CN203689144U - 纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，包括硬件在回路仿真单元、电池管理系统主控单元、标定测量设备和测试PC上位机，所述测试PC上位机通过网线连接硬件在回路仿真单元，所述电池管理系统主控单元连接标定测量设备，所述标定测量设备通过USB连接测试PC上位机，所述硬件在回路仿真单元包括程控电源、实时控制下位机、各种仿真板卡和虚拟仿真模型。本实用新型的有益效果为：该系统可以对纯电动汽车电池管理系统主控单元进行正常系的各种工况功能测试，也可以进行模拟各种故障进行异常系的功能测试，不仅节约成本而且节省空间；整个测试环境中没有接入高压电，避免了对操作人员的人身安全的威胁。

Description

纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，被广泛认为是汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一，随着电动汽车的快速发展，对其核心零部件的产品性能、可靠性要求也越来越重要。动力电池和电池管理系统作为电动汽车核心部件，负责电动汽车的能量供给和蓄存，影响着电动汽车的性能，寿命和安全。尤其是电池管理系统主控单元，控制着动力电池的复杂的充放电过程，担负着对动力电池的各种异常状态的检测和应对处理，对于保证动力电池安全、高效运行起着决定性作用。因此，在装车前对电池管理系统主控单元进行正常系的各种功能测试和异常系的各种功能测试是非常有必要的。

目前对电动汽车电池管理系统的实验室测试主要是在台架测试系统上进行，即采用测功机，转台等设备模拟整车的运行工况，将真实的电流、电压、温度等传感器采集到的信号接入电池管理系统, 电机电池等均采用真实设备。这种方法造价昂贵，占地面积大，台架搭建时间长，柔性差，难于模拟故障进行异常系的功能测试，而且一些模拟的故障容易对真实台架的部件，如电机，电池造成损坏及不可挽回的损失，且存在高压线，对操作人员的安全造成威胁。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，包括硬件在回路仿真单元、电池管理系统主控单元、标定测量设备和测试PC上位机，所述测试PC上位机通过网线连接硬件在回路仿真单元，所述电池管理系统主控单元连接标定测量设备，所述标定测量设备通过USB连接测试PC上位机，所述硬件在回路仿真单元包括程控电源、实时控制下位机、总线通信板卡、数模转换板卡、模数转换板卡、PWM板卡、数字I/O板卡、温度仿真板卡、故障模拟仿真板卡和虚拟仿真模型。

进一步的，所述PWM板卡与数字I/O板卡为一体结构。

进一步的，所述电池管理系统主控单元是真实的控制器硬件并通过线束连接在硬件在回路仿真单元上。

进一步的，所述虚拟仿真模型包括整车模型（驾驶员模型，车辆动力学模型和环境模型）、电机模型、电池模型（含电池管理系统从控单元模型）、交流充电机模型和直流充电机模型。

进一步的，所述标定测量设备与电池管理系统主控单元之间采用标准的CCP通讯协议，可实时读写电池管理系统主控单元控制器内部的数据并将这些数据用于控制回环或观测。

进一步的，所述测试PC上位机通过网线与硬件在回路仿真单元相连，以TCP/IP协议与其通信。

优选的，所述总线通信板卡、数模转换板卡、模数转换板卡、PWM板卡、数字I/O板卡、温度仿真板卡、故障模拟仿真板卡均采用通用接口板卡，如VME接口。

优选的，所述实时控制下位机采用高性能的工控机。

本实用新型的有益效果为：该系统可以对纯电动汽车电池管理系统主控单元进行正常系的各种工况功能测试，也可以进行模拟各种故障进行异常系的功能测试，不仅节约成本而且节省空间；整个测试环境中没有接入高压电，避免了对操作人员的人身安全的威胁。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统的结构框图。

图中：

1、硬件在回路仿真单元；2、电池管理系统主控单元；3、标定测量设备；4、测试PC上位机；5、程控电源；6、实时控制下位机；7、总线通信板卡；8、数模转换板卡；9、模数转换板卡；10、PWM板卡；11、数字I/O板卡；12、温度仿真板卡；13、故障模拟仿真板卡；14、虚拟仿真模型。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，包括硬件在回路仿真单元1、电池管理系统主控单元2、标定测量设备3和测试PC上位机4，其特征在于：所述测试PC上位机4通过网线连接硬件在回路仿真单元1，所述电池管理系统主控单元2连接标定测量设备3，所述标定测量设备3通过USB连接测试PC上位机4，所述硬件在回路仿真单元1包括程控电源5、实时控制下位机6、总线通信板卡7、数模转换板卡8、模数转换板卡9、PWM板卡10、数字I/O板卡11、温度仿真板卡12、故障模拟仿真板卡13和虚拟仿真模型14，所述总线通信板卡7是用来提供接收和发送CAN总线信息的通道。

所述硬件在回路仿真单元1包括的所有组件，一方面用来对电池管理系统主控单元2的输出信号进行采集，所采集的信号有主正继电器、主负继电器、预充继电器、直流充电继电器、风扇继电器、加热等继电器的驱动信号，这些信号被采集后将作为虚拟仿真模型14的输入；另一方面所述硬件在回路仿真单元1包括的所有组件，将电池管理系统主控单元2所需的输入信号送至该主控单元，所述输入信号有电流、电压传感器的采集信号，各种状态反馈信号，充电机的激活和连接确认信号，交流充电控制确认CP检测的PWM信号，温度采集信号等。

具体实施时，所述虚拟仿真模型14与硬件在回路仿真单元1协同工作，将电池管理系统主控单元2需要的电信号和总线信号发送给电池管理系统主控单元2，同时测量电池管理系统输出的主控单元的电信号和总线信号，并将结果传递给下位机中的虚拟仿真模型14继续处理，依据虚拟仿真模型14中的控制策略，虚拟仿真模型14的输出经数模转换再回馈给电池管理系统主控单元2，完成整个控制的回环，为电池管理系统主控单元2提供了车辆的各种运行工况，可以完成对电池管理系统主控单元2正常系的功能测试。

所述故障模拟仿真板卡11可以用来模拟多种主控单元的常见故障，包括信号的开路，短路及虚接，运用该实验室系统提供的多种制造故障的方式，如CAN信号手工设定值发送故障值，在虚拟仿真模型14中手工设定主控单元回馈信号故障行为，可完成对电池管理系统主控单元2的异常系的功能测试。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，包括硬件在回路仿真单元（1）、电池管理系统主控单元（2）、标定测量设备（3）和测试PC上位机（4），其特征在于：所述测试PC上位机（4）通过网线连接硬件在回路仿真单元（1），所述电池管理系统主控单元（2）连接标定测量设备（3），所述标定测量设备（3）通过USB连接测试PC上位机（4）；所述硬件在回路仿真单元（1）包括程控电源（5）、实时控制下位机（6）、总线通信板卡（7）、数模转换板卡（8）、模数转换板卡（9）、PWM板卡（10）、数字I/O板卡（11）、温度仿真板卡（12）、故障模拟仿真板卡（13）和虚拟仿真模型（14）。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，其特征在于：所述PWM板卡（10）与数字I/O板卡（11）为一体结构。

3.根据权利要求2所述的一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，其特征在于：所述电池管理系统主控单元（2）通过线束连接在所述硬件在回路仿真单元（1）上。

4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，其特征在于：所述虚拟仿真模型（14）包括整车模型、电机模型、电池模型、交流充电机模型和直流充电机模型。

5.根据权利要求4所述的一种纯电动汽车电池管理系统主控单元的实验室测试系统，其特征在于：所述总线通信板卡（7）、数模转换板卡（8）、模数转换板卡（9）、PWM板卡（10）、数字I/O板卡（11）、温度仿真板卡（12）、故障模拟仿真板卡（13）均采用通用接口板卡。