新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，它的电池单体仿真单元用于在计算机的控制下向电池单体电气故障注入单元发送电池单体电气故障模式配置信息；电池单体电气故障注入单元用于将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的电池单体电气故障模式测试；所述I/O信号电气故障注入单元用于在计算机的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。本发明专利技术可实现完整的电池管理系统硬件在环自动化测试，包括主板和从板全功能测试，提高了电池管理系统可靠性。

Hardware-in-the-loop Test Platform and Test Method for Power Battery Management System of New Energy Vehicle

【技术实现步骤摘要】
新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台及测试方法
本专利技术涉及新能源汽车动力电池技术测试领域，具体地指一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台及测试方法。
技术介绍
对于新能源汽车动力电池管理系统(BMS)硬件在环测试平台。现今主流电池管理系统硬件一般包含控制主板和多块采集从板，目前的在环测试平台只是对BMS中的控制主板进行相关的测试，并没有对采集从板进行相应的测试，在对控制主板进行测试时，仅用模型或者代码虚拟单体电池参数。这种方式得到的BMS测试结果不准确，影响了BMS测试的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台及测试方法，本专利技术可实现完整的电池管理系统(BMS)硬件在环(hardware-in-the-loop，HIL)自动化测试，使用电池单体仿真单元，模拟电池单体和电池组的输出特性，包括主板和从板(主板和从板是真实的，和实车上用的电池管理系统使用的是一样的，采用线束接到HIL上进行测试的被测对象)全功能测试，扩大了电池管理系统(BMS)测试范围，同时提高了电池管理系统(BMS)可靠性。为实现此目的，本专利技术所设计的一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，其特征在于：它包括电池单体仿真单元、电池单体电气故障注入单元和I/O信号电气故障注入单元；其中，所述电池单体仿真单元用于在计算机的控制下向电池单体电气故障注入单元发送电池单体电气故障模式配置信息；电池单体电气故障注入单元用于将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的电池单体电气故障模式测试；所述I/O信号电气故障注入单元用于在计算机的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试方法，它包括如下步骤：步骤1：所述电池单体仿真单元在计算机的控制下向电池单体电气故障注入单元发送电池单体电气故障模式配置信息；步骤2：电池单体电气故障注入单元将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的电池单体电气故障模式测试；步骤3：所述I/O信号电气故障注入单元在计算机的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器中，使被测BMS控制器进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。所述步骤1中，所述电池单体仿真单元还用于在计算机的控制下向被测BMS控制器发送电池模拟单体电压信号，并接收被测BMS控制器根据电池模拟单体电压信号输出相应的电池单体仿真控制信号。本专利技术的优点在于：1、本专利技术设置的电池单体仿真单元，不仅为BMS测试提供模拟的高压电池组，同时实现了电池单体电气故障模式的仿真测试。2、本专利技术可支持15块电池单体仿真板卡，每个电池单体仿真板卡4个通道，电压范围0～5V，可以同时支持60通道单体电池仿真，每个通道具备过压保护功能、每个通道具备电流采集功能、通道间隔离输出，通道允许串联，最高串联电压1500V。3、本专利技术可实现完整的电池管理系统(BMS)硬件在环自动化测试，包括主板和从板全功能测试，可同时对5块真实从板进行测试，提高了电池管理系统(BMS)功能可靠性。本专利技术所采用的电池管理系统硬件在环测试平台，除了可以用模型虚拟从板控制逻辑，同时可以对真实的从板进行硬件在环测试此套硬件在环测试平台，最大可同时对5块真实从板进行测试。附图说明图1为本专利技术的信号走向结构示意图；图2为本专利技术的供电结构示意图。其中，1—计算机、2—电池单体仿真单元、3—电池单体电气故障注入单元、4—I/O信号电气故障注入单元、5—被测BMS控制器、6—电源分配模块、7—信号调理电源、8—高压输出板卡、9—可编程电源、10—控制器供电管理模块、11—电池仿真电源、12—真实或模拟负载。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所示的一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，它包括电池单体仿真单元2、电池单体电气故障注入单元3和I/O信号电气故障注入单元4；其中，所述电池单体仿真单元2用于在计算机1(RTPC实时计算机)的控制下向电池单体电气故障注入单元3发送电池单体电气故障模式配置信息；电池单体电气故障注入单元3用于将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器5中，使被测BMS控制器5进行相应的电池单体电气故障模式测试；所述I/O信号电气故障注入单元4用于在计算机1的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器5中，使被测BMS控制器5进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。上述技术方案中，本专利技术还包括真实或模拟负载12，其中，模拟负载12指的是用模型搭建的电池管理系统的主板或者从板，是虚拟的。和真实接上去的电池管理系统主板和从板一样，用来接收各种信号，目的是测试虚拟的电池管理系统主板和从板在不同的工况，是否能按规定的要求工作。上述技术方案中，所述电池单体仿真单元2还用于在计算机1的控制下向被测BMS控制器5发送电池模拟单体电压信号，并接收被测BMS控制器5根据电池模拟单体电压信号输出相应的电池单体仿真控制信号。上述技术方案中，故障注入单元包括TB9310-大电流故障路由板、TB9311-小电流故障路由板、TB9312-故障注入执行板、TB9313-故障注入电阻仿真板和TB9314-故障注入背板。发出的故障信号为两类，一类是电池故障，一类是I/O信号故障，其中，I/O信号故障包括传感器和执行器故障信号；上述技术方案中，被测BMS控制器5包括主板、从板，其中，主板和从板可以是真实的，也可以是用模型搭建的虚拟的。真实的主板和从板为采用线束接到HIL上进行测试的被测对象。上述技术方案中，电池单体仿真单元2可以进行单体电池电压和单体电池温度的仿真，电池单体仿真单元2还可以模拟单体电池的过载、过充、高温等故障信号。计算机1还用于实现电池单体仿真单元2和I/O信号电气故障注入单元4的激活。具体实施中，电池单体仿真单元2，是由15块TB9103电池单体仿真板卡和1块TB9105绝缘电阻仿真板卡组成。其中，1块TB9105绝缘电阻仿真板卡用于仿真电池组各节点对地绝缘电阻；15块电池单体仿真板卡，每个电池单体仿真板卡4个通道，电压范围0-5V，15块电池单体仿真板卡可以同时支持60通道单体电池仿真，每个通道具备过压保护功能、每个通道具备电流采集功能、通道间隔离输出，通道允许串联，最高串联电压1500V。上述技术方案中，如图2所示，它还包括电源分配模块6、信号调理电源7、高压输出板卡8、可编程电源9、控制器供电管理模块10和电池仿真电源11，其中，电源分配模块6用于给信号调理电源7、可编程电源9、电池仿真电源11和计算机1供电；信号调理电源7用于将电源分配模块6输送的电源进行降压处理(220V减压到5V)，并将降压后的电源提供给I/O信号电气故障注入单元4、电池单体电气故障注入单元3和电池单体仿真单元2；电池仿真电源11用于通过高压输出板卡8向被测BMS控制器5提供其所需模拟信号，通过该模拟信号告诉被测BMS控制器5电池包的电压值，被测BMS控制器5接到该模拟信号以后，进行BMS控制器程序的测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，其特征在于：它包括电池单体仿真单元(2)、电池单体电气故障注入单元(3)和I/O信号电气故障注入单元(4)；其中，所述电池单体仿真单元(2)用于在计算机(1)的控制下向电池单体电气故障注入单元(3)发送电池单体电气故障模式配置信息；电池单体电气故障注入单元(3)用于将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器(5)中，使被测BMS控制器(5)进行相应的电池单体电气故障模式测试；所述I/O信号电气故障注入单元(4)用于在计算机(1)的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器(5)中，使被测BMS控制器(5)进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。

【技术特征摘要】
1.一种新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，其特征在于：它包括电池单体仿真单元(2)、电池单体电气故障注入单元(3)和I/O信号电气故障注入单元(4)；其中，所述电池单体仿真单元(2)用于在计算机(1)的控制下向电池单体电气故障注入单元(3)发送电池单体电气故障模式配置信息；电池单体电气故障注入单元(3)用于将电池单体电气故障模式配置信息输入到被测BMS控制器(5)中，使被测BMS控制器(5)进行相应的电池单体电气故障模式测试；所述I/O信号电气故障注入单元(4)用于在计算机(1)的控制下将I/O信号故障配置信息输入到被测BMS控制器(5)中，使被测BMS控制器(5)进行相应的被测BMS控制器I/O信号故障测试。2.根据权利要求1所述的新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，其特征在于：所述电池单体仿真单元(2)还用于在计算机(1)的控制下向被测BMS控制器(5)发送电池模拟单体电压信号，并接收被测BMS控制器(5)根据电池模拟单体电压信号输出相应的电池单体仿真控制信号。3.根据权利要求1所述的新能源车动力电池管理系统硬件在环测试平台，其特征在于：它还包括电源分配模块(6)、信号调理电源(7)、高压输出板卡(8)、可编程电源(9)、控制器供电管理模块(10)和电池仿真电源(11)，其中，电源分配模块(6)用于给信号调理电源(7)、可编程电源(9)、电池仿真电源(11)和计算机(1)供电；信号调理电源(7)用于将电源分配模块(6)输送的电源进行降压处理，并将降压后的电源提供给I/O信号电气故障注入单元(4)、电池单体电气故障注入单元(3)和电池单体仿真单元(2)；电池仿真电源(11)用于通过高压输出板卡(8)向被测BMS控制器(5)提供其所需的模拟信号，通过该模拟信号告诉被测BMS控制器(5)电池包的电压值，被测BMS控制器(5)接到该模拟信号以后，进行BMS控制器程序的测试，可编程电源(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春芳，杨帆，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42