一种电池包与电池管理系统的测试系统及测试方法与流程

1.本发明涉及一种电池包与电池管理系统的测试系统及测试方法，属于电池包与电池管理系统性能测试技术领域。


背景技术：

2.随着产品可靠性水平要求的不断提高，需要进行实车工况模拟、热管理、能量效率、电源系统荷电状态(以下简称soc)估算精度等诸多测试。如soc估算精度测试会涉及到国标充电验证，需要在充电测试工步按照国标gb/t27930-2015协议自动实现充电插枪信号确认、充电握手确认、充电需求确认等操作；电池包放电测试工步需要实现电池管理系统(以下简称bms)充电状态到放电状态的切换，即断掉bms的充电插枪信号然后接通bms的钥匙信号；热管理测试过程需要动态变更环境箱的温度，从而模拟实车的环境变化。
3.公开号为cn107202959b的专利文件公开了一种用于电池组及电池管理系统匹配测试中心系统，对电池管理系统中电池的电压、电流、温度和电池荷电状态的采集精度进行分析，但是针对电池管理系统，仅分析了电池包相关参数的采集精度，并未按照国标对电池管理系统进行信号确认和综合测试。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电池包与电池管理系统的测试系统及测试方法，以实现电池包和电池管理系统按照国标进行测试。
5.为了实现上述目的，本发明提供了一种电池包与电池管理系统的测试系统，其特征在于，包括低压电源、开关板、充放电系统和上位机；
6.所述开关板包括供电开关器件、钥匙火开关器件和cc2信号开关器件；所述低压电源的电源正极连接供电开关器件的一端，还连接钥匙火开关器件的一端，所述低压电源的电源负极连接cc2信号开关器件的一端；供电开关器件的另一端用于连接待测试电池管理系统的供电正，钥匙火开关器件的另一端用于连接待测试电池管理系统的钥匙火信号采样接口，cc2信号开关器件的另一端用于连接待测试电池管理系统的cc信号采样接口；
7.所述充放电系统的高压动力线用于连接待测试电池包，所述充放电系统的通信线用于连接待测试电池管理系统的通信接口；
8.所述上位机连接充放电系统，还控制连接开关板。
9.本发明的有益效果是：通过开关板上的供电开关器件、钥匙火开关器件和cc2信号开关器件模拟国标gb/t27930-2015协议的充放电确认信号，实现待测试电池包和待测试电池管理系统的充放电综合测试，有助于增强电池包与电池管理系统的测试可靠性。
10.进一步地，在上述系统中，还包括用于放置待测试电池包和待测试电池管理系统的环境箱，所述上位机控制连接环境箱。
11.这样做的有益效果是：通过环境箱模拟待测试电池包和待测试电池管理系统的环境温度，进一步增强电池包和电池管理系统的充放电测试的可靠性。
12.进一步地，在上述系统中，所述低压电源和开关板设置于环境箱中。
13.进一步地，在上述系统中，所述开关板为程控继电器板，所述供电开关器件为供电继电器，所述钥匙火开关器件为钥匙火继电器，所述cc2信号开关器件为cc2信号继电器，所述上位机连接供电继电器的控制端，还连接钥匙火继电器的控制端和cc2信号继电器的控制端。
14.进一步地，在上述系统中，所述上位机通过can线连接程控继电器板。
15.进一步地，在上述系统中，所述上位机通过以太网与充放电系统通信。
16.进一步地，在上述系统中，所述充放电系统的通信线为can线。
17.进一步地，在上述系统中，所述上位机与环境箱通过can线连接。
18.这样做的有益效果是：采用继电器作为开关板上的各开关器件，控制方便。
19.一种电池包与电池管理系统的测试方法，采用上述的电池包与电池管理系统的测试系统，包括如下步骤：
20.1)将待测试电池包与待测试电池管理系统通信连接，将待测试电池包与充放电系统的高压动力线连接；将待测试电池管理系统的供电正连接供电开关器件的另一端，将待测试电池管理系统的钥匙火信号接口连接钥匙火开关器件的另一端，将待测试电池管理系统的cc信号接口连接cc2信号开关器件的另一端；将待测试电池管理系统的通信接口连接充放电系统的通信线；
21.2)上位机控制充放电系统启动，使其进入充电状态并发送握手请求信号给待测试电池管理系统；
22.3)上位机控制开关板的供电开关器件和cc2信号开关器件闭合，发送cc2信号给待测试电池管理系统，待测试电池管理系统检测到cc2信号发送握手确认信号给充放电系统；
23.4)充放电系统接收握手确认信号并向待测试电池管理系统发送充电能力信息；
24.5)待测试电池管理系统接收充电能力信息，根据充电能力信息向充放电系统发送充电需求信息；
25.6)充放电系统接收充电需求信息，根据充电需求信息向待测试电池包充电，待测试电池管理系统采集待测试电池包充电性能参数。
26.这样做的有益效果是：将待测试的电池包与待测试的电池管理系统放置于环境箱中与测试系统进行连接，模拟cc2信号发送给待测试电池管理系统进行充电确认，待测试电池包、待测试电池管理系统和充放电系统联动实现充电测试。增强了电池包与电池管理系统充电测试的可靠性。
27.一种电池包与电池管理系统的测试方法，采用上述的电池包与电池管理系统的测试系统，包括如下步骤：
28.1)将待测试电池包与待测试电池管理系统通信连接，将待测试电池包与充放电系统的高压动力线连接；将待测试电池管理系统的供电正连接供电开关器件的另一端，将待测试电池管理系统的钥匙火信号接口连接钥匙火开关器件的另一端，将待测试电池管理系统的cc信号接口连接cc2信号开关器件的另一端；将待测试电池管理系统的通信接口连接充放电系统的通信线；
29.2)上位机将测试工况下载到充放电系统；所述测试工况根据车辆运行时电流随时间变化规律编写；
30.3)上位机控制开关板的钥匙火开关器件和cc2信号开关器件闭合，发送钥匙火信号给待测试电池管理系统，待测试电池管理系统检测到钥匙火信号给充放电系统发送放电能力信息；
31.4)上位机启动充放电系统，充放电系统按照放电能力信息和步骤2)的测试工况对待测试电池包进行充放电，待测试电池管理系统实时监测待测试电池包的放电能力信息。
32.这样做的有益效果是：将待测试的电池包与待测试的电池管理系统放置于环境箱中与测试系统进行连接，模拟钥匙火信号发送给待测试电池管理系统进行放电确认，待测试电池包、待测试电池管理系统和充放电系统联动实现放电测试。增强了电池包与电池管理系统放电测试的可靠性。
附图说明
33.图1为本发明系统实施例中电池包与电池管理系统的测试系统的结构框图；
34.图2为本发明方法实施例1的充电测试方法流程图；
35.图3为本发明方法实施例2的放电测试方法流程图。
具体实施方式
36.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
37.系统实施例：
38.如图1所示，本发明的电池管理测试系统包括低压电源、开关板，充放电系统和上位机，低压电源采用低压直流电源，开关板采用程控继电器板，上位机为电脑。
39.程控继电器板包括作为供电开关器件的供电继电器k1、作为钥匙火开关器件的钥匙火(钥匙火信号即图1中的on信号)继电器k2和作为cc2信号开关器件的cc2信号继电器k3，供电继电器的一端连接低压直流电源的电源正极，另一端用于连接待测试电池管理系统的供电正，钥匙火继电器的一端连接低压直流电源的正极，另一端用于连接待测试电池系统的钥匙火信号采样接口，cc2继电器的一端连接低压直流电源的电源负极，另一端用于连接待测试电池管理系统的cc信号采样接口。
40.作为其他实施例，开关器件除了使用程控继电器，还可以采用硅元件，如三极管。
41.电脑连接供电继电器的控制端，还连接钥匙火继电器的控制端和cc2信号继电器的控制端。
42.充放电系统包括充放电一体机，充放电一体机为一种能够对待测试电池包充电和放电的设备。具体可以为能够工作在电动模式和发电模式的电机及其电机控制器。充放电一体机的高压动力线用于连接待测试电池包，充放电系统控制器(即电机控制器)的can线(即通信线)用于连接待测试电池管理系统的通信接口。
43.电脑通过以太网与充放电系统通信，包括硬线连接方式和无线连接方式。
44.还包括环境箱，用于放置程控继电器板和低压直流电源，电脑通过can线连接环境箱。当测试系统充放电时，环境箱按照电脑下发的指令动态改变温度。
45.方法实施例1：
46.结合上述电池包和电池管理系统的测试系统对电池包和电池管理系统的充电测
试方法进一步说明，如图2所示，包括如下步骤：
47.1)将待测试电池包与待测试电池管理系统(bms)通过can线通信连接，将待测试电池包与充放电系统的电机通过高压动力线连接；将待测试电池管理系统的供电接口的正极端子通过供电继电器k1连接低压直流电源的正极，将待测试电池管理系统的供电接口的负极端子连接低压直流电源的负极，将待测试电池管理系统的钥匙火信号接口通过钥匙火继电器k2连接低压直流电源的正极，将待测试电池管理系统的cc信号接口通过cc2信号继电器连接低压直流电源的电源负极，将待测试电池管理系统的通信接口通过can线连接充放电控制器；
48.本方法中，通过低压直流电源为待测试电池管理系统供电，并且，低压直流电源的负电压模拟cc2信号(即充电插枪确认信号)作为待测试电池管理系统的充电插枪确认信号，模拟出真实充电测试信号环境对待测试电池管理系统进行充电测试，满足国标规定。
49.待测试电池包与待测试电池管理系统通过can总线连接，传递单体电压、单体温度、电池包荷电状态(soc)等信息，当充电过程中待测试电池包出现过压、欠压、高温、soc过低等故障时，自动停止充电操作。
50.2)电脑控制充放电系统启动，使其进入国标gb/t27930-2015充放电状态，充放电系统的电机控制器发送握手请求信号crm给待测试电池管理系统；
51.3)电脑发送指令给程控继电器板，闭合供电继电器k1和cc2信号继电器k3，向待测试电池管理系统发送cc2信号(即充电插枪确认信号，接通低电平有效)，待测试电池管理系统检测到cc2信号后，向电机控制器发送握手确认信号；
52.4)电机控制器收到握手确认信号进入充电准备阶段，发送充电能力信息给待测试电池管理系统；
53.5)待测试电池管理系统接收到充电能力信息，根据充电能力信息发送充电需求信息给电机控制器；
54.6)电机控制器接收充电需求信息，根据充电需求信息向待测试电池包充电，若充电需求大于充电能力，电机按照充电能力对待测试电池包充电，若充电需求小于充电能力，电机按照充电需求对待测试电池包充电；待测试电池管理系统采集待测试电池包充电性能参数。
55.方法实施例2：
56.结合上述电池包和电池管理系统的测试系统对电池包和电池管理系统的放电测试方法进一步说明，如图3所示，包括如下步骤：
57.1)将待测试电池包与待测试电池管理系统通过can线通信连接，将待测试电池包与充放电系统的电机通过高压动力线连接；将待测试电池管理系统的供电接口的正极端子通过供电继电器k1连接低压直流电源的正极，待测试电池管理系统的供电接口的负极端子连接低压直流电源的负极，将待测试电池管理系统的钥匙火信号接口(即on信号接口)通过钥匙火继电器k2连接低压直流电源的正极，将待测试电池管理系统的cc信号接口通过cc2信号继电器连接低压直流电源的电源负极，将待测试电池管理系统的通信接口通过can线连接充放电控制器；
58.本方法中，通过低压直流电源为待测试电池管理系统供电，并且，低压直流电源的正电压模拟钥匙火信号作为待测试电池管理系统的on信号(即放电行车状态确认信号)，模
拟出真实放电测试信号环境对待测试电池管理系统进行放电测试，满足国标规定。
59.待测试电池包与待测试电池管理系统通过can总线连接，传递单体电压、单体温度、电池包荷电状态(soc)等信息，当放电过程中待测试电池包出现过压、欠压、高温、soc过低等故障时，自动停止放电操作。
60.2)可以预先设置车辆运行时电流根据时间变化的规律表，如表1所示，在电脑上按照表1的规则，使用excel编写测试工况，将测试工况下载到充放电一体机；
61.时间(s)电流(a)17321033-1054-70......
62.3)电脑发送指令给程控继电器板，控制钥匙火继电器k2和cc2信号继电器k3的控制端闭合，向待测试电池管理系统发送钥匙火信号(即放电行车状态确认信号，接通高电平有效)，待测试电池管理系统检测到钥匙火信号后，发送放电能力信息给充放电一体机；
63.4)电脑启动充放电系统进入工况模拟状态，充放电一体机按照表1的工况对待测试电池包进行充放电操作，待测试电池管理系统实时监测待测试电池包的放电能力信息。
64.在上述的方法实施例1和方法实施例2所述过程中，还可将待测试电池包与待测试电池管理系统放置于环境箱中，同时，为了模拟更真实的测试环境，可将低压直流电源和程控继电器板一并放置于环境箱中，电脑根据预设置的温度信息控制环境箱动态改变待测试电池包和待测试电池管理系统所处环境的温度，使电池包与电池管理系统的充放电测试更加符合实际情况，提高了测试的可靠性。