EOL系統(tǒng)總體方案V12

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)試過程自動(dòng)化程度較低，記錄分析能力較差的問題，開發(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1Pack包整體

2、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正常，正常時(shí)pass3絕緣檢測(cè)功能測(cè)試通過改變電池Pack對(duì)地絕緣電阻，讀取BMS上報(bào)的絕緣電阻及報(bào)警狀態(tài)

3、，判斷功能是否正常。4BMS單體電壓一致性測(cè)試通過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過充/過放保護(hù)功能測(cè)試充放電測(cè)試過程中，達(dá)到單體過充/過放條件時(shí)，檢測(cè)CAN故障正確且充/放電接口輸出總壓檢測(cè)為0V時(shí)，pass8快充功能測(cè)試由EOL提供快充連接狀態(tài)信號(hào)，并與BMS建

4、立快充握手，驗(yàn)證BMS快充功能是否正常9慢充功能測(cè)試由EOL提供慢充連接狀態(tài)信號(hào)，并與BMS建立慢充握手，驗(yàn)證BMS慢充功能是否正常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)置充放電工藝，對(duì)電池Pack進(jìn)行充放電，來模擬實(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

5、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，則pass16輔助功能繼電器通斷測(cè)試通過BMS閉合、斷開指定（主正/主負(fù)、充電）的繼電器，利用多功能萬用表檢測(cè)繼電器閉合、斷開時(shí)的端口電壓值，電壓值正常則表示繼電器閉合、斷開正常動(dòng)作，則pass17預(yù)充電繼電器通斷測(cè)試通過BMS依次閉合預(yù)充電繼電器和充電繼電器，利用多功能萬用表分別檢測(cè)在兩種狀態(tài)下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

6、）1）通過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BMS上位機(jī)軟件斷開輔助繼電器，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，則pass20維修開關(guān)測(cè)試由人工輔助插合/分?jǐn)嗑S修開關(guān)，通過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)正常，則pass以上各功能可根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行選配。2.2 組成綜合測(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

7、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系統(tǒng)傳輸來的各種實(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：Ø 友好的用戶界面Ø 強(qiáng)大在線編

8、輯器顯示Ø 圖形化顯示測(cè)試數(shù)據(jù)Ø 校準(zhǔn)和診斷工具Ø 數(shù)據(jù)記錄，瀏覽，打印和分析Ø 通用的網(wǎng)絡(luò)接口和系統(tǒng)安全Ø 通過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)通過對(duì)電池的充放電實(shí)現(xiàn)BMS系統(tǒng)的過充/過放保護(hù)功能的測(cè)試。測(cè)試儀工作過程中采集或計(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)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H

9、ipot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)娇刂葡到y(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

10、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，無線掃描槍接收器通過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：定制雙通道并聯(lián)運(yùn)行：定制最大持續(xù)輸出功率單通道獨(dú)立運(yùn)行：定制雙通道并聯(lián)運(yùn)行：定制電流響應(yīng)時(shí)間0-100% 10ms 電流轉(zhuǎn)換時(shí)

11、間-100%-100% 20ms電壓控制精度±電壓測(cè)量精度±電流控制精度±電流測(cè)量精度±數(shù)據(jù)采集最小時(shí)間間隔10ms 時(shí)間精度<1s/24h通訊方式支持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最短步長(zhǎng)10ms可編程參數(shù)包括電流、電壓、功率、負(fù)載阻抗、持續(xù)時(shí)間循環(huán)嵌套最大支持5層在線修改程序在程序運(yùn)行的過程中可對(duì)正在運(yùn)行的程序進(jìn)行修改編程特點(diǎn)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、

12、單體電壓、單體溫度及擴(kuò)展變換的衍生數(shù)值等。恒壓充電恒功率充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、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)；電池組脈沖充/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)；電池組過充、過放承受能力試

13、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%三相五線制,頻率 50Hz±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%以上（額定工況）采用IGBT-PWM控制技術(shù)，放電能量高品質(zhì)回饋電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)無污染整機(jī)效率>90%（額定工況）設(shè)備噪聲75dB平均無故障運(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： 上

14、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)。從下至上分別為：數(shù)據(jù)/外部、訪問、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、內(nèi)核及應(yīng)用提供服務(wù)。軟件架構(gòu)框圖如下圖所示。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、CAN通信配置文件、工況模擬文件、工藝模板

15、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：由文件訪問、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問、通信組成，向上層提供對(duì)下層數(shù)據(jù)以及外部系統(tǒng)訪問的一系列服務(wù)；內(nèi)核：數(shù)據(jù)管理，建立并維護(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、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。 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

16、為控制核心。2）工藝控制設(shè)備軟件方案主要功能包括：l 通過以太網(wǎng)接收上位機(jī)編制的工藝文件和起?？刂浦噶睿籰 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件運(yùn)行；l 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；l 開發(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；l 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)過升壓變壓器將輸入電壓升高，經(jīng)過高頻整流后，輸出直流母線電壓，再經(jīng)過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

17、、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濾波的電感值小。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)過整流后變?yōu)橹绷麟姡瑸殡姵爻潆娞峁╇娔埽挚梢詫㈦姵胤烹娔芰炕仞佒岭娋W(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TMS3

18、20F2812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

19、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-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實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)控制；同時(shí)可以通過調(diào)節(jié)電流大小，來實(shí)現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)的目的。圖5 PWM整流控制框圖3.1.3 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

20、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，通過控制相應(yīng)繼電器的通斷來控制對(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)分析、處理、顯示和保存等；同時(shí)開發(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

21、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。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)。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)字開關(guān)量信號(hào)，其中數(shù)字輸出接口通過繼電器、接觸器擴(kuò)展，可以控制220V供電的電磁閥、閥

22、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跍y(cè)試過程中，僅有相關(guān)的測(cè)試儀器通過開關(guān)連接Pack電池包，其它無關(guān)測(cè)試儀器均與Pack電池包斷開，以提高整個(gè)測(cè)試過程的安全性。線束轉(zhuǎn)換模塊原理圖如下圖所示。圖7 線束轉(zhuǎn)換模塊原理圖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

23、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)過程的可追溯性。配置界面如圖2所示：圖7 設(shè)備配置窗口設(shè)備名稱-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)無線掃碼槍，該掃碼槍接收器通過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，并可通過不同的檢索條件進(jìn)行信息的檢索。如下圖所

24、示：圖8 記錄查詢窗口2）絕緣測(cè)試EOL系統(tǒng)通過絕緣測(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)試絕緣過程中的Pack的絕緣等級(jí)等數(shù)據(jù)，并最終通過數(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

25、。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

26、緣報(bào)警，則為通過，否則視為不通過，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，通過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

27、、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)通過高精度萬用表檢測(cè)并記錄電池系統(tǒng)輸出電壓值U1，與BMS上傳的總電壓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）過充過放保護(hù)功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：通過BMS上位機(jī)軟件設(shè)置過充/過放電壓保護(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)

28、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)過充保護(hù)，而BMS系統(tǒng)未觸發(fā)保護(hù)，則為不正常，過充保護(hù)功能測(cè)試為不通過。過放保護(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，目前為開始就吸合），快充

29、結(jié)束后閉合外部接觸器時(shí)電壓降至低電平。序號(hào)過程項(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BMS提供BMS電源、CC2連接信號(hào)通過接觸器為BMS提供快充充電電源、BMS電源及CC2連接信號(hào)2通訊連接階段建立通訊連接通過CAN通訊傳輸充電機(jī)辨識(shí)報(bào)文及BMS和車輛辨識(shí)報(bào)文，建立通訊連接3參數(shù)同步階段BMS與EOL系統(tǒng)相互交換參數(shù)通過CAN通訊傳輸充電參數(shù)報(bào)文及充電機(jī)最大輸出能力報(bào)文，交換充電參數(shù)4充電階段EOL系統(tǒng)接受BMS命令，按照充電命令輸出電流通過CAN通訊傳輸充電機(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停止充電或者EOL系統(tǒng)停止充電后，統(tǒng)計(jì)充電數(shù)據(jù)

30、，結(jié)束充電流程通過CAN通訊傳輸統(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)行慢速充電，直至充電停止；設(shè)備啟動(dòng)后開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BMS提供BMS電源、CC連接信號(hào)通過接觸器為BMS提供慢充充電電源、BMS電源及CC連接信號(hào)2通訊連接階段建立通訊連接通過CAN通訊傳輸充電機(jī)辨識(shí)報(bào)文及BMS和車輛辨識(shí)報(bào)文，建立通訊連接3參數(shù)同步階段BMS與EOL系統(tǒng)相互交換參數(shù)通過CAN通訊傳輸充電參

31、數(shù)報(bào)文及充電機(jī)最大輸出能力報(bào)文，交換充電參數(shù)4充電階段EOL系統(tǒng)接受BMS命令，按照充電命令輸出電流通過CAN通訊傳輸充電機(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停止充電或者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CAN通訊傳輸統(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。14）交流內(nèi)阻測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：將電

32、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)。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：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。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，來模擬實(shí)際行車的動(dòng)態(tài)工況，并記錄相關(guān)數(shù)

33、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)試僅通過充放電測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)，采用如下方法進(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、I2。可以計(jì)算出電池直流內(nèi)阻Rdc=(U1-U2)/(I1-I2)。在具體測(cè)試過程中，t11、t12、t21、t22、I1、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：圖13 參數(shù)設(shè)置圖圖14 電壓電流波形圖圖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

34、對(duì)充放電回路繼電器進(jìn)行測(cè)試。通過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，否則為不通過。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，依次閉合開關(guān)K6、K5，利用多功能萬用表檢測(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，否則為不通過。外接電阻R2為