派司德BMS测试大纲讲课教案.docx

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派司德BMS测试大纲讲课教案

派司德BMS测试大纲

电池管理系统（BMS）测试大纲

深圳派司德科技有限公司

航天科技控股新能源事业部

派司德科技研发中心

修改历史

日期

版本号

作者

修改说明

更改请求

批准人

2010-11-26

V1.1

郭栋

初稿

张芳

2012-2-30

V2.1

郭栋

修订

江淮汽车

张守剑

1简介

1.1目的

1.2适用范围

1.3术语

1.4参考资料

2测试环境

3测试范围及主要内容

4测试工具

5测试步骤及说明

1）电压检测

2）电流检测

3）温度检测

4）绝缘监测

5）热管理

6）电池组SOC的估测

7）电池充放电次数累计

8）均衡功能

9）与车载设备通信

10）电池故障分析与在线报警

11）充放电管理

12）运行数据记录

6特殊测试

针对BMS特殊的功能而进行的测试流程

1简介

1.1目的

本大纲用于指导BMS测试，主要从测试环境、测试工具、测试策略及测试具体执行方法来对BMS的功能进行评估，以及检测各项技术参数是否达标。

1.2适用范围

本测试方案适用于航天科技所用的电动汽车动力电池管理系统。

1.3术语

1）电池管理系统BatteryManagementUnit:

由电池电子部件和电池控制单元组成的装置。

2）电池系统BatterySystem

能量存储装置，包括电池单体或电池模块的集成、电池管理系统、高压电路、低压电路、冷却装置以及机械总成。

3）电池组荷电状态StateOfCharge

表示剩余电量占总容量的一种状态。

4）1C，1倍电池容量的电流。

1.4参考资料

福田midi用电池管理系统技术协议

江淮HFC7000用电池管理系统技术协议

2测试环境

无特殊说明时，试验应在温度为18℃～28℃、相对湿度为45%～75%、大气压力为86kPa～106kPa环境中进行。

3测试范围及主要内容

测试范围：

BMS各项性能指标，各功能执行能力。

主要内容：

1）电压检测

2）电流检测

3）温度检测

4）绝缘监测

5）热管理

6）电池组SOC的估测

7）电池充放电次数累计

8）均衡功能

9）与车载设备通信

10）电池故障分析与在线报警

11）充放电管理

12）运行数据记录

4测试设备及工具

迪卡龙500V300A,5V30A电池检测设备，六位半万用表，存储示波器，分流器，数据记录仪，高低温箱，直流可调电源，多路测温仪，计时器等其它基本测试设备。

5测试步骤及说明

将BMS以实际工作状态与电池组连接上，以组成电池系统。

5.1电压检测

精度要求：

单体电压≤±1%，总电压≤±1%。

5.1.1BMS未上电工作时，使用六位半万用表分别测量静态条件下，电池组各电芯的单体电压，再测量电池组的总电压，并手工记录。

5.1.2待BMS上电工作后，通过BMS监控软件，读取各单体电池电压和总电压数据并存储。

5.1.3通过分析手工记录和BMS监控软件所存储的两组数据，计算出电压检测精度，并验证此精度是否达标。

5.2电流检测

精度要求：

当电流小于等于30A，精度≤±0.3A，当电流大于30A，精度≤±1%。

5.2.1将连接好的BMS和电池组与迪卡龙测试设备连接，电池组总正接迪卡龙输出正极，在电池组总负与迪卡龙输出负极之间串联分流器，并在分流器两端接上具有记录功能的示波器。

根据BMS监控中存储周期，设置示波器存储间隔。

5.2.2设置充放电测试流程：

1）0.2C（≤30A）充电1min休眠1min。

2）1C（>30A）充电1min，休眠1min。

3）0.2C（≤30A）放电1min休眠1min。

4）1C（>30A）放电1min，停止。

5.2.3分别导出BMS监控软件中和示波器检测所存储的两组数据，对比分析两组电流数据，计算出BMS在不同电流充放电下的检测精度，并验证各项检测精度是否达标。

5.3温度检测

精度要求：

每个温度检测点<±1℃。

5.3.1将连接好的BMS和电池组放入高低温箱，并在BMS温度采集探头所接电芯极柱上，再接一路多路测温仪（测温精度小于0.5%）通道。

同步BMS和多路测温仪时间。

设置相同采样周期。

5.3.2测试环境设置

1）箱内温度设置为0℃，待箱内温度为0℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

2）设置箱内温度为25℃，待箱内温度为25℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

3）设置箱内温度为50℃，待箱内温度为50℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

5.3.3同步BMS存储的温度数据和多路测温仪所存储的数据，计算出BMS温度检测精度，并验证是否达标。

5.4绝缘电阻检测

BMS检测系统对车底盘的电阻不小于1MΩ。

5.4.1绝缘电阻

可使用直接测量法，如利用摇表，测量出绝缘电阻。

5.4.2绝缘耐压性能

在电池管理系统的电量参数采样回路对壳体之间施加频率为50～60Hz的正弦波形交流电压，试验电压为（2U+1000）V，历时1min，其中U为电池系统的额定电压。

5.5热管理

当电池组温度过高，并最高和最低温度差别较大，BMS控制风扇开启，当温度恢复到正常范围，BMS控制风扇关闭。

当电池组温度过低，需要加热时，不由BMS控制（这一条与江淮的不一样）。

5.5.1把连接好的BMS和电池组（常温下）放入高低温箱内（温度可设置为风扇开启的临界值偏大7℃），监控BMS中各采温的数据，待温度达到风扇开启条件时，可观察风扇的实际状态。

5.5.2待5.5.1完成，并数据保存后，改变高低温箱的设定温度（可以设置为常温态）。

观察BMS中各温度变化，及风扇关闭时的温度状况。

5.5.3分析5.5.1和5.5.2的数据，得出风扇开启或关闭状态时，各采集温度的实际值，并验证是否达到要求。

5.6电池组SOC的估测

SOC反应出实际电池组剩余容量的状态，

SOC范围

精度要求

SOC≥80%

≤6%

80%>SOC>30%

≤10%

SOC≤30%

≤6%

5.6.1SOC初始状态标定。

将电池系统与迪卡龙连接好，0.2C放电至最低单体电压到2.5，停止放电。

确保各个温度采集的偏差小于正负1℃。

并将BMS的SOC初始状态设定为0。

（其中，有些BMS通过最高单体电压达到3.65V，而标定SOC状态为100%）。

5.6.2将电池组的SOC调整为0%（放电至最低单体电压为2.5V），以0.2C对电池系统充电，每充电15min，休眠10min，直到电池组最高单体电压达到3.65V，停止充电。

记录各时间段，实际充入的SOC和BMS存储的SOC的数据，计算出充电状态下，BMS的SOC检测精度。

并与精度要求比较。

5.6.3将电池组的SOC调整为100%（充电至最高单体电压为3.65V），以0.2C对电池系统放电，每放电15min，休眠10min，直到电池组最高单体电压达到2.5V，停止充电。

记录各时间段，实际充入的SOC和BMS存储的SOC的数据，计算出放电状态下，BMS的SOC检测精度。

并与精度要求比较。

5.7电池放电次数积累

电池的寿命与电池本身的充放电相关，对锂电池来说，充放电次数实际是指充放电周期的次数（而不是只一次充放电）。

锂电池没完成一个充放电周期，本身容量会减少一点。

5.7.1充电次数累积：

初始状态SOC调整为20%（较低状态），充入30%的SOC，静置1min，放出10%的SOC，静置1min；接着再次充入30%的SOC,静置1min，放出10%的SOC，静置1min；然后再次充入20%的SOC，停止充电。

5.7.2放电次数累积：

以5.7.1完成后的状态为初始状态（SOC大约为80%），放出30%的SOC，静置1min，充入10%的SOC，静置1min；接着再次放出30%的SOC,静置1min，充入10%的SOC，静置1min；然后再次放出20%的SOC，停止充电。

5.7.3每进行一次5.7.1和5.7.2的测试：

累积充入100%的SOC，当作一次充电周期。

记录BMS中累积充入容量。

累积放出100%的SOC，当作一次放电周期。

记录BMS中累积放出容量。

分别对5.7.1和5.7.2进行5-10次循环，从BMS中得出每次5.7.1累积充入电量和5.7.2累积放出的电量。

以及验证BMS记录的充放电次数。

5.8均衡功能

5.8.1先对电池组以0.2C放电至最低单体电压为2.5V，停止放电。

确保放电过程中各电芯温度差异不超过1℃。

使用恒流源对电池组中随机的1或2只电芯多充入大约2%的SOC。

5.8.2然后，每以0.2C对电池充电，充至最高单体电压达到3.65V，静置1min，以0.2C放电至最低单体电压为2.5V，静置1min，直到所有电芯在放电截止时电压均小于2.51V。

记录循环次数及每次充放电过程中电压数据。

5.8.3分析记录的数据，计算出每次电压的调整率，每次启动均衡的条件，评估BMS的均衡功能。

5.9与车载设备通信

将BMS装上车后，正常工作时，检验各车载设备能否正常通信。

需要配合车上各种显示装置来确定。

5.10电池故障诊断与在线报警

电池故障来自电池的温度、电压、充放电电流等。

5.10.1单体电芯温度>设定值

通过外部条件（加热），使某一或某些采温电芯的温度偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯温度增加到极高状态，观察故障及报警状态。

5.10.2单体电芯温度<设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的温度偏低，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯温度降至到极低状态，观察故障及报警状态。

5.10.3单体电芯电压>设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的电压偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯电压升至极高状态，观察故障及报警状态。

5.10.4单体电芯电压<设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的电压偏低，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯电压降至到极低状态，观察故障及报警状态。

5.10.5单体电芯一致性偏差>设定值

通过外部条件，比如使电芯的单体电压差较大，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使单体一致性差别极大，观察故障及报警状态。

5.10.6总电压>设定值

通过外部条件，使总电压偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使总电压增加到极高状态，观察故障及报警状态。

5.10.7总电压<设定值

通过外部条件，使总电压偏低，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使总电压降至极低状态，观察故障及报警状态。

5.10.8充电电流>设定值

通过外部条件，使充电电流偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使增加充电电流到极高状态，观察故障及报警状态。

5.10.9放电电流>设定值

通过外部条件，使放电电流偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使增加放电电流到极高状态，观察故障及报警状态。

5.10.10通讯接口故障

断开BMS中某一与BMU连接的接口，观察监控软件中的故障状态。

接上断开的接口后，检测所有通讯是否正常。

5.11充放电管理

充放电过程中，BMS对出现单体过压、欠压，温度过高、温度偏低，过流等现象进行保护，并为充电提供指引

5.11.1过压：

对电池组充电，致使某单体电压高于设定值，并持续一定时间后，观察此时BMS的响应，是否不允许继续充电，以便实现保护。

5.11.2欠压：

对电池组放电，致使某单体电压低于设定值，并持续一定时间后，观察此时BMS的响应，是否不允许继续放电，以便实现保护。

5.11.3温度过高：

人为增加单体电芯温度，致使温度极高（报警时温度），并持续短时间，观察此时BMS硬件响应，关闭直流动力回路，以便实现保护。

5.11.4温度过低：

降低单体电芯温度至极低值（报警时温度），并持续短时间，观察此时BMS硬件响应，关闭直流动力回路，以便实现保护。

5.11.5过流：

以高于允许充放电的电流，对电池系统充放电，短时间后，观察BMS的响应，是否不允许充放电。

5.11.6充电指引：

放电至电池组SOC过低，观察BMS是否给出充电要求，在充电过程中，BMS控制充电状态的LED指示。

并在满充后，显示充电饱和状态。

5.12运行数据记录

BMS工作一段时间，关闭后，打开对应的存储目录，找出记录文件，并验证数据真实性。

6特殊测试

特殊测试是指针对不同的BMS特别的性能和技术参数，设置相应试验。

此处以midi车、亿能BMS为测试对象。

（指的是什么呀？

）

6.1工作电压

技术参数：

直流8～16V供电。

使用可调直流电源作为主板的供电电源，输出电压在8～16V变化，观察主板的电源灯及工作状态。

6.2系统时钟：

同步主板与PC的时间，运行一段时间，从存储文件中导出时间数据，与主板系统时间校验。

6.3继电器控制

技术参数要求：

具备额定驱动电流为3A（峰值电流可达到5A,<1S）的继电器控制通道1路，具备额定驱动电流为1A（峰值电流可达到3A,<1S）的继电器控制通道2路，具备额定驱动电流为1A（峰值电流可达到2A,<1S）的继电器控制通道3路。

分别使用不同情况的电流形式，驱动继电器1、2和3通道，并判断继电器个通道状态。

6.4延时断电功能

在车辆下电或充电机停机后，BMS可通过车辆常火信号继续供电，直到BMS系统完成下电流程后（<1S），BMS自动待机，耗电量<1mA。

需要在整车测试平台下验证，车辆下电后，验证BMS是否能继续工作，并测出到待机状态所需时间。

6.5其它测试

针对BMS其它需要待测试的功能。