系統(tǒng)總體方案

1、EOL測(cè)試系統(tǒng)總體方案EOL測(cè)試系統(tǒng)總體方案一、簡(jiǎn)述及設(shè)計(jì)思想電源系統(tǒng)EOL綜合測(cè)試系統(tǒng)是針對(duì)目前電池 Pack測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化程度較低，記 錄分析能力較差的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的一種全智能化測(cè)試平臺(tái)。將電池充放電測(cè)試、電池安 規(guī)檢測(cè)、電池參數(shù)測(cè)試、BMS測(cè)試、輔助功能測(cè)試等多種功能，通過(guò)設(shè)備集成的方式, 采用條碼綁定、自動(dòng)啟動(dòng)測(cè)試、自動(dòng)判斷測(cè)試結(jié)果的方法，實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作流程的全智 能化、自動(dòng)化，以達(dá)到減少操作人員、提高測(cè)試效率的目的。測(cè)試范圍包含電池本體 及相關(guān)輔件、BMS系統(tǒng)等。二、功能、組成2.1 測(cè)試功能EOL系統(tǒng)的主要測(cè)試功能如表1所示。表1 EOL系統(tǒng)測(cè)試功能列表序 號(hào)功能 范圍功能名稱功能描述

2、1Pack包整 體安規(guī)測(cè)試1、絕緣電阻測(cè)試：Hipot測(cè)試儀分別測(cè)量電池包主正/主負(fù)與箱體間的絕緣阻值，阻值應(yīng)滿足要求；滿足，則pass2、交直流耐壓測(cè)試：Hipot測(cè)試儀針對(duì)電池包主正 /主負(fù)對(duì)機(jī)殼分別進(jìn) 行以下試驗(yàn)：1) Hipot正接電池包正、負(fù)接機(jī)殼；2) Hipot正接電池包負(fù)、負(fù)接機(jī)殼；3) Hipot負(fù)接電池包正、正接機(jī)殼；4) Hipot負(fù)接電池包負(fù)、正接機(jī)殼； 以上四項(xiàng)測(cè)試滿足要求，則pass2BMS系統(tǒng)通訊功能測(cè)試 (整車、內(nèi)部CAN )通過(guò)EOL上位機(jī)軟件查看對(duì)應(yīng) CAN 口的電壓、溫度、軟件版本等信息是否止常，正常時(shí)pass3絕緣檢測(cè)功能 測(cè)試通過(guò)改變電池 Pack對(duì)地

3、絕緣電阻，讀取BMS上報(bào)的 絕緣電阻及報(bào)警狀態(tài)，判斷功能是否正常。4BMS單體電壓 一致性測(cè)試通過(guò)CAN通訊讀取BMS檢測(cè)的單體電壓值，計(jì)算其 最大、最小值及壓差，以此判斷各單體電壓值的一致 性，滿足要求，則 pass5BMS單體溫度 一致性測(cè)試通過(guò)CAN通訊讀取BMS檢測(cè)的單體溫度值，計(jì)算其 最大、最小值及溫差，以此判斷各單體溫度值的一致 性，滿足要求，則 pass6總電壓精度測(cè) 試電池系統(tǒng)輸出電壓的檢測(cè)值與BMS總壓采集值及單體電壓累加值對(duì)比，誤差范圍滿足要求時(shí)pass7過(guò)充/過(guò)放保護(hù) 功能測(cè)試充放電測(cè)試過(guò)程中， 達(dá)到單體過(guò)充/過(guò)放條件時(shí)，檢測(cè)CAN故障正確且充/M電接口輸出總壓檢測(cè)為 0

4、V時(shí)， pass8快充功能測(cè)試由EOL提供，快充連接狀態(tài)恬號(hào)， 并與BMS建立，快充 握手，驗(yàn)證BMS快充功能是否止常9慢充功能測(cè)試由EOL提供慢充連接狀態(tài)恬號(hào)， 并與BMS建立慢充 握手，驗(yàn)證BMS慢充功能是否止常10SOC標(biāo)定功能 測(cè)試檢測(cè)BMS是否能在單體電壓達(dá)到時(shí)自動(dòng)標(biāo)定100%11電池 本體交流內(nèi)阻測(cè)試?yán)媒涣鲀?nèi)阻測(cè)試儀完成電池Pack的內(nèi)阻測(cè)量（適用于300V以下模組測(cè)試）12充放電測(cè)試?yán)贸浞烹姕y(cè)試儀根據(jù)充放電工藝對(duì)電池Pack進(jìn)行循環(huán)充放電測(cè)試，包含：恒壓充電、恒流充電、恒功 率充電、靜置等，根據(jù)工藝需要，可靈活調(diào)整和組合13行車動(dòng)態(tài)模擬 測(cè)試充放電測(cè)試儀根據(jù)行車數(shù)據(jù)設(shè)置充放電

5、工藝，對(duì)電池Pack進(jìn)行充放電，來(lái)模擬實(shí)際行車的動(dòng)態(tài)工況14直流內(nèi)阻測(cè)試?yán)贸浞烹姕y(cè)試儀對(duì)電池Pack分別進(jìn)行小電流充電（或放電）、大電流充電（或放電），分別記錄對(duì)應(yīng)時(shí)刻的電流、電壓值，然后根據(jù)記錄結(jié)果計(jì)算得出電池 Pack的直流內(nèi)阻值。15氣密性測(cè)試?yán)脷饷苄詼y(cè)試儀檢測(cè)電池包的氣密性能，滿足要 求，貝U pass16輔助 功能繼電器通斷測(cè) 試通過(guò)BMS閉合、斷開(kāi)指定（主正/主負(fù)、充電）的繼 電器，利用多功能萬(wàn)用表檢測(cè)繼電器閉合、斷開(kāi)時(shí)的 端口電壓值，電壓值正常則表示繼電器閉合、斷開(kāi)正 常動(dòng)作，則pass17預(yù)充電繼電器 通斷測(cè)試通過(guò)BMS依次閉合預(yù)充電繼電器和充電繼電器，利 用多功能萬(wàn)用表分

6、別檢測(cè)在兩種狀態(tài)卜電池包的端 口電壓值 U1、U2, U1/U2的比值滿足要求，則 pass18電壓測(cè)試回路 （針對(duì)輔助回 路）1）通過(guò)BMS上位機(jī)軟件閉合輔助繼電器，利用多功能電表或EOL輔助測(cè)試儀檢測(cè)對(duì)應(yīng)輔助接口的總壓， 電壓值應(yīng)為電池組總壓；2）通過(guò)BMS上位機(jī)軟件斷開(kāi)輔助繼電器，檢測(cè)到的總壓應(yīng)為0V;3）滿足 1、2,則 pass19加熱回路電阻 測(cè)試?yán)枚喙δ茈姳頇z測(cè)加熱航插接口的電阻，滿足要求，貝U pass20維修開(kāi)關(guān)測(cè)試由人工輔助插合/分?jǐn)嗑S修開(kāi)關(guān)，通過(guò) CAN通訊讀取BMS系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)信息，人工判斷對(duì)應(yīng)的狀態(tài)止常，貝U pass以上各功能可根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行選配。2.2 組

7、成綜合測(cè)試平臺(tái)主要由以下設(shè)備組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示1）上位機(jī)系統(tǒng)2）充放電測(cè)試儀3） Pack自動(dòng)測(cè)試柜4）掃碼槍圖1 EOL系統(tǒng)原理圖其中PACK自動(dòng)測(cè)試柜包含PACK測(cè)試主控制器、Hipot測(cè)試儀、交流內(nèi)阻測(cè)試儀、 六位半多功能電表、氣密測(cè)試儀和 EOL輔助測(cè)試儀，其中各測(cè)試儀器可根據(jù)功能需求 進(jìn)行配置。2.2.1 上位機(jī)系統(tǒng)上位機(jī)管理系統(tǒng)提供測(cè)試流程腳本編輯功能，對(duì)需要測(cè)試的流程進(jìn)行編輯配置， 并可以作為文件保存在本地。上位機(jī)管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先配置好的測(cè)試腳本，啟動(dòng)測(cè)試 流程，系統(tǒng)自動(dòng)控制充放測(cè)試儀、Pack自動(dòng)測(cè)試柜等設(shè)備的啟停及運(yùn)行，采集充放電 測(cè)試儀、Hipot測(cè)試儀、BMS系

8、統(tǒng)傳輸來(lái)的各種實(shí)時(shí)及計(jì)算參數(shù)并進(jìn)行整合，形成測(cè) 試報(bào)表及測(cè)試記錄，并上傳至 MES系統(tǒng)。主要功能特點(diǎn)如下：?友好的用戶界面?強(qiáng)大在線編輯器顯示?圖形化顯示測(cè)試數(shù)據(jù)?校準(zhǔn)和診斷工具?數(shù)據(jù)記錄，瀏覽，打印和分析?通用的網(wǎng)絡(luò)接口和系統(tǒng)安全?通過(guò)LAN將數(shù)據(jù)傳至上層控制系統(tǒng)2.2.2 充放電測(cè)試儀充放電測(cè)試儀能對(duì)電池Pack進(jìn)行循環(huán)充放電測(cè)試以及行車動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試，記錄充放電過(guò)程中時(shí)間、電壓、電流等實(shí)時(shí)信息，并以時(shí)間、電壓、電流數(shù)據(jù)計(jì)算相應(yīng)的衍 生函數(shù)量，如DCR、容量等；同時(shí)通過(guò)對(duì)電池的充放電實(shí)現(xiàn)BMS系統(tǒng)的過(guò)充/過(guò)放保護(hù)功能的測(cè)試。測(cè)試儀工作過(guò)程中采集或計(jì)算的數(shù)據(jù)，能以通訊的方式傳送給上位機(jī)管理系統(tǒng)

9、進(jìn) 行數(shù)據(jù)的顯示并保存。2.2.3 PACK自動(dòng)測(cè)試柜1） Hipot測(cè)試儀Hipot測(cè)試儀能對(duì)電池Pack正負(fù)極對(duì)殼體進(jìn)行耐壓測(cè)試和絕緣測(cè)試，并實(shí)時(shí)記錄 測(cè)試結(jié)果，并以通訊的方式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示及保存。2）交流內(nèi)阻測(cè)試儀交流內(nèi)阻測(cè)試儀對(duì)電池Pack的交流內(nèi)阻進(jìn)行高精度測(cè)量，并以通訊的方式傳輸?shù)?控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示及保存。3）六位半多功能電表六位半多功能電表對(duì)電池Pack的開(kāi)路電壓和其它參數(shù)進(jìn)行高精度測(cè)量，并以通訊的方式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示及保存。4）氣密性測(cè)試氣密測(cè)試儀對(duì)電池Pack包的密封性能進(jìn)行檢測(cè)，并以通訊的方式上傳至控制系統(tǒng) 進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示及保存。5） EOL

10、輔助測(cè)試儀EOL輔助測(cè)試儀由功能測(cè)試單元及 CAN通訊卡等組成，可對(duì)BMS系統(tǒng)的功能以 及電池Pack的輔助功能進(jìn)行測(cè)試，包含絕緣檢測(cè)功能測(cè)試、通訊功能測(cè)試、充放電回 路測(cè)試、輔助回路測(cè)試等功能，并可將采集或計(jì)算的數(shù)據(jù)以通訊的方式傳送給控制系 統(tǒng)進(jìn)行顯示、保存。2.2.4掃碼槍系統(tǒng)配置一臺(tái)掃碼槍，無(wú)線掃描槍接收器通過(guò)RS232通訊接口與測(cè)試儀上位機(jī)相連，掃碼后，條碼信息用于測(cè)試方案的選擇及標(biāo)識(shí)電池的測(cè)試記錄。2.3主要技術(shù)指標(biāo)充電測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2所示。表2充電測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)參數(shù)型號(hào)規(guī)格定制電壓輸出范圍X-額定電壓電流輸出范圍單通道獨(dú)立運(yùn)行 雙通道并聯(lián)運(yùn)行定制定制最大持續(xù)輸出功率

11、單通道獨(dú)立運(yùn)行 雙通道并聯(lián)運(yùn)行定制 定制電流響應(yīng)時(shí)間0-100% < 10ms電流轉(zhuǎn)換時(shí)間-100%-100% W 20ms電壓控制精度< ±0.1% F.S.R電壓測(cè)量精度< ±0.1% F.S.R電流控制精度< ±0.1% F.S.R電流測(cè)量精度< ±0.1% F.S.R數(shù)據(jù)米集最小時(shí)間間隔10ms時(shí)間精度<1s/24h通訊力式支持CAN以太網(wǎng)通訊，可與 BMS環(huán)境倉(cāng)、溫度及流量控制系統(tǒng)等實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接與控制冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷控制程序循環(huán)次數(shù)9999可編程步驟9999取短步k10ms可編程參數(shù)包括電流、電壓、功率、負(fù)

12、載阻抗、持續(xù)時(shí)間循環(huán)嵌套取大支持5層在線修改程序編程特點(diǎn)在程序運(yùn)行的過(guò)程中可對(duì)正在運(yùn)行的程序進(jìn)行修改每工步可以有一個(gè)或者多個(gè)出口，具備“ goto”功能工作模式恒流充放電截止條件：電壓、電流、時(shí)間、容量、功率、 能量、單體電壓、單體溫度及擴(kuò)展變換的衍生 數(shù)值等。恒壓充電恒功率允放電恒阻充放電電流脈沖充放電斜坡充放電擱置時(shí)間截止數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式項(xiàng)目列表有項(xiàng)目名稱及測(cè)試結(jié)果明細(xì)列表有記錄序號(hào)、累計(jì)時(shí)間、電壓、電流、能量、 功率、單體溫度、單體電壓，及各類系統(tǒng)設(shè)備 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)導(dǎo)出方式數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出csv等文件格式曲線種類X坐標(biāo)：總時(shí)間、序號(hào)、電流、電壓、容量、功率、能量等Y坐標(biāo)：電壓、電流、容量、能量、功率

13、、單體電壓、單體溫度等功能測(cè)試范圍電池組工況模擬試驗(yàn)； 電池組循環(huán)壽命試驗(yàn)； 電池組容量、能量試驗(yàn)； 電池組充/放電特性試驗(yàn)； 電池組脈抻充/放電特性試驗(yàn)； 電池組荷電保持能力試驗(yàn)； 電池組充放電效率試驗(yàn)； 電池組過(guò)充、過(guò)放承受能力試驗(yàn)； 單體溫度特性試驗(yàn)； 單體電池電壓試驗(yàn)；工況模擬測(cè)試可根據(jù)儲(chǔ)能電站工況數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為測(cè)試程序，工況數(shù)據(jù)可以是功率-時(shí)間或電流-時(shí)間輸入交流電源380V± 15爐相五線制,頻率50Hz 土 2Hz電能質(zhì)量（對(duì)電網(wǎng)的影響）輸入側(cè)功率因數(shù)>98%輸入側(cè)電流諧波（THD<5%能量回饋90艱上（額 定工況）米用IGBT-PWMS制技術(shù)，放電能量高品

14、質(zhì)回饋 電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染整機(jī)效率>90% （額定工況）設(shè)備噪聲w 75dB平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間>2000h三、功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案3.1 總體設(shè)計(jì)方案電源系統(tǒng)EOL綜合測(cè)試平臺(tái)主要由上位機(jī)、充放電測(cè)試儀及Pack自動(dòng)測(cè)試柜組成，總體設(shè)計(jì)方案如下：3.1.1 上位機(jī)方案上位機(jī)作為系統(tǒng)控制中心，完成人機(jī)界面功能、工藝流程編制及指令的下發(fā)、數(shù)據(jù)顯示和保存等功能。設(shè)計(jì)方案如下：1）上位機(jī)硬件方案由于本設(shè)備采樣數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)顯示要求高，故單獨(dú)用一臺(tái)具有較高配置的 PC作 為上位機(jī)。操作系統(tǒng)使用windows操作系統(tǒng)。2）上位機(jī)軟件方案上位機(jī)軟件系統(tǒng)采用層次體系結(jié)構(gòu)，下層向上層提供服務(wù)。從下至上分

15、別為：數(shù)據(jù)/外部、訪問(wèn)、內(nèi)核、應(yīng)用組成。其中，數(shù)據(jù)/外部均屬軟件系統(tǒng)外部，基礎(chǔ)庫(kù)提供一系列基礎(chǔ)模塊為訪問(wèn)、內(nèi)核及應(yīng)用提供服務(wù)。軟件架構(gòu)框圖如下圖所示基礎(chǔ)庫(kù)數(shù)據(jù)外部日志歷史 數(shù)據(jù) 庫(kù)工藝流 程模板 文件系統(tǒng) 配置 文件單體 配置 文件工況 模擬 文件下位 機(jī)CAN通 信配置 文件測(cè)試 方案 文件第三 方系 統(tǒng)CAN通信配置文圖2上位機(jī)軟件架構(gòu)框圖數(shù)據(jù)：由日志、系統(tǒng)配置文件、單體配置文件、配置方案文件、 件、工況模擬文件、工藝模板文件以及歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組成；外部：由下位機(jī)和第三方系統(tǒng)組成；訪問(wèn)：由文件訪問(wèn)、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、通信組成，向上層提供對(duì)下層數(shù)據(jù)以及外部系 統(tǒng)訪問(wèn)的一系列服務(wù)；內(nèi)核：數(shù)據(jù)管理，建立并

16、維護(hù)下層數(shù)據(jù)、外部系統(tǒng)在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模型，并以此 對(duì)上層提供服務(wù)；應(yīng)用：由安全訪問(wèn)、方案管理、工藝模板管理、自定義變量管理、單體配置管理、 工況模擬管理、設(shè)備管理、設(shè)置、記錄查詢以及實(shí)時(shí)監(jiān)視組成。3.1.2 充放電測(cè)試儀方案充放電測(cè)試儀由工藝控制單元、主回路單元及測(cè)試儀主控單元組成，各組成單元 的方案如下。a）工藝控制單元1）工藝控制設(shè)備硬件方案由于系統(tǒng)要求上位機(jī)脫機(jī)后，系統(tǒng)仍能夠保持運(yùn)行，因此工藝控制設(shè)備采用高端 ARM芯片CorTex-M3作為控制核心。2）工藝控制設(shè)備軟件方案主要功能包括：通過(guò)以太網(wǎng)接收上位機(jī)編制的工藝文件和起?？刂浦噶?；根據(jù)工藝文件，進(jìn)行化成工藝解析，按步驟控制充放電組

17、件運(yùn)行；增加支持上位機(jī)離線后，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的保存功能；開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)高速記錄，能到達(dá)最快10ms記錄的功能，設(shè)計(jì)多級(jí)緩沖機(jī)制；支持告警。b）主回路單元主回路單元由升壓變壓器，輸入濾波電路，高頻整流單元，斬波單元和輸出濾波 單元組成，主回路電氣拓?fù)淙缦聢D所示。圖3主回路電氣拓?fù)鋱D交流輸入三相四線380VAC ,經(jīng)過(guò)升壓變壓器將輸入電壓升高，經(jīng)過(guò)高頻整流后， 輸出直流母線電壓，再經(jīng)過(guò)斬波滿足輸出直流電壓的需求。輸入濾波電路由變壓器自身的電感量、輸入濾波電容、進(jìn)線電抗器組成的 LCL濾 波器，可以有效地減少電流中的高次諧波成分，同時(shí)，在低于諧振頻率時(shí)，LCL濾波器可以看成是兩個(gè)電感之和的 L濾波器，而且比L

18、濾波的電感值小。9 / 24高頻整流單元采用IGBT進(jìn)行PWM控制，可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，既可以將電網(wǎng) 電能經(jīng)過(guò)整流后變?yōu)橹绷麟姡瑸殡姵爻潆娞峁╇娔?，又可以將電池放電能量回饋至?網(wǎng)。斬波單元采用IGBT進(jìn)行PWM控制，實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓調(diào)節(jié)。輸出濾波單元采用LCL濾波器。c）測(cè)試儀主控單元1）主控制單元硬件方案主控制單元由MCU板、采樣/接口板、主/從驅(qū)動(dòng)板組成，控制電路結(jié)構(gòu)如下圖所 示。圖4控制電路結(jié)構(gòu)圖MCU板采用TI公司的高性能DSP芯片TMS320F2812作為控制核心，主要完成 PWM整流和斬波控制算法的計(jì)算、各種數(shù)據(jù)采集和處理、 PWM信號(hào)生成、系統(tǒng)軟件 保護(hù)及通訊等功能。采樣/接

19、口板完成主回路電壓、電流信號(hào)的采樣、濾波處理，并送至 MCU板，作 為控制反饋量；同時(shí)對(duì) MCU板輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行分配、處理，輸出至IGBT驅(qū)動(dòng) 板，具有PWM信號(hào)直通、故障封鎖保護(hù)等功能。主/從驅(qū)動(dòng)板完成高頻整流單元和斬波單元功率器件IGBT的驅(qū)動(dòng),每一個(gè)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)2個(gè)IGBT橋臂，輸入為PWM信號(hào)，反饋故障信號(hào)。2）主控制單元軟件方案DSP控制軟件從功能上分為 PWM整流和斬波兩部分。前端為整流部分，將輸入 交流電變換為直流；后端為DC-DC斬波部分，調(diào)節(jié)輸出電壓電流以滿足充放電的各種 要求。PWM整流單元將變壓器輸出的交流電變換為直流電， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)及諧波 抑制等功能；DC-

20、DC單元在充電階段主要實(shí)現(xiàn)buck電路功能，將直流母線電壓變換為 需要的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)電池的恒壓、恒流、恒功率充電等需求。PWM整流控制框圖如下圖所示，通過(guò)檢測(cè)輸入交流側(cè)電壓，計(jì)算出電網(wǎng)相位角度，控制輸入交流電流，使 其相位上與電壓保持一致來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)控制；同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)電流大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)的目的。UdcUdc *1sq = °：*isd ：n；-.嗯Uq1i sqisd* *Udi _ Ud+gL直流母Usd*U：UsdqdqPWM電壓角度計(jì)算F .uR o(p Iis-匚abcL整流器usabUsaclb；V iU sa UsbUsc圖5 PWM整流控制框圖3.1.

21、3 Pack自動(dòng)測(cè)試柜方案Pack自動(dòng)測(cè)試柜主要包含Pack測(cè)試主控制器、EOL輔助測(cè)試儀、Hipot測(cè)試儀、 多功能電表、交流內(nèi)阻測(cè)試儀及線束轉(zhuǎn)換模塊等。a) Pack測(cè)試主控制器方案Pack測(cè)試主控制器采用高端 ARM芯片CorTex-M3作為控制核心，主要完成與上 位機(jī)的通訊、對(duì)各個(gè)功能模塊控制指令的發(fā)送、對(duì)各模塊測(cè)試數(shù)據(jù)的收集、上傳等功 能。該控制器根據(jù)上位機(jī)的試驗(yàn)工藝指令，通過(guò)控制相應(yīng)繼電器的通斷來(lái)控制對(duì)應(yīng)功 能模塊的投入/切除，并以通訊的方式下發(fā)測(cè)試指令給對(duì)應(yīng)的功能模塊，使功能模塊按 照上位機(jī)的試驗(yàn)工藝指令進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的測(cè)試，待測(cè)試項(xiàng)目完成后，讀取測(cè)試結(jié)果并 上傳至上位機(jī)，供上位機(jī)

22、分析、處理、顯示和保存等；同時(shí)開(kāi)發(fā)和第三方BMS測(cè)試設(shè)備的CAN通訊接口及基于標(biāo)準(zhǔn) DBC文件的通用對(duì)接BMS功能。 b) EOL輔助測(cè)試儀方案EOL輔助測(cè)試儀主要對(duì)BMS系統(tǒng)的功能以及電池Pack的輔助功能進(jìn)行測(cè)試，并 將相應(yīng)采集或計(jì)算的數(shù)據(jù)，以通訊的方式傳送給 Pack測(cè)試主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理并 保存。EOL輔助測(cè)試儀主要包含：主控制板、數(shù)字量輸入/輸出板、溫度采樣板，根據(jù) 功能需求進(jìn)行配置不同的板卡，原理圖如下圖所示。線束轉(zhuǎn)換 模塊圖6 EOL輔助測(cè)試儀原理圖EOL輔助測(cè)試主控板根據(jù)上位機(jī)的檢測(cè)試驗(yàn)工藝指令對(duì)BMS系統(tǒng)的相關(guān)功能進(jìn)行檢測(cè)，并以通訊的方式將測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)上傳至上層控制系統(tǒng)

23、。數(shù)字I/O板為電池Pack提供數(shù)字I/O接口，單板配置8路DI、8路DO通道，用 于發(fā)出/接收數(shù)字開(kāi)關(guān)量信號(hào)，其中數(shù)字輸出接口通過(guò)繼電器、接觸器擴(kuò)展，可以控制 220V供電的電磁閥、閥門、泵或其它部件。溫度采樣板針對(duì)電池單體溫度的高精度測(cè)量所設(shè)計(jì)，單板配置8路溫度測(cè)量回路，可根據(jù)需求進(jìn)行多板配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池單體溫度的巡檢功能。板內(nèi)有獨(dú)立的控制芯片， 對(duì)溫度傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣、處理，并以通訊的方式將采樣數(shù)據(jù)傳至上層控制器。c）線束轉(zhuǎn)換模塊方案線束轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)Pack自動(dòng)測(cè)試柜內(nèi)組件與外部設(shè)備的連接與分?jǐn)啵?在測(cè)試過(guò)程 中，僅有相關(guān)的測(cè)試儀器通過(guò)開(kāi)關(guān)連接 Pack電池包，其它無(wú)關(guān)測(cè)試儀器均與 P

24、ack電 池包斷開(kāi)，以提高整個(gè)測(cè)試過(guò)程的安全性。線束轉(zhuǎn)換模塊原理圖如下圖所示。Hipot測(cè)試儀交流丙一阻測(cè)試儀多功能電表PE線束轉(zhuǎn)換模塊輔助 1電池Pack輔助 接口接口一CAN 接口 一<圖7線束轉(zhuǎn)換模塊原理圖充放電 測(cè)試儀| EOL 輔a助測(cè)試 儀d）結(jié)構(gòu)方案整體設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，根據(jù)產(chǎn)品的需求，配置相應(yīng)的模塊，靈活方便。 功率模塊的三維圖如下圖所示。圖8功率模塊三維圖3.2 具體功能實(shí)現(xiàn)方案1）信息化配置管理針對(duì)車間流水線作業(yè)的產(chǎn)品，本系統(tǒng)通過(guò)智能化的配置，使得每個(gè)產(chǎn)品可具備唯一、可查的標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的可追溯性。配置界面如圖2所示：設(shè)備編號(hào)：圖7設(shè)備配置窗口設(shè)備名稱-

25、用戶自定義使用設(shè)備的名稱，如通道1 ；設(shè)備類型-該測(cè)試儀的型號(hào)，如750V/200A ;電池條碼-每臺(tái)測(cè)試儀配置一臺(tái)無(wú)線掃碼槍，該掃碼槍接收器通過(guò)RS232 口與上位機(jī)相連，掃碼后條碼信息保存在電池條碼信息中；數(shù)據(jù)備注-電池信息的一些補(bǔ)充說(shuō)明，如操作人員、電池型號(hào)規(guī)格等。所有電池信息會(huì)隨工藝執(zhí)行信息等一起保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可通過(guò)不同的檢索條 件進(jìn)行信息的檢索。如下圖所示：圖8記錄查詢窗口2）絕緣測(cè)試EOL系統(tǒng)通過(guò)絕緣測(cè)試儀檢測(cè) Pack系統(tǒng)正極對(duì)地絕緣電阻、負(fù)極對(duì)地絕緣電阻， 來(lái)判定Pack系統(tǒng)各點(diǎn)對(duì)殼體的絕緣（絕緣電阻）是否滿足要求，EOL系統(tǒng)會(huì)詳細(xì)記錄測(cè)試絕緣過(guò)程中的Pack的絕緣等級(jí)等數(shù)

26、據(jù)，并最終通過(guò)數(shù)據(jù)判斷檢測(cè)是否合格。測(cè)試 原理圖如下圖所示。圖9絕緣測(cè)試原理圖3）耐壓測(cè)試EOL系統(tǒng)通過(guò)耐壓測(cè)試儀檢測(cè)Pack系統(tǒng)正極對(duì)地漏電流、負(fù)極對(duì)地漏電流，來(lái)判 定Pack系統(tǒng)各點(diǎn)對(duì)殼體的耐壓（漏電流）是否滿足要求， EOL系統(tǒng)會(huì)詳細(xì)記錄測(cè)試耐 壓過(guò)程中的Pack的耐壓等級(jí)、電壓上升時(shí)間、測(cè)試時(shí)間、漏電流等數(shù)據(jù)，并最終通過(guò) 數(shù)據(jù)判斷檢測(cè)是否合格。測(cè)試原理圖與絕緣測(cè)試相同。4）整車通訊功能測(cè)試本功能主要測(cè)試BMS整車CAN的通訊功能，EOL測(cè)試儀通過(guò)整車CAN接受解 析BMS系統(tǒng)發(fā)送的CAN幀，判斷通訊功能是否正常，以報(bào)文信息是否在合理范圍內(nèi) 判斷整車通訊功能是否正常。5）靜態(tài)通訊功能測(cè)試

27、本功能主要測(cè)試BMS內(nèi)部CAN的通訊功能，EOL測(cè)試儀通過(guò)內(nèi)部CAN接受解 析BMS系統(tǒng)發(fā)送的CAN幀，判斷通訊功能是否正常，以報(bào)文信息是否在合理范圍內(nèi) 判斷內(nèi)部通訊功能是否正常。6）絕緣檢測(cè)功能檢測(cè)由BMS系統(tǒng)絕緣檢測(cè)回路（包含正極、負(fù)極對(duì)地絕緣檢測(cè)）提供接口， EOL輔助 測(cè)試儀通過(guò)繼電器切換接入合適的測(cè)試電阻（R1、R2）,降低檢測(cè)回路的電阻，達(dá)到絕緣檢測(cè)的報(bào)警值，BMS系統(tǒng)發(fā)出絕緣報(bào)警，則為通過(guò)，否則視為不通過(guò)，EOL輔助測(cè)試儀記錄相關(guān)信息，并上傳至上位機(jī)系統(tǒng)。圖10絕緣檢測(cè)功能檢測(cè)原理圖7）單體電壓一致性測(cè)試EOL系統(tǒng)單體電壓一致性測(cè)試包括最低電壓檢測(cè)、最高電壓檢測(cè)、單體壓差檢測(cè) 等

28、，通過(guò)BMS檢測(cè)上傳的所有單體電壓值計(jì)算出其中的最低電壓、最高電壓并記錄， 同時(shí)計(jì)算最高電壓和最低電壓的差值并記錄，以確認(rèn)最低電壓、最高電壓、單體壓差 是否在設(shè)定范圍內(nèi)。8）單體溫度一致性測(cè)試EOL系統(tǒng)單體溫度一致性測(cè)試包括最低溫度檢測(cè)、最高溫度檢測(cè)、單體溫差檢測(cè) 等，通過(guò)BMS檢測(cè)上傳的所有單體溫度值計(jì)算出其中的最低溫度、最高溫度并記錄， 同時(shí)計(jì)算最高溫度和最低溫度的差值并記錄，以確認(rèn)最低溫度、最高溫度、單體溫差 是否在設(shè)定范圍內(nèi)。9）總電壓精度測(cè)試總電壓精度測(cè)試包括BMS上傳的總電壓精度測(cè)試及單體電壓總和精度測(cè)試。 EOL 系統(tǒng)通過(guò)高精度萬(wàn)用表檢測(cè)并記錄電池系統(tǒng)輸出電壓值U1,與BMS上傳

29、的總電壓U2進(jìn)行對(duì)比，以確認(rèn)總電壓檢測(cè)的誤差范圍是否滿足要求；同時(shí)與BMS上傳的單體電壓總和V （=V1+V2+-+Vn ）進(jìn)行對(duì)比，以確認(rèn)單體總和電壓檢測(cè)的誤差范圍是否滿足要 求?？傠妷壕葴y(cè)試原理圖如下圖所示。圖11總電壓精度測(cè)試原理圖10）過(guò)充過(guò)放保護(hù)功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)BMS上位機(jī)軟件設(shè)置過(guò)充/過(guò)放電壓保護(hù)值V1/V2 ,同時(shí)設(shè)置EOL 系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)保護(hù)值 V3/V4, V3>V1、V4<V2 ,設(shè)定充放電工藝，并啟動(dòng)充放電測(cè)試儀， 同時(shí)測(cè)量充放電測(cè)試儀輸出端口電壓 V5。當(dāng)V3>V5>V1時(shí)，BMS系統(tǒng)觸發(fā)過(guò)充保護(hù)， 并發(fā)送故障信息至EOL系統(tǒng)，充放電測(cè)試儀觸

30、發(fā)保護(hù)，封鎖脈沖、關(guān)斷輸出，V5電壓值變?yōu)?,則為正常，否則，V5>V3,充放電測(cè)試儀觸發(fā)過(guò)充保護(hù)，而 BMS系統(tǒng)未 觸發(fā)保護(hù)，則為不正常，過(guò)充保護(hù)功能測(cè)試為不通過(guò)。過(guò)放保護(hù)實(shí)現(xiàn)方法與之相同。 11）快充功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：首先建立快充遠(yuǎn)程握手、參數(shù)同步，然后再向BMS發(fā)出電流值進(jìn)行快速充電，直至充電停止；CAN4volt1是快充與地之間的電壓，設(shè)備啟動(dòng)后開(kāi)通外部接觸器即有電壓輸出（此處吸合時(shí)間可設(shè)定，目前為開(kāi)始就吸合），快充結(jié)束后閉合外部 接觸器時(shí)電壓降至低電平。序號(hào)過(guò)程項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)方式1物理連接，電源供電階段EOL系統(tǒng)給BM前供BMS電源、CC2連接信號(hào)通過(guò)接觸器為BM前供快 充充電電

31、源、BMSfe源及 CC2連接信號(hào)2通訊連接階段建立通訊連接通過(guò)CAN!訊傳輸充電機(jī) 辨識(shí)報(bào)文及BM序口車輛辨 識(shí)報(bào)文，建立通訊連接3參數(shù)同步階段BMSf EOL系統(tǒng)相互交抉分效通過(guò)CAN!訊傳輸充電參 數(shù)報(bào)文及充電機(jī)取大輸出 能力報(bào)文，交換充電參數(shù)4充電階段EOL系統(tǒng)接受BMS令， 按照充電命令輸出電流通過(guò)CAN!訊傳輸充電機(jī) 充電狀態(tài)報(bào)文及電池充電 需求報(bào)文，充電機(jī)按需輸 出電流。5充電結(jié)束階段BMS亭止充電或者EOL 系統(tǒng)停止充電后，統(tǒng)計(jì) 充電數(shù)據(jù)，結(jié)束充電流 程通過(guò)CAN!訊傳輸統(tǒng)計(jì)報(bào) 文，結(jié)束充電。12）慢充功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：首先建立慢充遠(yuǎn)程握手、參數(shù)同步，然后再向BMS發(fā)出電流值進(jìn)

32、行慢速充電，直至充電停止；設(shè)備啟動(dòng)后開(kāi)通外部接觸器即有電壓輸出（此處吸合時(shí)間可 設(shè)定，目前為開(kāi)始就吸合），慢充結(jié)束后閉合外部接觸器時(shí)電壓降至低電平。序號(hào)過(guò)程項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)方式1物理連接，電源供電階段EOL系統(tǒng)給BM前供BMS 電源、CC連接信號(hào)通過(guò)接觸器為BM前供慢 充充電電源、BMSfe源及 CC連接彳言號(hào)2通訊連接階段建立通訊連接通過(guò)CAN!訊傳輸充電機(jī) 辨識(shí)報(bào)文及BM序口車輛辨 識(shí)報(bào)文，建立通訊連接3參數(shù)同步階段BMSf EOL系統(tǒng)相互交抉分效通過(guò)CAN®訊傳輸充電參 數(shù)報(bào)文及充電機(jī)取大輸出 能力報(bào)文，交換充電參數(shù)4充電階段EOL系統(tǒng)接受BMS令， 按照充電命令輸出電流通過(guò)CAN

33、!訊傳輸充電機(jī) 充電狀態(tài)報(bào)文及電池充電 需求報(bào)文，充電機(jī)按需輸 出電流。5充電結(jié)束階段BMS亭止充電或者EOL 系統(tǒng)停止充電后，統(tǒng)計(jì) 充電數(shù)據(jù)，結(jié)束充電流 程通過(guò)CAN!訊傳輸統(tǒng)計(jì)報(bào) 文，結(jié)束充電。13） SOC標(biāo)定功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：根據(jù)設(shè)置工藝對(duì)電池包進(jìn)行充放電，當(dāng)最高單體電壓值達(dá)到單體電壓 上限時(shí)，通過(guò)CAN通訊讀取BMS的SOC值，判斷該值是否為100%;當(dāng)最低單體電 壓值達(dá)到單體電壓下限時(shí)，通過(guò)CAN通訊讀取BMS的SOC值，判斷該值是否為0%, 滿足要求，則為通過(guò)。14）交流內(nèi)阻測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：將電池Pack的輸出端口引入Pack自動(dòng)測(cè)試柜，采用交流內(nèi)阻測(cè)試儀 進(jìn)行測(cè)量，并上傳至上位機(jī)

34、。測(cè)試原理圖如下圖所示。圖12交流內(nèi)阻測(cè)試原理圖15）充放電循環(huán)測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：充放電測(cè)試儀根據(jù)充放電工藝對(duì)電池Pack進(jìn)行循環(huán)充放電測(cè)試，記錄充放電過(guò)程中時(shí)間、電壓、電流等實(shí)時(shí)信息，并以時(shí)間、電壓、電流數(shù)據(jù)計(jì)算相應(yīng)的 衍生函數(shù)量，并以通訊的方式傳送給上位機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合顯示并保存。充 放電工藝包含：包壓充電、恒流充電、包功率充電、靜置等，根據(jù)工藝需要，可靈活 調(diào)整和組合。16）行車動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：充放電測(cè)試儀根據(jù)行車數(shù)據(jù)設(shè)置充放電工藝，對(duì)電池Pack進(jìn)行充放電，來(lái)模擬實(shí)際行車的動(dòng)態(tài)工況，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)。17） DCR測(cè)試電池包直流內(nèi)阻的測(cè)試僅通過(guò)充放電測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)，采用

35、如下方法進(jìn)行：先對(duì)電池 進(jìn)行小電流（可設(shè)置為0）恒流放電（或充電）幾秒鐘（t11）,在快結(jié)束時(shí)刻（t12）記錄此 時(shí)的電壓電流U1、I1;再對(duì)電池進(jìn)行大電流放電（或充電）幾秒鐘 （t21）,在快結(jié)束時(shí) 刻（t22）記錄此時(shí)的電壓電流 U2、12?？梢杂?jì)算出電池直流內(nèi)阻 Rdc=（U1-U2）/（I1-I2）。 在具體測(cè)試過(guò)程中，t11、t12、t21、t22、11、I2可以根據(jù)實(shí)際需求自由設(shè)置。實(shí)際測(cè) 試的參數(shù)設(shè)置圖及電壓電流波形圖如下：電流口1)電壓co第一階段領(lǐng)電流口口桀二階段要數(shù)安I2V.OOO51CDOIlo.ddo赳運(yùn)行時(shí)同2( )00抄e.coo秒汜錄酎問(wèn)點(diǎn)仃唱11,000把|o

36、ooo伏吐率O.OOD高控制方式直就向幅訓(xùn)試回安時(shí)清窗口限制但曾置運(yùn)行叼間口)巨杲時(shí)間點(diǎn)mi圖13參數(shù)設(shè)置圖圖14電壓電流波形圖總時(shí)間始)步驟時(shí)間 冊(cè)£)電壓電流直施內(nèi)阻G)209(702697067,28549,9981000289802896067,31849, 9930. 030269902699067,233帕,9990 000290002S0O067 30850,000Fl!", 1111 , , 1111 , "BIIIF ,SISS" "III!,;.148.533|290102901067,31939M148.533290EQ2

37、9Q2067,29550.00014S,533£90302903067,25350,001148, 5332040M04067.30S4fi. 9QB148.53329060290S067 269峭.BBB148. S33290602906067,30450.0001*8,533290fTO290T0617 32T49.959148 53329060Z908067,31349,999148, 533圖15測(cè)試結(jié)果及數(shù)據(jù)18)繼電器通斷測(cè)試該功能主要針對(duì)充放電回路繼電器進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)BMS閉合充放電回路的繼電器，檢測(cè)充放電測(cè)試儀主電路輸出端的電壓值為 U1,然后斷開(kāi)充放電回路的繼電器， 檢測(cè)充放電測(cè)試儀主電路輸出端的電壓值為 U2,同時(shí)滿足U1等于電池組總壓、U2為 零，則為通過(guò)，否則為不通過(guò)。測(cè)試原理圖如下圖所示。圖16充放電回路測(cè)試原理圖19）預(yù)充電繼電器通斷測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：在充放電主電路接口處，由EOL輔助測(cè)試儀控制繼電器 K3、K4閉合， 并聯(lián)接入外接電阻，由BMS系統(tǒng)控制預(yù)充電回路工作，依次閉合開(kāi)關(guān) K6、K5,利用 多功能萬(wàn)用表檢測(cè)該電阻兩端的電壓值分別為 U1、U2,并傳至上位機(jī)進(jìn)行計(jì)算；U1/U2 滿足相應(yīng)的工藝要求則為通過(guò)，否則為不通過(guò)。 外接電阻R2為固定電阻，預(yù)充電電