入的所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据。
在本申请上述实施例中，还包括：规则预设单元，预先设置所述预设仿真测试规则。
在本申请上述实施例中，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系统和BMUS从控系统通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网总线)通信进行协议转换。
在本申请上述实施例中，所述并行仿真测试单元还用于：在进行并行仿真测试的过程中，实时获取所述若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表，以及根据所述实时过程曲线、所述拓扑监控视图和所述仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
第二方面，本申请实施例提供了一种仿真测试方法，用于本申请第一方面所述的仿真测试系统，该仿真测试方法包括：通过所述BMUS从控系统获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
在本申请上述实施例中，获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据的步骤，具体包括：通过硬件连接获取所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；或接收输入的所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据。
在本申请上述实施例中，还包括：预先设置所述预设仿真测试规则。
在本申请上述实施例中，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系统和BMUS从控系统通过CAN通信进行协议转换。
在本申请上述实施例中，根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试的步骤，还包括：在进行并行仿真测试的过程中，实时获取所述若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表；根据所述实时 过程曲线、所述拓扑监控视图和所述仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
通过以上技术方案，针对相关技术中的对实体的BMS和电池组进行测试时成本高、测试范围小的技术问题，可使用仿真测试系统对BMS及其控制的多个电池组进行并行测试，取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，提升了测试效率，并且，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了本申请的一个实施例的仿真测试系统的框图；
图2示出了本申请的一个实施例的仿真测试系统的功能示意图；
图3示出了本申请的一个实施例的仿真测试方法的流程图；
图4示出了本申请的另一个实施例的仿真测试方法的流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
图1示出了本申请的一个实施例的仿真测试系统的框图。
如图1所示，本申请的一个实施例的仿真测试系统100具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，包括：实时数据获取单元102，通过BMUS从控系统获取BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据；并行仿真测试单元104，根据工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。其中，BMS(Battey Management Syetem)指的是电池管理系统，BMUS(Battey Monitoring Unit)指的是电池检测单元的系统。
针对相关技术中的对实体的BMS(Battey Management Syetem，电池管理系统)和电池组进行测试时成本高、测试范围小的技术问题，可使用仿真测试系统对BMS及其控制的多个电池组进行并行测试，取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，提升了测试效率，并且，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
在本申请上述实施例中，实时数据获取单元102具体用于：通过硬件连接获取BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据，或接收输入的BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据。
其中，可以直接连接实体的BMS和其控制的若干个电池来获取工作数据，而为了进一步节省测试时间，也可以直接在系统中输入工作数据，同时，直接在系统中输入工作数据，可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
在本申请上述实施例中，还包括：规则预设单元106，预先设置预设仿真测试规则。
在预先设置预设仿真测试规则的过程中，可以自定义仿真过程所需的各种接口、选择所需的高级算法集、选择所需的应用策略等，从而使BMS应用层的建模标准、模型数据及自动生成代码与BMUS进行无缝对接，避免重复建模，降低了工作量，便于灵活扩展新的业务流程。
在本申请上述实施例中，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系 统和BMUS从控系统通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)通信进行协议转换。
其中，主控系统与CAN协议转换器接口采用标准TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)通信方式，CAN协议转换器与BMS接口相互访问是基于CAN的XCP(eXplicit Control Protocol，显式控制协议)方式或CCP(CAN Calibration Protocol，基于CAN总线的应用协议)方式。
BMUS系统处理CAN报文消息的响应时间的平均值，也就是从SMS(Subscriber Manage System，用户管理系统)端提交访问请求到BMU接收到服务器响应所消耗的时间，对于系统一般响应时间为100ms左右。
在本申请上述实施例中，并行仿真测试单元104还用于：在进行并行仿真测试的过程中，实时获取若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表；根据实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
需要补充的是，并行仿真测试的各个方案能自动进行，其结果存放在实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表里，这样，可利用丰富的预定义和自定义的行为来自动分析这些结果。
另外，本系统具有强力的图表功能，比如，海图、饼图、直线图表和仪表图等，能尽情地表现模型的信息，对单体电池、电池组进行分层、分级、统一的管理，根据各层各级的特性对电池(单体、组、堆)的各类参数及运行状态进行计算分析，实现均衡、报警、保护等有效的管理，使各组电池达到均等出力，确保系统达到最佳运行状态和最长运行时间。
图2示出了本申请的一个实施例的仿真测试系统的功能示意图。
如图2所示，仿真测试系统具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，BMUS从控系统用于通过硬件连接BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据，或接收输入的BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据，即负责仿真数据生成，并通过CAN通信进行协议转换，将这些工作数据传输至 BMUS主控系统，而BMUS主控系统用于根据这些工作数据进行多个电池组的并行仿真。
具体地，在BMUS主控系统中，可以自定义控制方案，开启、关闭系统服务，或设置定时系统服务，其中，系统服务具体分布在以下模块：
DPC(Destination Point Code，目的信令点编码)模块：DPC是一种通信专业信令，为BMUS系统设计及估计提供高级算法集、仿真分析工具，可用于BMS应用策略控制、过程控制以及动态系统仿真，快速实现多目标跟踪算法开发和仿真。
MAT(Memory Analyzer tool，分析工具)库：基于C#的矩阵运算函数库，用于核心算法、模型仿真。
DHA模块：为集合仿真数据管理、展示、分析、报表生成功能的模块。
SFL模块：提供基于CAN通信协议转换，支持通信、诊断、网络管理及标定，用于从设备或真实模组请求数据处理。
DFM跟踪模块：提供面向轨迹的多重假设检验模块，用于生成不同平台网络拓扑。
IMC模块：提供大量用于图像处理、图像采集设备建模和仿真的工具，通过丰富的虚拟仪器仪表控件，可对运行的数学模型进行变量观测、在线调参、数据记录等操作，集成于MATLAB/Simulink环境。
BPA模块：提供基于CAN网络的在线烧写功能。
BMUS主控系统还具有实时检测的功能，通过检测模块获取BMS模组的模型数据发，并在此过程中，实时生成实时过程曲线、拓扑监控视图和运行报表等，以及根据实时过程曲线、拓扑监控视图和运行报表，确定是否为对应的电池组发出输出告警信号。
BMUS从控系统则负责协议转换和仿真数据的生成，并与BMUS支持平台进行交互。
需要补充的是，CAN协议转换器与实体BMS接口相互访问是基于CAN 的XCP方式或CCP方式。
BMUS充分发挥了多处理器/核的高性能并行处理优势以及BMS的强实时特性，支持MATLAB/Simulink、C/C++、Fortran等模型，支持多速率、多模型仿真，用户应用支持XML(可扩展标记语言)文件格式通信，从实时数据库SQLite配置工具，监测和协调应用和系统性能、监视记录多个应用资源数据，从而进行多模型/分布式半实物仿真测试，得到便捷的分布式实时仿真环境。
图3示出了本申请的一个实施例的仿真测试方法的流程图。
如图3所示，本申请的一个实施例的仿真测试方法，用于仿真测试系统，仿真测试系统具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，以及仿真测试方法包括：
步骤302，通过BMUS从控系统获取BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据。
步骤304，根据工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
针对相关技术中的对实体的BMS和电池组进行测试时成本高、测试范围小的技术问题，可使用仿真测试系统对BMS及其控制的多个电池组进行并行测试，取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，提升了测试效率，并且，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
优选地，并行的电池组的数量可以达到1000。当然，并行电池组的数量还可以是根据需要除此之外的其他值。
图4示出了本申请的另一个实施例的仿真测试方法的流程图。
如图4所示，本申请的另一个实施例的仿真测试方法，用于仿真测试系统，仿真测试系统具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，以及仿真测试方法包括：
步骤402，通过硬件连接获取BMS和BMS控制的若干个电池组的工作 数据；或接收输入的BMS和BMS控制的若干个电池组的工作数据。
其中，可以直接连接实体的BMS和其控制的若干个电池来获取工作数据，而为了进一步节省测试时间，也可以直接在系统中输入工作数据，同时，直接在系统中输入工作数据，可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
步骤404，根据工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
针对相关技术中的对实体的BMS和电池组进行测试时成本高、测试范围小的技术问题，可使用仿真测试系统对BMS及其控制的多个电池组进行并行测试，取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，提升了测试效率，并且，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
在本申请上述实施例中，还包括：预先设置预设仿真测试规则。
在预先设置预设仿真测试规则的过程中，可以自定义仿真过程所需的各种接口、选择所需的高级算法集、选择所需的应用策略等，从而使BMS应用层的建模标准、模型数据及自动生成代码与BMUS进行无缝对接，避免重复建模，降低了工作量，便于灵活扩展新的业务流程。
在本申请上述实施例中，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系统和BMUS从控系统通过CAN通信进行协议转换。
其中，主控系统与CAN协议转换器接口采用标准TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)通信方式，CAN协议转换器与BMS接口相互访问是基于CAN的XCP方式或CCP方式。
BMUS系统处理CAN报文消息的响应时间的平均值，也就是从SMS(用户管理系统)端提交访问请求到BMUS系统接收到服务器响应所消耗的时间，对于系统一般响应时间为100ms左右。
在本申请上述实施例中，步骤404还包括：在进行并行仿真测试的过程中，实时获取若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表； 根据实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
需要补充的是，对多个电池组并行仿真测试的各个方案能自动进行，其结果存放在实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表里，这样，可利用丰富的预定义和自定义的行为来自动分析这些结果。
另外，本系统具有强力的图表功能，比如，海图、饼图、直线图表和仪表图等，能尽情地表现模型的信息，对单体电池、电池组进行分层、分级、统一的管理，根据各层各级的特性对电池(单体、组、堆)的各类参数及运行状态进行计算分析，实现均衡、报警、保护等有效的管理，使各组电池达到均等出力，确保系统达到最佳运行状态和最长运行时间。
以上结合附图详细说明了本申请的技术方案，通过本申请的技术方案，可使用仿真测试系统对BMS及其控制的多个电池组进行并行测试，取代了实体测试，既能够节省测试时间，也降低了测试成本，提升了测试效率，并且，通过仿真测试系统可以对实体BMS和电池组难以实现的参数进行直接测试，从而也扩大了测试范围，提升了测试结果的有效性。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在......时”或“当......时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

  1. 一种仿真测试系统，其特征在于，所述仿真测试系统具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，包括：
    实时数据获取单元，通过所述BMUS从控系统获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；
    并行仿真测试单元，根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
  2. 根据权利要求1所述的仿真测试系统，其特征在于，所述实时数据获取单元具体用于：
    通过硬件连接获取所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据，或接收输入的所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据。
  3. 根据权利要求2所述的仿真测试系统，其特征在于，还包括：
    规则预设单元，预先设置所述预设仿真测试规则。
  4. 根据权利要求1至3中任一项所述的仿真测试系统，其特征在于，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系统和BMUS从控系统通过CAN通信进行协议转换。
  5. 根据权利要求4所述的仿真测试系统，其特征在于，所述并行仿真测试单元还用于：
    在进行并行仿真测试的过程中，实时获取所述若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表，以及根据所述实时过程曲线、所述拓扑监控视图和所述仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
  6. 一种仿真测试方法，其特征在于，用于如权利要求1至5中任一项所述的仿真测试系统，所述仿真测试系统具有BMUS主控系统和BMUS从控系统，以及所述仿真测试方法包括：
    通过所述BMUS从控系统获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；
    根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试。
  7. 根据权利要求6所述的仿真测试方法，其特征在于，获取BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据的步骤，具体包括：
    通过硬件连接获取所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据；或
    接收输入的所述BMS和所述BMS控制的若干个电池组的工作数据。
  8. 根据权利要求7所述的仿真测试方法，其特征在于，还包括：
    预先设置所述预设仿真测试规则。
  9. 根据权利要求6至8中任一项所述的仿真测试方法，其特征在于，在进行并行仿真测试的过程中，BMUS主控系统和BMUS从控系统通过CAN通信进行协议转换。
  10. 根据权利要求9所述的仿真测试方法，其特征在于，根据所述工作数据和预设仿真测试规则，进行仿真测试的步骤，还包括：
    在进行并行仿真测试的过程中，实时获取所述若干个电池组的实时过程曲线、拓扑监控视图和仿真数据报表；
    根据所述实时过程曲线、所述拓扑监控视图和所述仿真数据报表，确定是否为对应的电池组发出警示信息。
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