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電池管理系統(tǒng)HIL測(cè)試 解決方案

作者： 時(shí)間：2017-02-06 來源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
1、概述
電池管理系統(tǒng)（Battery Management Systern，簡(jiǎn)稱BMS）是電動(dòng)汽車中一個(gè)越來越重要的關(guān)鍵部分，是一個(gè)處于監(jiān)控運(yùn)行及保護(hù)電池關(guān)鍵技術(shù)中的核心部件。
圖1-1 BMS功能
采用真實(shí)的電池組測(cè)試BMS有著諸多的弊端：
?•?極限工況模擬給測(cè)試人員帶來安全隱患，例如過壓、過流和過溫，有可能導(dǎo)致電池爆炸。
?•?SOC估計(jì)算法驗(yàn)證耗時(shí)長(zhǎng)，真實(shí)的電池組充放電試驗(yàn)耗時(shí)一周甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。
?•?模擬特定工況難度大，例如均衡功能測(cè)試時(shí)，制造電池單體間細(xì)微SOC差別，電池?zé)崞胶鉁y(cè)試時(shí)，制造單體和電池包間細(xì)微的溫度差別等。
?•?以及其他針對(duì)BMS功能測(cè)試，如電池組工作電壓、單體電池電壓、溫度、SOC計(jì)算功能、充放電控制、電池?zé)崞胶?、高壓安全功能、均衡功能、通訊、故障診斷、傳感器等一系列的測(cè)試，OEM都面臨著諸多挑戰(zhàn)。
2、解決方案
面對(duì)上述挑戰(zhàn)，恒潤(rùn)科技提供基于TestBase的BMS HIL測(cè)試解決方案，該系統(tǒng)方案主要包括以下部分：
?•?實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)：基于NI提供的PXI總線系列板卡開發(fā)，由實(shí)時(shí)處理器、實(shí)時(shí)I/O板卡等組成，可進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)運(yùn)算。
?•?電池仿真板卡：用于單體Cell模擬，結(jié)合電池仿真模型，可動(dòng)態(tài)輸出單體電池的電壓、溫度等；
?•?電池仿真模型：采用等效電路原理建模，用于計(jì)算電池工作時(shí)的電壓、電流、溫度、SOC等狀態(tài)量。
圖2-1 電池仿真整體方案
上述系統(tǒng)方案中使用了恒潤(rùn)科技自主開發(fā)的電池單體仿真模塊，該模塊已成功應(yīng)用于多個(gè)OEM的新能源汽車BMS HIL項(xiàng)目。
應(yīng)用領(lǐng)域
?•?電池模塊或單體的模擬；
?•?BMS均衡，絕緣及SOC估算算法驗(yàn)證；
?•?BMS充放電，高壓安全測(cè)試；
?•?基于實(shí)車工況的通訊和功能驗(yàn)證。
功能特點(diǎn)
?•?通過串聯(lián)實(shí)現(xiàn)最高到150個(gè)單體電壓模擬；
?•?方便準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)電池溫度，絕緣檢測(cè)；
?•?實(shí)現(xiàn)高壓上下電及預(yù)充繼電器控制；
?•?精確模擬電池各單體的特性，并對(duì)各傳感器進(jìn)行模擬；
?•?滿足CAN，LIN及SENT等通訊協(xié)議；
?•?可根據(jù)客戶實(shí)際BMS進(jìn)行IO及設(shè)備定制化。
3、產(chǎn)品特性及優(yōu)勢(shì)
3.1.電池仿真模型原理及特性：
電池仿真模型基于等效電路法進(jìn)行建模，并且考慮了電池電芯不同階段的極化損耗及自放電損耗等因素對(duì)電池電壓和SOC的影響，明顯改善了電池模型穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)響應(yīng)，其建模原理如圖3-1 所示。
圖3-1 電池仿真模型原理
電池模型功能如圖3-2所示：
圖3-2 電池仿真模型特性
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