一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，包括检测模块、主控模块、直流电源模块、低压电源模块、高压电源模块和上位机模块；检测模块的输入端，连接电池管理系统BMS的输出端；检测模块分别连接低压电源模块、高压电源模块以及主控模块；主控模块，分别连接电池管理系统BMS、低压电源模块、高压电源模块、上位机模块以及直流电源模块；直流电源模块，还与检测模块相连接。本实用新型专利技术公开的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，设计科学，通过引入硬件安全机制，提高了检测的可靠性，不仅能够实现对BMS的安全状态检测，还能够实现对BMS用于控制接触器断开所需要的实际的故障容错时间间隔FTTI的检测。所需要的实际的故障容错时间间隔FTTI的检测。所需要的实际的故障容错时间间隔FTTI的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统


[0001]本技术涉及电池管理系统测试
，特别是涉及一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统。

技术介绍

[0002]在新能源应用领域，锂电池越来越多的被应用于电子电气产品中，如电动汽车、电动自行车、电动工具、通信基站、机器人等。为了让锂电池能够被安全可靠地使用，需要配置电池管理系统(BMS)，通过BMS来监测锂电池的使用状态并实现过充、过放、过温等保护功能。
[0003]以电动汽车为例，车载型的BMS，需要符合国家标准《GB/T34590
‑
2017道路车辆功能安全》或者国际标准《ISO26262
‑
2018道路车辆功能安全》，其中，功能安全是通过使用某种安全机制，来保证某项功能的可靠运行或者能够检测到这项功能的异常。
[0004]为了确认BMS是否符合功能安全的要求，需要根据《GB/T 39086
‑
2020电动汽车用电池管理系统功能安全要求及试验方法》要求，对BMS进行功能安全要求的测试，具体测试内容为：确认BMS是否在规定的故障容错时间间隔(FTTI)内进入安全状态，也就是BMS是否在规定的故障容错时间间隔FTTI内能够控制高压接触器断开，从而断开负载或充电设备与电池系统之间的物理连接。
[0005]但是，目前常用的适用于BMS的测试系统，其在注入故障后，只是可以检测出BMS是否断开了高压接触器，而不能检测出实际的故障容错时间间隔FTTI(即实际控制高压接触器断开，所需要的时长)。此外，关于测试系统对BMS输出信号的检测，也没有冗余的硬件安全机制来验证信号检测结果是否正确。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统。
[0007]为此，本技术提供了一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其包括检测模块、主控模块、直流电源模块、低压电源模块、高压电源模块和上位机模块；
[0008]其中，检测模块的输入端3，连接高压电源模块的高压正极输出端HV1+；
[0009]检测模块的输入端5，连接高压电源模块的高压负极输出端HV
‑
，用于接收高压电源模块提供的直流高压电源HV1；
[0010]检测模块的输入端4，连接高压电源模块的高压正极输出端HV2+；
[0011]检测模块的输入端5，连接高压电源模块的高压负极输出端HV
‑
，用于接收高压电源模块提供的直流高压电源HV2；
[0012]检测模块的输入端FD11，连接电池管理系统BMS的输出端VO1，用于接收BMS输出的控制信号VO1；
[0013]检测模块的输入端FD21，连接BMS的输出端VO2，用于接收BMS输出的控制信号VO2；
[0014]检测模块的输入端FD12，连接BMS的输出端PD+，用于接收BMS输出的高压PD+；
[0015]检测模块的输入端FD22，连接BMS的输出端PD
‑
，用于接收BMS输出的高压PD
‑
；
[0016]检测模块的输入端FC11，连接BMS的输出端VO3，用于接收BMS输出的控制信号VO3；
[0017]检测模块的输入端FC21，连接BMS的输出端VO4，用于接收BMS输出的控制信号VO4；
[0018]检测模块的输入端FC12，连接BMS的输出端PC+，用于接收BMS输出的高压PC+；
[0019]检测模块的输入端FD22，连接BMS的输出端PC
‑
，用于接收BMS输出的高压PC
‑
；
[0020]检测模块的输入端1，连接直流电源模块的输出端VDD，用于接收电源VDD；
[0021]检测模块的输入端2，连接BMS的输出端VCO，用于接收作为测试对象的BMS输出的直流电源VCO；
[0022]检测模块的输出端DV1，连接主控模块的输入端1，用于为主控模块提供检测信号DV1；
[0023]检测模块的输出端DV2，连接主控模块的输入端2，用于为主控模块提供检测信号DV2；
[0024]检测模块的输出端DV5，连接主控模块的输入端5，用于为主控模块提供检测信号DV5；
[0025]检测模块的输出端DV3，连接主控模块的输入端3，用于为主控模块提供检测信号DV3；
[0026]检测模块的输出端DV4，连接主控模块的输入端4，用于为主控模块提供检测信号DV4；
[0027]检测模块的输出端DV6，连接主控模块的输入端6，用于为主控模块提供检测信号DV6；
[0028]检测模块的输出端CV1，连接主控模块的输入端7，用于为主控模块提供检测信号CV1；
[0029]检测模块的输出端CV2，连接主控模块的输入端8，用于为主控模块提供检测信号CV2；
[0030]检测模块的输出端CV5，连接主控模块的输入端9，用于为主控模块提供检测信号CV5；
[0031]检测模块的输出端CV3，连接主控模块的输入端10，用于为主控模块提供检测信号CV3；
[0032]检测模块的输出端CV4，连接主控模块的输入端11，用于为主控模块提供检测信号CV4；
[0033]检测模块的输出端CV6，连接主控模块的输入端12，用于为主控模块提供检测信号CV6；
[0034]主控模块的输入端1，连接检测模块的输出端DV1，用于接收检测模块输出的检测信号DV1；
[0035]主控模块的输入端2，连接检测模块的输出端DV2，用于接收检测模块输出的检测信号DV2；
[0036]主控模块的输入端3，连接检测模块的输出端DV3，用于接收检测模块输出的检测信号DV3；
[0037]主控模块的输入端4，连接检测模块的输出端DV4，用于接收检测模块输出的检测信号DV4；
[0038]其中，主控模块的输入端5，连接检测模块的输出端DV5，用于接收检测模块输出的检测信号DV5；
[0039]主控模块的输入端6，连接检测模块的输出端DV6，用于接收检测信号DV6；
[0040]其中，主控模块的通讯端COM1，连接BMS的通讯端7，用于与BMS进行数据交换；
[0041]主控模块的通讯端COM2，连接上位机模块的输入输出端，用于与上位机模块进行数据交换；
[0042]主控模块的总线通讯端BUS，分别连接低压电源模块的通讯端和高压电源模块的通讯端，用于控制所述低压电源模块和所述高压电源模块的电源输出及输出电源的大小。
[0043]由以上本技术提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本技术提供了一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其设计科学，遵循了功能安全设计原则，通过引入硬件安全机制，提高了检测的可靠性，能够实现对BMS的安全状态检测，具有重大的生产实践意义。
[0044]同时，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，包括检测模块(10)、主控模块(20)、直流电源模块(30)、低压电源模块(40)、高压电源模块(50)和上位机模块(60)；其中，检测模块(10)的输入端3，连接高压电源模块(50)的高压正极输出端HV1+；检测模块(10)的输入端5，连接高压电源模块(50)的高压负极输出端HV
‑
，用于接收高压电源模块(50)提供的直流高压电源HV1；检测模块(10)的输入端4，连接高压电源模块(50)的高压正极输出端HV2+；检测模块(10)的输入端5，连接高压电源模块(50)的高压负极输出端HV
‑
，用于接收高压电源模块(50)提供的直流高压电源HV2；检测模块(10)的输入端FD11，连接电池管理系统BMS的输出端VO1，用于接收BMS输出的控制信号VO1；检测模块(10)的输入端FD21，连接BMS的输出端VO2，用于接收BMS输出的控制信号VO2；检测模块(10)的输入端FD12，连接BMS的输出端PD+，用于接收BMS输出的高压PD+；检测模块(10)的输入端FD22，连接BMS的输出端PD
‑
，用于接收BMS输出的高压PD
‑
；检测模块(10)的输入端FC11，连接BMS的输出端VO3，用于接收BMS输出的控制信号VO3；检测模块(10)的输入端FC21，连接BMS的输出端VO4，用于接收BMS输出的控制信号VO4；检测模块(10)的输入端FC12，连接BMS的输出端PC+，用于接收BMS输出的高压PC+；检测模块(10)的输入端FD22，连接BMS的输出端PC
‑
，用于接收BMS输出的高压PC
‑
；检测模块(10)的输入端1，连接直流电源模块(30)的输出端VDD，用于接收电源VDD；检测模块(10)的输入端2，连接BMS的输出端VCO，用于接收作为测试对象的BMS输出的直流电源VCO；检测模块(10)的输出端DV1，连接主控模块(20)的输入端1，用于为主控模块(20)提供检测信号DV1；检测模块(10)的输出端DV2，连接主控模块(20)的输入端2，用于为主控模块(20)提供检测信号DV2；检测模块(10)的输出端DV5，连接主控模块(20)的输入端5，用于为主控模块(20)提供检测信号DV5；检测模块(10)的输出端DV3，连接主控模块(20)的输入端3，用于为主控模块(20)提供检测信号DV3；检测模块(10)的输出端DV4，连接主控模块(20)的输入端4，用于为主控模块(20)提供检测信号DV4；检测模块(10)的输出端DV6，连接主控模块(20)的输入端6，用于为主控模块(20)提供检测信号DV6；检测模块(10)的输出端CV1，连接主控模块(20)的输入端7，用于为主控模块(20)提供检测信号CV1；检测模块(10)的输出端CV2，连接主控模块(20)的输入端8，用于为主控模块(20)提供检测信号CV2；检测模块(10)的输出端CV5，连接主控模块(20)的输入端9，用于为主控模块(20)提供检测信号CV5；
检测模块(10)的输出端CV3，连接主控模块(20)的输入端10，用于为主控模块(20)提供检测信号CV3；检测模块(10)的输出端CV4，连接主控模块(20)的输入端11，用于为主控模块(20)提供检测信号CV4；检测模块(10)的输出端CV6，连接主控模块(20)的输入端12，用于为主控模块(20)提供检测信号CV6；主控模块(20)的输入端1，连接检测模块(10)的输出端DV1，用于接收检测模块(10)输出的检测信号DV1；主控模块(20)的输入端2，连接检测模块(10)的输出端DV2，用于接收检测模块(10)输出的检测信号DV2；主控模块(20)的输入端3，连接检测模块(10)的输出端DV3，用于接收检测模块(10)输出的检测信号DV3；主控模块(20)的输入端4，连接检测模块(10)的输出端DV4，用于接收检测模块(10)输出的检测信号DV4；其中，主控模块(20)的输入端5，连接检测模块(10)的输出端DV5，用于接收检测模块(10)输出的检测信号DV5；主控模块(20)的输入端6，连接检测模块(10)的输出端DV6，用于接收检测信号DV6；其中，主控模块(20)的通讯端COM1，连接BMS的通讯端7，用于与BMS进行数据交换；主控模块(20)的通讯端COM2，连接上位机模块(60)的输入输出端，用于与上位机模块(60)进行数据交换；主控模块(20)的总线通讯端BUS，通过总线，分别连接低压电源模块(40)的通讯端和高压电源模块(50)的通讯端，用于控制所述低压电源模块(40)和所述高压电源模块的电源输出及输出电源的大小。2.如权利要求1所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，主控模块(20)，用于根据检测模块(10)输出的检测信号DV1、DV2和DV5，计算获得在放电模式下BMS的故障诊断时间DT1，以及根据检测模块(10)输出的检测信号DV3、DV4和DV6，计算获得在放电模式下BMS的故障响应时间DT2，然后，计算BMS实际的故障容错时间间隔FTTI，最后与预设的BMS故障容错时间间隔FTTI进行比较，如果实际的FTTI大于预设的FTTI，则判定BMS没有进入安全状态；如果实际的FTTI小于或等于预设的FTTI，则判定BMS已进入安全状态；其中，BMS的故障诊断时间DT1和BMS的故障响应时间DT2之和，等于BMS实际的故障容错时间间隔FTTI。3.如权利要求1或2所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，主控模块(20)，用于根据检测模块(10)输出的检测信号CV5、CV1和CV2，计算获得在充电模式下BMS的故障诊断时间CT1，以及根据检测模块(10)输出的检测信号CV6、CV3和CV4，计算获得在充电模式下BMS的故障响应时间CT2；其中，BMS的故障诊断时间CT1和BMS的故障响应时间CT2之和，等于充电模式下BMS实际的故障容错时间间隔FTTI。4.如权利要求1所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，主控
模块(20)的输入端15，连接直流电源模块(30)的输出端VDD，用于接收直流电源VDD；直流电源模块(30)的输出端VDD，分别连接主控模块(20)的输入端15和检测模块的输入端1，用于为检测模块(10)和主控模块(20)提供直流电源VDD；低压电源模块(40)的通讯端，连接主控模块(20)的总线通讯端BUS，用于接收主控模块(20)输出的指令，并与主控模块(20)进行数据交换；低压电源模块(40)的输出端VCC1，连接BMS的输入端3，用于为BMS提供直流工作电源；低压电源模块(40)的输出端VCC2，连接BMS的输入端4，用于为BMS中的高边接触器KL1、KL3和低边接触器KL2、KL4的线圈提供工作电源；低压电源模块(40)的输出端VCC3，连接BMS的输入端5，用于为BMS提供故障模拟电压；其中，高压电源模块(50)的输出端HV1+，连接BMS的输入端1，用于为BMS提供直流高压电源HV1+，用于模拟一个电池系统在放电模式下的高压正极；高压电源模块(50)的输出端HV1，连接BMS的输入端2，用于为BMS提供直流高压电源HV1，用于模拟在放电模式和充电模式下的电池系统的高压负极；高压电源模块(50)的输出端HV2+，连接BMS的输入端3，用于为BMS提供直流高压电源HV2+，用于模拟在充电模式下的电池系统的高压正极。5.如权利要求1至4中任一项所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，所述检测模块(10)，具体包括第一检测模块组合(10A)；第一检测模块组合(10A)，包括第一检测子模块(101)、第二检测子模块(102)、第三检测子模块(103)、第四检测子模块(104)、第五检测子模块(105)和第六检测子模块(106)，这六个检测子模块用于检测BMS放电回路中高边接触器KL1和低边接触器KL2的通断。6.如权利要求5所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，第一检测子模块(101)至第五检测子模块(105)的输入端1，都与直流电源模块(30)的输出端VDD连接，用于接收直流电源VDD；第一检测子模块(101)，用于检测BMS输出的用于控制BMS放电回路中高边接触器KL1通断的控制信号VO1；第一检测子模块(101)的输入端2，作为检测模块(10)的输入端2，与BMS的输出端VCO连接，用于接收BMS提供的直流电源VCO；第一检测子模块(101)的输入端3，作为检测模块(10)的输入端FD11，与BMS的输出端VO1连接，用于接收BMS输出的控制信号VO1；第一检测子模块(101)的输出端，作为检测模块(10)的输出端DV1，用于为主控模块提供检测信号DV1；其中，第二检测子模块(102)，用于检测BMS输出的用于控制BMS放电回路中低边接触器KL2通断的控制信号VO2；第二检测子模块(102)的输入端2，作为检测模块(10)的输入端2，与BMS的输出端VCO连接，用于接收BMS提供的直流电源VCO；第二检测子模块(102)的输入端3，作为检测模块(10)的输入端FD21，与BMS的输出端VO2连接，用于接收BMS输出的控制信号VO2；第二检测子模块(102)的输出端，即作为检测模块(10)的输出端DV2，用于为主控模块(20)提供检测信号DV2。
7.如权利要求5所述的用于检测电池管理系统安全状态的测试系统，其特征在于，第三检测子模块(103)，用于检测BMS放电回路中高边接触器KL1的通断；第三检测子模块(103)的输入端2，作为检测模块(10)的输入端4，与高压电源模块(50)的输出端HV2+相连接，用于接收高压电源模块(50)输出的正极高压HV2+；第三检测子模块(103)的输入端3，作为检测模块(10)的输入端FD12，用于接收BMS输出端PD+输出的高压PD+，从而控制第三检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明艳，邹玉峰，
申请(专利权)人：力神青岛新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：