一种主动均衡BMS测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种主动均衡BMS测试系统，至少包括主动均衡BMS、标准采样板、辅助电源、测试工装和可编程数字电源，其中，测试工装与可编程数字电源相连接，由多个电池模拟支路组成，每个电池模拟支路至少包括一分压电阻和与该分压电阻并接的压控负载组成；各支路的分压电阻串接在所述可编程数字电源的输出端；主动均衡BMS至少包括AFE模块、隔离通信模块、MCU模块以及多个均衡模块，每个均衡模块与对应的电池模拟支路相连接。本实用新型专利技术采用一种简单的电路结构，既可实现电压采样精度测量，又可实现均衡功能检测，同时，可以灵活模拟不同电池电压，对整个电池电压输入范围进行测试，保证主动均衡BMS在全范围内正常工作。证主动均衡BMS在全范围内正常工作。证主动均衡BMS在全范围内正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种主动均衡BMS测试系统


[0001]本技术涉及电池均衡控制
，尤其涉及一种主动均衡BMS测试系统。

技术介绍

[0002]目前，蓄电池、超级电容等蓄电装置(为了说明方便，以下都用电池、电池组代替)已经在电动汽车、储能电站、通信基站等行业得到了普遍的应用，由于单体电压和容量都较低，实际应用中往往需要多节电池串联以提高电压，多节电池并联以提高容量。
[0003]由于生产环境、工艺参数、原材料都难以做到完全一致，致使生产出来的每个单体电池都存在差异。并且由于使用环境的差别，单体电池之间的差异会随着时间延长越来越大。N个单体电池串联成组后，整个电池组的容量小于其中最差单体电池容量的N倍，难以发挥电池组该有的性能。为了最大化电池组的可用性能，必须给电池组增加均衡电路。由于电动汽车、储能电站等应用场景使用的都是大容量电池，传统的被动均衡方式难以胜任，主动均衡应用是行业的趋势，主动均衡都是用DC/DC电路完成功能。由于电池组中，电池串数很多，需要用到多个均衡电路，如图1所示，主动均衡BMS内部设置多个均衡模块，每个均衡模块连接一个单体电池，用于主动均衡。每个主动均衡BMS装机或出厂前都要进行检测，尤其是电动汽车、储能电站、通信基站等行业对可靠性要求都很高，生产过程检测压力大，如何提高主动均衡BMS的生产检测效率成为行业中亟待解决的问题。
[0004]参见如图2，所示为现在行业上常用的生产检测解决方案之一，用实际电池组连接主动均衡BMS进行生产测试。主动均衡BMS把采样到的电压值与实际电池电压值进行比较，判断采样精度是否满足要求；同时实际电池可以吸收和放出电流，判断均衡模块工作是否正常。但是，该方案至少存在以下缺陷：
[0005](1)电池组笨重，搬运不方便，成本高；
[0006](2)因为有均衡电流，电池电压在持续的变化，需要实时的用高精度设备测量电池电压作为判断依据，操作繁琐；
[0007](3)由于均衡电流的存在，使用一段时间后，电池存在过充过放现象，需要经常维护，电池维护时间长，代价高；
[0008](4)BMS产品生产测试都是在几秒以内完成，时间很短，对于单板的生产测试来讲，电池电压近似为恒定不变，只能验证一个输入电压状态下的采样精度和均衡工作情况，测试工况单一，无法验证BMS在整个输入电压范围内的工作可靠性。
[0009]参见图3，所示为现有技术另一种解决方案，其中，制作一个与主动均衡BMS串数相同的参考电压测试工装，每个模拟电池通道由一个隔离电源模块和参考电压电路组成，隔离电源模块提供悬浮电压，参考电压电路把悬浮电压调整到合适电压值来模拟单节电池电压；相邻参考电压电路的输出正负极两两相连，模拟单体电池的串联，如第k个参考电压电路的输出负极k
‑
与第k
‑
1个参考电压电路的输出正极(k
‑
1)+连接，第k个参考电压电路的输出正极k+与第k+1个参考电压电路的输出负极(k+1)
‑
连接。主动均衡BMS把采样到的电池电压与参考电压值进行比较，根据误差值来判断采样精度是否满足要求。然而该现有方案仍
存在以下缺陷：
[0010](1)参考电压电路功率小，只能用来检测BMS的采样精度，无法检测主动均衡功能；
[0011](2)参考电压为固定值，无法自由调节，只能检测一个电压值的采样精度，不能检测整个输入范围的采样精度；
[0012](3)多个电源模块和参考电压电路级联，相互影响，可靠性低；
[0013](4)随着时间的推移和温度变化，参考电压值会偏离初始值，影响检测结果，需要定期的校验。
[0014]故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

技术实现思路

[0015]有鉴于此，确有必要提供一种主动均衡BMS测试系统，采用一种简单的电路结构，既可实现电压采样精度测量，又可实现均衡功能检测，同时，可以灵活模拟不同电池电压，对整个电池电压输入范围进行测试，保证主动均衡BMS在全范围内正常工作。
[0016]为了解决现有技术存在的技术问题，本技术的技术方案如下：
[0017]一种主动均衡BMS测试系统，至少包括主动均衡BMS、标准采样板、辅助电源、测试工装和可编程数字电源，其中，
[0018]所述辅助电源与主动均衡BMS相连接，用于为主动均衡BMS供电；
[0019]所述测试工装与可编程数字电源相连接，由多个电池模拟支路组成，每个电池模拟支路至少包括一分压电阻和与该分压电阻并接的压控负载组成；各支路的分压电阻串接在所述可编程数字电源的输出端；
[0020]所述主动均衡BMS至少包括AFE模块、隔离通信模块、MCU模块以及多个均衡模块，每个均衡模块与对应的电池模拟支路相连接，所述AFE模块用于检测每个电池模拟支路的电压并通过隔离通信模块发送给MCU模块；所述MCU模块与所述可编程数字电源相连接，用于控制所述可编程数字电源的输出电压。
[0021]作为进一步的改进方案，所述标准采样板与各个电池模拟支路的输出端相连接，用于采样各个电池模拟支路的电压。
[0022]作为进一步的改进方案，所述MCU模块用于控制每个均衡模块的开启，其中，均衡模块未开启时，所述MCU模块获取标准采样板采样的电压信息以及所述AFE模块检测的电压信息以此得到主动均衡BMS的电压采样精度。
[0023]作为进一步的改进方案，所述MCU模块与所述标准采样板相连接，用于控制标准采样板采样的启停，以及获取每个通道的采样电压。
[0024]作为进一步的改进方案，均衡模块开启时，其所连接的电池模拟支路中压控负载开启工作，该电池模拟支路的输出电压受控于压控负载，否则，其输出取决于各分压电阻的分压；所述MCU模块获取标准采样板采样的电压信息以及所述AFE模块检测的电压信息并判断该电压值是否与压控负载所设定的电压值相符。
[0025]作为进一步的改进方案，均衡模块开启时，所述MCU模块获取辅助电源的工作电流，并判断该工作电流是否与均衡模块设定的均衡电流相符，其中，均衡电流是固定的，两者之间存在固定的关系；均衡模块开启时，相应电池模拟支路的采样电压与压控负载所设
定的电压值相符，且辅助电源的工作电流与均衡模块设定的均衡电流相符，则判定均衡模块工作正常，否则判定均衡模块工作异常。
[0026]作为进一步的改进方案，辅助电源支路中串接一电流采样电阻Rs。
[0027]作为进一步的改进方案，所述MCU模块与可编程数字电源采用标准数据总线进行通信。
[0028]作为进一步的改进方案，所述压控负载为恒压负载。
[0029]作为进一步的改进方案，所述压控负载至少包括电压反馈模块、误差放大器、负反馈模块、开关模块和负载，其中，电压反馈模块并接在对应电池模拟支路，所述误差放大器的
‘
+
’
端与参考电压V
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相连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动均衡BMS测试系统，其特征在于，至少包括主动均衡BMS、标准采样板、辅助电源、测试工装和可编程数字电源，其中，所述辅助电源与主动均衡BMS相连接，用于为主动均衡BMS供电；所述测试工装与可编程数字电源相连接，由多个电池模拟支路组成，每个电池模拟支路至少包括一分压电阻和与该分压电阻并接的压控负载组成；各支路的分压电阻串接在所述可编程数字电源的输出端；所述主动均衡BMS至少包括AFE模块、隔离通信模块、MCU模块以及多个均衡模块，每个均衡模块与对应的电池模拟支路相连接，所述AFE模块用于检测每个电池模拟支路的电压并通过隔离通信模块发送给MCU模块；所述MCU模块与所述可编程数字电源相连接，用于控制所述可编程数字电源的输出电压。2.根据权利要求1所述的主动均衡BMS测试系统，其特征在于，所述标准采样板与各个电池模拟支路的输出端相连接，用于采样各个电池模拟支路的电压。3.根据权利要求2所述的主动均衡BMS测试系统，其特征在于，所述MCU模块用于控制每个均衡模块的开启，其中，均衡模块未开启时，所述MCU模块获取标准采样板采样的电压信息以及所述AFE模块检测的电压信息以此得到主动均衡BMS的电压采样精度。4.根据权利要求2所述的主动均衡BMS测试系统，其特征在于，均衡模块开启时，其所连接的电池模拟支路中压控负载开启工作，该电池模拟支路的输出电压受控于压控负载，否则，其输出取决于各分压电阻的分压；所述MCU模块获取标准采样板采样的电压信息以及所述AFE模块检测的电压信息并判断该电压值是否与压控负载所设定的电压值相符。5.根据权利要求4所述的主动均衡BMS测试系统，其特征在于，均衡模块开启时，所述MCU模块获取辅助电源的工作电流，并判断该工作电流是...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚淡基，黎夏，汪更更，
申请(专利权)人：杭州衡驰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：