一、概述

BMS全稱電池管理系統(tǒng)，是新能源汽車的核心系統(tǒng)之一。新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車存在很大的不同，以純電動(dòng)汽車為例，它是以電池包為動(dòng)力來(lái)源的，那么電池包的狀態(tài)對(duì)純電動(dòng)汽車就尤為重要。而電池管理系統(tǒng)就是對(duì)電池組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，精確預(yù)估電池剩余容量，對(duì)出現(xiàn)的故障及時(shí)報(bào)警，以便最大限度的延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命，使電池工作在最佳狀態(tài)。采用HIL臺(tái)架的方式，可模擬和BMS交聯(lián)的系統(tǒng)，完成對(duì)BMS的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試。

二、BMS硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)功能特點(diǎn)

(1) 提供電池單體電壓模擬；

(2) 提供電池單體溫度傳感器阻值信號(hào)模擬；

(3) 支持電池單體故障注入，包括單體電壓/溫度的采樣線斷路、采樣線短路、超閾值、單體極性反接等故障；

(4) 提供多通道高壓信號(hào)模擬；

(5) 提供絕緣電阻模擬；

(6) 提供電流傳感器信號(hào)模擬；

(7) 提供總線通訊信號(hào)模擬；

(8) 提供BMS系統(tǒng)其他輸入信號(hào)模擬；

(9) 提供BMS系統(tǒng)各種輸出信號(hào)采集；

(10) 支持低壓I/O信號(hào)故障注入；

(11) 集成動(dòng)態(tài)仿真模型，實(shí)現(xiàn)被測(cè)控制器的實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)試；

(12) 支持模型變量在上位機(jī)界面實(shí)時(shí)修改，無(wú)需重新編譯模型；

(13) 支持上位機(jī)界面通道配置及參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)被測(cè)控制器手動(dòng)測(cè)試；

(14) 支持測(cè)試用例編輯，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告；

(15) 支持NEDC等標(biāo)準(zhǔn)工況測(cè)試及自定義工況測(cè)試；

(16) 支持上位機(jī)界面實(shí)時(shí)查看所有通道數(shù)據(jù)，包括硬線、總線和模型數(shù)據(jù)；

(17) 支持BMS的功能測(cè)試，主要包括單體采集、高壓采集、電流采集、繼電器控制、單體均衡、SOC估算、熱管理及國(guó)標(biāo)交直流充電功能驗(yàn)證

三、BMS硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)組成

圖1系統(tǒng)組成圖

如圖1所示為多功能HIL系統(tǒng)組成原理圖，系統(tǒng)采用靈思創(chuàng)奇Links-BOX實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，自研信號(hào)調(diào)理、故障注入、單體模擬器等多種硬件，實(shí)現(xiàn)對(duì)BMS系統(tǒng)的測(cè)試。

? 以靈思創(chuàng)奇Links-BOX實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)為核心，其運(yùn)行單體電池模型，仿真精度可以達(dá)到1ms。其功能包括模型的加載，模型參與與實(shí)時(shí)仿真機(jī)硬件接口關(guān)聯(lián)，仿真數(shù)據(jù)記錄等；

? 系統(tǒng)配置了CAN總線板卡，AD/DA等接口板卡；

? 由于電池單體是通過(guò)通訊方式與仿真機(jī)交互數(shù)據(jù)，與單體模擬、高壓電源、總電流模擬、絕緣電阻模擬等實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交互；

? 為了使板卡與VCU控制器接口的電氣特性匹配一致，配置了信號(hào)調(diào)理模塊，這些模塊包括了模擬量輸入和輸出，數(shù)字量輸入和輸出，電阻模擬等；

? 基本上所有的被測(cè)試控制信號(hào)都需要經(jīng)過(guò)故障注入模塊。故障注入模塊和BOB是用于測(cè)試控制器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種硬線類故障，包括斷路，對(duì)電源、對(duì)地短路和斷路等。故障注入模塊可以通過(guò)軟件直接注入故障；BOB模塊方便人工對(duì)各種信號(hào)進(jìn)行測(cè)量；

? 程控電源和靜態(tài)電流測(cè)量卡用于對(duì)被測(cè)試VCU控制器提供供電控制，并對(duì)控制器工作過(guò)程電流全程監(jiān)控。靜態(tài)電流測(cè)量卡測(cè)量方位可以從最大40A到1uA，因此可以測(cè)量控制器的休眠電流，同時(shí)每塊卡提供六路電源輸出控制，可以模擬KL30和KL15電的控制。