CN104122884A - 一种电池管理系统的模拟测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明的一种电池管理系统的模拟测试装置，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，充电继电器与直流充电机连接，直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，电池模块串联有一可调电压源，电池模块还依次连接有主继电器及负载，电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，控制模块的输出端连接有显示模块。本模拟测试装置结构简单，成本低，可模拟测试电池管理系统的各项性能，测试方便且低能耗，而且重复性及可控性好，可广泛应用于电池管理系统的测试领域中。

Description

一种电池管理系统的模拟测试装置

技术领域

本发明涉及电池管理系统的测试领域，特别是涉及一种电池管理系统的模拟测试装置。

背景技术

电池管理系统，Battery Management System，简称BMS，是动力电池组件的电子控制装置，用于对动力电池组的单体电压、总电压、温度、充放电电流等参数进行监测，并根据这些信息对动力电池组进行均衡管理及安全保护，以延长动力电池组寿命、提高其充放电性能和运行的安全可靠性。电池管理系统在应用到电动汽车之前，必须经过测试、检验、标定等各种试验，测试电池管理系统的性能和精度。现有技术中，对电池管理系统的一种测试方法是将其输入端连接在动力电池组上，采用电池充放电仪器对动力电池组进行充放电，在充放电过程中测试BMS的功能和精度，但是这种方法在电池组充放电过程中，充放电功率高达几千瓦到几十千瓦，需要耗费大量的能量，而且动力电池组充放电时间长、不宜长时间反复循环测试、难以模拟故障状态，而且重复性及可控性都较差。另一种测试方法是将电池管理系统跟蓄电池组连接在一起后安装在电动汽车中，然后将电动汽车在试验场内行驶，在行驶过程中完成电池管理系统的实验测量，但是这种测试方法耗时耗能，测试不方便且成本高。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种电池管理系统的模拟测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电池管理系统的模拟测试装置，用于测试电池管理系统，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，所述电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，所述充电继电器与直流充电机连接，所述直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，所述电池模块串联有一可调电压源，所述电池模块还依次连接有主继电器及负载，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，所述控制模块的输出端连接有显示模块。

进一步，所述电池管理系统包括主控制器单元、电池管理单元及绝缘检测单元，所述主控制器单元分别与主继电器、充电继电器、控制模块、电池管理单元及绝缘检测单元连接，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理单元的输入端连接，所述电池管理单元分别与电池模块和绝缘检测单元连接，所述电池管理单元的输出端连接有制冷模块，所述绝缘检测模块与电池模块连接。

进一步，所述绝缘检测模块采用型号为S9S08DZ60的单片机芯片。

进一步，所述电池模块为由若干锂电池串联组成的锂电池组，所述可调电压源与锂电池组的最后一节锂电池串联，所述直流充电机采用PFC锂电充电机。

进一步，所述可调电压源采用型号为LM2576HV-ADJ的稳压集成芯片。

进一步，所述稳压集成芯片的输入端接直流输入电源，所述稳压集成芯片的第一引脚通过第一电容接地，所述稳压集成芯片的第二引脚与一肖特基二极管的负极连接，所述肖特基二极管的正极接地，所述稳压集成芯片的第二引脚还与一电感器的一端连接，所述电感器的另一端通过第二电容接地，所述电感器的另一端还与一可调电阻的一固定端连接，所述可调电阻的另一固定端接地，所述可调电阻的活动端与稳压集成芯片的第四引脚连接，所述稳压集成芯片的第三引脚和第五引脚均接地。

进一步，所述负载采用大功率电阻或灯泡。

本发明的有益效果是：本发明的一种电池管理系统的模拟测试装置，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，充电继电器与直流充电机连接，直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，电池模块串联有一可调电压源，电池模块还依次连接有主继电器及负载，电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，控制模块的输出端连接有显示模块。本模拟测试装置可通过调节可调电压源的输出电压，从而使得待测电池管理系统处于过充保护、过放保护或均衡等条件，从而验证电池管理系统的电压保护及均衡功能，而且通过主继电器和充电继电器控制电池模块的充放电，可测试电池管理系统的SOC估计功能，本装置结构简单，成本低，可模拟测试电池管理系统的各项性能，测试方便且低能耗，而且重复性及可控性好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一种电池管理系统的模拟测试装置的结构框图；

图2是本发明的一种电池管理系统的模拟测试装置的一具体实施例的结构框图；

图3是图1中的可调电压源的电路图。

具体实施方式

参照图1，图1中BMS表示电池管理系统，本发明提供了一种电池管理系统的模拟测试装置，用于测试电池管理系统，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，所述电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，所述充电继电器与直流充电机连接，所述直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，所述电池模块串联有一可调电压源，所述电池模块还依次连接有主继电器及负载，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，所述控制模块的输出端连接有显示模块。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，图2中BCU表示主控制器单元，BMU表示电池管理单元，HVU表示绝缘检测单元，所述电池管理系统包括主控制器单元、电池管理单元及绝缘检测单元，所述主控制器单元分别与主继电器、充电继电器、控制模块、电池管理单元及绝缘检测单元连接，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理单元的输入端连接，所述电池管理单元分别与电池模块和绝缘检测单元连接，所述电池管理单元的输出端连接有制冷模块，所述绝缘检测模块与电池模块连接。

进一步作为优选的实施方式，所述绝缘检测模块采用型号为S9S08DZ60的单片机芯片。

进一步作为优选的实施方式，所述电池模块为由若干锂电池串联组成的锂电池组，所述可调电压源与锂电池组的最后一节锂电池串联，所述直流充电机采用PFC锂电充电机。

进一步作为优选的实施方式，所述可调电压源采用型号为LM2576HV-ADJ的稳压集成芯片。

进一步作为优选的实施方式，参照图3，所述稳压集成芯片的输入端接直流输入电源，所述稳压集成芯片的第一引脚通过第一电容C_IN接地，所述稳压集成芯片的第二引脚与一肖特基二极管D1的负极连接，所述肖特基二极管D1的正极接地，所述稳压集成芯片的第二引脚还与一电感器L1的一端连接，所述电感器L1的另一端通过第二电容C_OUT接地，所述电感器L1的另一端还与一可调电阻R的一固定端连接，所述可调电阻R的另一固定端接地，所述可调电阻R的活动端与稳压集成芯片的第四引脚连接，所述稳压集成芯片的第三引脚和第五引脚均接地。

进一步作为优选的实施方式，所述负载采用大功率电阻或灯泡。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

参照图1至图3，一种电池管理系统的模拟测试装置，用于测试电池管理系统，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，充电继电器与直流充电机连接，直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，电池模块串联有一可调电压源，电池模块还依次连接有主继电器及负载，电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，控制模块的输出端连接有显示模块。

温度传感器用于检测电池模块的温度，并发送到电池管理系统。

电池管理系统可检测电池模块的电压、电流等信息从而进行过充保护、过放保护或SOC估计等，而且可通过控制主继电器控制电池模块对负载的供电，从而实现电池模块的放电控制，也可通过充电继电器可控制直流充电机对电池模块进行充电，因而本模拟测试装置模拟测试电池管理系统时，电池管理系统可以控制电池模块实现充放电，从而验证电池管理系统的SOC估计功能。

电池管理系统将采集得到的各项数据发送到控制模块，控制模块可通过显示模块显示采集获得的数据，例如电池管理系统测量得到的单体电压值、电流测量值或温度值等。显示模块可以采用LCD显示屏来实现，还可以开发相应的软件来显示电池管理系统的模拟测试量结果，也可以直接用多节八段数码管来显示，因为本模拟测试装置为纯硬件设计，故直接将获得的数据发送到八段数码管进行显示即可。

参照图2，本实施例中，电池管理系统包括主控制器单元、电池管理单元及绝缘检测单元，主控制器单元分别与主继电器、充电继电器、控制模块、电池管理单元及绝缘检测单元连接，电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理单元的输入端连接，电池管理单元分别与电池模块和绝缘检测单元连接，电池管理单元的输出端连接有制冷模块，绝缘检测模块与电池模块连接。电池管理单元用于采集电池模块的电压值、电流值及温度值等，绝缘检测单元可采用绝缘电阻来采集电池模块的绝缘情况并发送到主控制器单元，主控制器单元用于控制主继电器及充电继电器的工作状态从而控制电池模块的充放电。

本实施例中，绝缘检测模块采用型号为S9S08DZ60的单片机芯片，电池模块为由若干锂电池串联组成的锂电池组，可调电压源与锂电池组的最后一节锂电池串联，直流充电机采用PFC锂电充电机。负载采用大功率电阻或灯泡。

参照图3，本实施例中，可调电压源采用型号为LM2576HV-ADJ的稳压集成芯片，稳压集成芯片的输入端接直流输入电源，稳压集成芯片的第一引脚通过第一电容C_IN接地，稳压集成芯片的第二引脚与一肖特基二极管D1的负极连接，肖特基二极管D1的正极接地，稳压集成芯片的第二引脚还与一电感器L1的一端连接，电感器L1的另一端通过第二电容C_OUT接地，电感器L1的另一端还与一可调电阻R的一固定端连接，可调电阻R的另一固定端接地，可调电阻R的活动端与稳压集成芯片的第四引脚连接，稳压集成芯片的第三引脚和第五引脚均接地。由图3中可看出，稳压集成芯片的第一引脚、第三引脚为输入端且第一引脚为正输入端，可调电阻R的两固定端为可调电压源的输出端。图3中可调电阻R的上半部分电阻值为R1，下半部分电阻值为R2，通过调节可调电阻R的活动端，从而改变R1和R2的电阻值，可以改变可调电压源的输出电压，从而使得待测电池管理系统处于过充保护、过放保护或均衡等条件，因此可以验证电池管理系统的电压保护及均衡功能。

需要注意的是，可调电压源、电池管理系统或主控制器单元、电池管理单元及绝缘检测单元的正常工作均需要接入直流供电电源，一般为12V直流电源，这是公知常识，本发明不另外进行描述。

本实施例中，温度传感器可采用可调电阻器来模拟，通过调节可调电阻器的电阻值，改变可调电阻器的发热情况，可以模拟高温和低温状态，从而验证电池管理系统的温度保护功能。

综上可知，本模拟测试装置可以模拟测试电池管理系统的各项性能，而且结构简单、成本低，测试简单方便且低能耗，而且采用本装置测试，重复性及可控性都较好。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种电池管理系统的模拟测试装置，用于测试电池管理系统，其特征在于，包括电池模块、主继电器、充电继电器、控制模块及直流充电机，所述电池模块、主继电器、充电继电器及控制模块均与电池管理系统连接，所述充电继电器与直流充电机连接，所述直流充电机的输出端与电池模块的输入端连接，所述电池模块串联有一可调电压源，所述电池模块还依次连接有主继电器及负载，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理系统的输入端连接，所述控制模块的输出端连接有显示模块。

2.根据权利要求1所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述电池管理系统包括主控制器单元、电池管理单元及绝缘检测单元，所述主控制器单元分别与主继电器、充电继电器、控制模块、电池管理单元及绝缘检测单元连接，所述电池模块的输出端通过温度传感器与电池管理单元的输入端连接，所述电池管理单元分别与电池模块和绝缘检测单元连接，所述电池管理单元的输出端连接有制冷模块，所述绝缘检测模块与电池模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述绝缘检测模块采用型号为S9S08DZ60的单片机芯片。

4.根据权利要求1所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述电池模块为由若干锂电池串联组成的锂电池组，所述可调电压源与锂电池组的最后一节锂电池串联，所述直流充电机采用PFC锂电充电机。

5.根据权利要求1所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述可调电压源采用型号为LM2576HV-ADJ的稳压集成芯片。

6.根据权利要求5所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述稳压集成芯片的输入端接直流输入电源，所述稳压集成芯片的第一引脚通过第一电容（C_IN）接地，所述稳压集成芯片的第二引脚与一肖特基二极管（D1）的负极连接，所述肖特基二极管（D1）的正极接地，所述稳压集成芯片的第二引脚还与一电感器（L1）的一端连接，所述电感器（L1）的另一端通过第二电容（C_OUT）接地，所述电感器（L1）的另一端还与一可调电阻（R）的一固定端连接，所述可调电阻（R）的另一固定端接地，所述可调电阻（R）的活动端与稳压集成芯片的第四引脚连接，所述稳压集成芯片的第三引脚和第五引脚均接地。

7.根据权利要求1所述的一种电池管理系统的模拟测试装置，其特征在于，所述负载采用大功率电阻或灯泡。