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。
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- 派司 BMS 测试 大纲 讲课 教案