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2010-11-26V1.1郭栋初稿张芳2012-2-30V2.1郭栋修订江淮汽车张守剑目录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%SOC30%≤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