電池管理系統硬件在環

電池作為常見的儲能設備，正在隨著能源問題的日趨緊迫而被越來越多地研究和重視。在電力領域，它是新能源能夠取代日益枯竭的化石能源并成功進行大規模應用的關鍵支柱；在汽車領域，它是電動車輛能夠取代內燃機車輛所需解決的核心技術；在船舶、航空、其他領域等全電化發展的各個行業，電池技術已經日益成為各領域發展的關鍵。

電池技術日新月異發展的同時，電池管理系統(Battery Management System，簡稱BMS)的技術也面臨著新的挑戰。單體電池的能量密度、使用壽命等都得到了飛躍式發展，也對電池管理系統提出了更高的要求，大量單體的監控和管理、單體的均衡管理、電池組熱管理、性能控制、安全控制、與充電設備和耗電設備的匹配技術等，都在給電池管理系統的功能及性能帶來挑戰。

科梁提供的BMS硬件在環系統解決方案可以涵蓋從BMS設計、開發和測試驗證的整個流程，能夠在設計和開發階段提供BMS功能的快速原型實現，提高了開發效率和縮短了產品周期，同時也在測試和驗證階段提供BMS的系統化測試，有效地保證了產品功能完備性和性能穩定性，并提高了測試的自動化程度，大幅縮減研發人力和時間成本。

科梁提供的電池管理硬件在環測試系統通過模擬整車電池單體輸出，從而測試電池管理系統底層控制單元功能，實現CSC/ LECU（ BCM ）的硬件在環測試。系統由上位機、仿真機、電池包模擬器及 CAN 通信模塊等部分組成。其中，上位機實現仿真和試驗的開發和監控等功能，是模型開發軟件、仿真控制軟件以及監控軟件的運行平臺，仿真機實現電池模型及車輛模型的實時計算，并通過通信模塊將相應的指令及輸出期望值發送給電池包模擬器，電池包模擬器模擬出各單體的輸出，并回饋模擬結果發送給仿真機，同時仿真機可模擬車輛其他模塊并和BMS進行數據交互。

電池管理系統作為電池系統安全控制和性能優化的關鍵因素，其產品的研發和驗證過程都需要經過系統的測試，以保證其功能完備、性能穩定。電池管理系統的測試主要面臨以下幾個挑戰：

■ 需要實時模擬電池單體工作的真實變化狀態

■ 需要實時模擬電池不一致的情況以驗證均衡功能

■ 需要實時模擬電池快速充放電、過壓、欠壓等情況以驗證功能

■ 需要實時模擬電池各類故障（如短路、老化等）以驗證故障檢測和處理功能

■ 需要實時模擬電池組溫度變化以驗證熱管理功能

■ 需要實時模擬其他系統的工作情況并與BMS進行交互

■ 需要快速調整電池的SOC等狀態以進行多項試驗

■ 需要試驗設備能夠同步測量真實值以驗證BMS結果正確性

■ 需要便捷地實現重復性試驗以應對多個BMS測量

■ 需要試驗設備靈活可配置以測試不同類型的BMS和電池

為了系統化測試BMS的各項功能，采用真實電池組進行試驗的方法，不僅會造成電池大量浪費，其不便捷的試驗過程也造成人員和時間的大量浪費，而且，采用真實電池無法創造情況進行測試，也無法做到系統化測試和和批量測試，種種弊端說明采用真實電池組進行BMS系統化測試的方式不可取。

針對BMS測試的以上難題，科梁提出了采用電池模擬器代替真實電池的BMS硬件在環系統解決方案。該方案的核心思想在于，以高精度電池模擬器和實時電池模型相結合的方式，模擬電池的各類工況，并以仿真機和輔助設備模擬其他系統模塊，從而實現完整有效的BMS系統級測試

該系統作為BMS的系統化測試平臺，適用于對BMS做以下功能驗證：

■ 電池充放電控制功能

■ 總電壓和電流監測功能

■ 單體電壓監測功能

■ 單體電池均衡功能

■ 電池SOC估計功能

■ 電池組溫度管理功能

■ 電池組安全控制功能

■ 故障診斷和處理功能

■ 系統間通信功能