動力電池自動化測試系統(tǒng)總體方案修改剖析

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動力電池自動化測試系統(tǒng)整體方案

湖北德普電氣股份有限企業(yè)

、3276513）

第一部分：模組來料OCV檢測系統(tǒng)方案

一、簡述

本系統(tǒng)第一導入模組出廠數(shù)據(jù)到當?shù)財?shù)據(jù)庫，測試時經(jīng)過條碼掃描槍讀取電池包

的條碼信息，依照預設好的測試方案，經(jīng)過CAN總線讀取BMS的電池OCV信息，

并將電池OCV信息與出廠數(shù)據(jù)進行比對，依照預設的條件進行產(chǎn)品合格判斷。并把相

關信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將不合格結(jié)果進行標簽打印。

二、組成

模組來料OCV檢測系統(tǒng)主要由以下設施組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

1）研華工控機

2）Honeywell條碼掃描槍

3）NIPCICAN通訊卡

4）明緯開關電源5）NIPCII/O板卡

6）Zebra標簽打印機

7）掃描槍伺服系統(tǒng)

8）隸屬組件

工控機PCII/OPCIUSB以太CAN通板卡道卡通訊口網(wǎng)口

CAN總線

協(xié)助接觸器開關電源12VDC掃描槍電池包BMS-

????

MSD

MES

標簽打印機

掃描槍伺

服系統(tǒng)

圖1模組來料OCV檢測系統(tǒng)原理框圖三、功能實現(xiàn)技術方案

圖2來料OCV檢測系統(tǒng)表示

模組來料OCV檢測系統(tǒng)由工控機經(jīng)過軟件進行設施集成。用戶登錄后，依照權限

編寫測試流程，測試流程包括掃描槍伺服系統(tǒng)的控制、DBC文件的選擇、不合格條件

的設定等，并將測試流程與條碼進行模糊綁定。

在進行詳細測試過程中，當完成線束連結(jié)后，能夠點擊啟動按鈕，模組來料OCV

檢測系統(tǒng)自動依照測試方案驅(qū)動掃描槍伺服系統(tǒng)，掃描槍到預設地址后讀取相應的條

形碼填入對應地址。條形碼讀取完成后自動從數(shù)據(jù)庫中找尋電池的相應出廠OCV值，

并依照DBC文件，自動經(jīng)過PCICAN通訊卡讀取并剖析相應的電池OCV信息，依照預設的判斷條件進行結(jié)果判斷。完成測試后，將不合格的測試結(jié)果依照預設格式進行打印。同時出于知足手動調(diào)試的需要，所有的操作均能夠單步手動操作。

工控機內(nèi)安裝PCI接口的CAN通訊卡、I/O板卡。工控機經(jīng)過PCII/O板卡控制的接觸器對BMS上電、下電控制。工控機經(jīng)過PCICAN通訊卡與BMS進行通訊，完成數(shù)據(jù)的讀取與剖析。依照功能區(qū)分，軟件具備以下功能：

3.1人機界面

供應用戶的登入登出、新用戶的成立、管理等功能。軟件供應了測試流程的編寫、檢查、載入等功能。并供應測試方案的啟動、停止、暫停、答復等按鈕，用于測試流

程控制。軟件供應了電池條碼信息、接觸器狀態(tài)、BMS信息、測試流程的狀態(tài)等信息。

界面大概以下：

圖3模組來料測試系統(tǒng)主界面表示圖

3.2測試流程控制

軟件能依照開初編制好的測試方案，依照用戶的命令啟動測試方案，并能依照測試

方案自動的履行測試流程，并完成結(jié)果判斷。

連結(jié)線束接插件

MES網(wǎng)卡工控機條碼掃描槍模組條碼掃描查找入廠OCV開始測試BMU讀取目前OCV數(shù)據(jù)服務器CAN卡OCV差值計算結(jié)果判斷被測模組被測模組被測模組被測模組被測模組被測模組數(shù)據(jù)保留CMUCMUCMUCMUCMUCMU斷開線束接插件圖4系統(tǒng)及流程

3.3數(shù)據(jù)積蓄、管理、查問功能

記錄取于對電池包設施的OCV測試信息，并積蓄在數(shù)據(jù)庫中，并供應查問界面，

用于用戶查問。

圖5數(shù)據(jù)管理功能表示

3.4標簽打印

經(jīng)過以太網(wǎng)接口，將電池包的測試結(jié)果依照定制好的格式用標簽打印機打印出來，

粘貼在流程卡上，便于直接查察電池包狀態(tài)。

打印格式由客戶定制。

四、接口及形式

對MES的以太網(wǎng)通訊接口對電池包的CAN通訊接口對電池包的12VDC電源接口第二部分：絕緣測試系統(tǒng)方案

一、簡述

本系統(tǒng)經(jīng)過條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，依照預設好的測試方案，依次閉

合電池包引線與耐壓測試儀之間的連線，并啟動高壓絕緣測試儀對電池包進行絕緣測

試，并依照測試結(jié)果進行產(chǎn)品合格判斷。并把有關信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將結(jié)果

進行標簽打印。

二、組成

絕緣測試系統(tǒng)主要由以下設施組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

1）研華工控機

2）Honeywell條碼掃描槍

3）Chroma絕緣耐壓測試儀

4）NIPCII/O板卡

5）Zebra標簽打印機

6）隸屬組件

工控機

DI/DORS232USB以太網(wǎng)MES板卡通訊口通訊口口絕緣耐壓儀掃描槍標簽打印機

HV+HV-

協(xié)助接觸器

電池包+-????MSD

圖1絕緣測試系統(tǒng)原理框圖

三、功能實現(xiàn)技術方案絕緣測試系統(tǒng)由工控機經(jīng)過軟件進行設施集成。用戶登錄后，依照權限編寫測試流程，測試流程包括絕緣耐壓儀的參數(shù)設定、協(xié)助接觸器的閉合與斷開、絕緣測試的啟動停止、絕緣測試結(jié)果的判斷條件等，并將測試流程與條碼進行模糊綁定。

在進行詳細測試過程中，當完成線束連結(jié)后，能夠點擊啟動按鈕，絕緣測試系統(tǒng)自動依照測試方案閉合對應的接觸器、完成對絕緣耐壓儀參數(shù)的設定后，自動啟動絕緣耐壓儀對電池包進行絕緣測試，并將測試結(jié)果依照預設好的條件進行判斷。完成測試后，將測試結(jié)果依照預設格式進行打印。同時出于知足手動調(diào)試的需要，所有的操作均能夠單步手動操作。

工控機內(nèi)安裝PCI接口的I/O板卡。工控機經(jīng)過PCII/O板卡控制的接觸器實現(xiàn)對絕緣耐壓儀輸出正對電池包主正、電池包主負、MSDIn、MSDOut引線的互鎖與切換，并利用湊近開關及PCI/O板卡判斷線束可否在位，進行操作命令的鎖定。工控機經(jīng)過RS232口實現(xiàn)對絕緣耐壓儀參數(shù)的傳達、啟停的控制等功能。依照功能區(qū)分，軟件具備以下功能：

3.1人機界面

供應用戶的登入登出、新用戶的成立、管理等功能。軟件供應了測試流程的編寫、

檢查、載入等功能。并供應測試方案的啟動、停止、暫停、答復等按鈕，用于測試流

程控制。軟件供應了電池條碼信息、接觸器狀態(tài)、絕緣耐壓儀狀態(tài)及信息、測試流程

的狀態(tài)等信息，用于用戶掌握絕緣測試系統(tǒng)的實時狀態(tài)。

圖2測試流程設置表示

3.2測試流程控制

軟件能依照開初編制好的測試方案，依照用戶的命令啟動測試方案，并能依照測試

方案自動的履行測試流程，并完成結(jié)果判斷。圖3結(jié)果判斷表示

3.3數(shù)據(jù)積蓄、管理、查問功能

記錄取于對電池包設施的絕緣耐壓測試信息，并積蓄在數(shù)據(jù)庫中，并供應查問界面，

用于用戶查問。

查問方式同第一部分。

3.4標簽打印

經(jīng)過以太網(wǎng)接口，將電池包的測試結(jié)果依照定制好的格式用標簽打印機打印出來，

粘貼在流程卡上，便于直接查察電池包狀態(tài)。

四、接口及形式

對MES的以太網(wǎng)通訊接口對電池包的耐壓測試接口

對電池包的12VDC電源接口第三部分：軟件刷寫測試系統(tǒng)方案

一、簡述

本系統(tǒng)經(jīng)過條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，控制電源對設施上電后，調(diào)用預

設好的用戶程序完成對電池包的控制器應用層程序的刷寫，刷寫完成后控制電源從頭

對電池包BMS上電，檢查確認系統(tǒng)基本參數(shù)，并將物流信息寫入控制器中。并把有關

信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將結(jié)果進行標簽打印。

二、組成

軟件刷寫測試系統(tǒng)主要由以下設施組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

1）研華工控機

2）Honeywell條碼掃描槍

3）NIPCICAN通訊卡

4）明緯開關電源

5）NIPCII/O板卡

6）Zebra標簽打印機

7）隸屬組件

工控機PCII/OPCIUSB以太CAN通MES板卡通訊口網(wǎng)口道卡CAN總線掃描槍標簽打印機協(xié)助接觸器

開關電源

12VDC

電池包

+-BMS????MSD圖1軟件刷寫測試系統(tǒng)原理框圖三、功能實現(xiàn)技術方案

軟件刷寫測試系統(tǒng)由工控機經(jīng)過軟件進行設施集成。用戶登錄后，依照權限編寫

測試流程，測試流程包括選擇需要刷寫的用戶程序、用于剖析BMS協(xié)議的DBC文件、系統(tǒng)基本參數(shù)的合理性的判斷條件、需要寫入的物流參數(shù)的設定，并將測試流程與條碼進行模糊綁定。

在進行詳細測試過程中，當完成線束連結(jié)后，能夠點擊啟動按鈕，軟件測試系統(tǒng)

自動完成軟件的刷寫、BMS的重上電、系統(tǒng)基本參數(shù)的判斷、物流參數(shù)的寫入等功能，完成測試后，將測試結(jié)果依照預設格式進行打印。同時出于知足手動調(diào)試的需要，所有的操作均能夠單步手動操作。

工控機內(nèi)安裝PCI接口的CAN通訊卡、I/O板卡。工控機經(jīng)過PCII/O板卡控制的接觸器對BMS上電、下電控制。工控機經(jīng)過PCICAN通訊卡與BMS進行通訊，完成程序刷寫、系統(tǒng)基本參數(shù)讀取、物流參數(shù)的寫入等功能。依照功能區(qū)分，軟件具備以下功能：

3.1人機界面；

供應用戶的登入登出、新用戶的成立、管理等功能。軟件供應了測試流程的編寫、檢查、載入等功能。并供應測試方案的啟動、停止、暫停、答復等按鈕，用于測試流程控制。軟件具備電池包基本參數(shù)顯示、刷寫過程顯示、物流參數(shù)顯示等，供應刷寫過程中的一些必要信息。

操作名稱快捷操作功能

載入

啟動

停止

暫停

恢復

載入方案

啟動運行

停止運行

暫停運行

恢復運行

3.2測試流程控制

軟件能依照開初編制好的測試方案，依照用戶的命令啟動測試方案，并能依照測試方案自動的履行測試流程，并完成結(jié)果判斷。

3.3數(shù)據(jù)積蓄、管理、查問功能；

記錄取于對電池包設施的操作信息，并積蓄在數(shù)據(jù)庫中，并供應查問界面，用于用戶查問。

查問功能同第一部分。

3.4標簽打??；

經(jīng)過以太網(wǎng)接口，將程序的刷寫結(jié)果與電池包的測試結(jié)果，依照定制好的格式用標簽打印機打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查察電池包狀態(tài)。

打印內(nèi)容用戶定義。

四、接口及形式

對MES的以太網(wǎng)通訊接口對電池包的CAN通訊接口對電池包的12VDC電源接口

第四部分：電池包EOL測試系統(tǒng)方案

一、簡述

電池包EOL綜合測試系統(tǒng)是針對目前電池Pack測試過程自動化程度較低，記錄

剖析能力較差的問題，開發(fā)的一種全智能化測試平臺。將電池充放電測試、電池安規(guī)

檢測、電池參數(shù)測試、BMS測試、協(xié)助功能測試等多種功能，經(jīng)過設施集成的方式，

實現(xiàn)整個工作流程全智能化、自動化，以達到減少操作人員、提高測試效率的目的。

測試范圍包括電池本體及有關輔件、BMS系統(tǒng)等。

二、功能、組成

2.1測試功能

EOL系統(tǒng)的主要測試功能及分派以下表所示。

表1EOL系統(tǒng)測試功能及分派列表充放電測PACK自動序號測試階段功能名稱試儀測試儀1BMS初始化測試●2基本參數(shù)檢查●3絕緣檢測功能測試●4BMS系統(tǒng)平衡功能測試●5總電壓、電流精度測試●6靜態(tài)測試開路電壓測試●7充電狀態(tài)指示電路測試●8充電連結(jié)狀態(tài)電路測試●9水泵控制電路測試●10慢充回路測試●11快充回路測試●12主輸入/輸出回路測試●13脈沖充放電測試●14電芯組壓差測試●15動向測試溫升、溫差測試●16直流內(nèi)阻測試●17容量測試●18SOC狀態(tài)調(diào)整●注：開路電壓測試依照精度要求不同樣樣，可用充放電測試儀或儀表進行測試

2.2組成

EOL綜合測試平臺主要由以下設施組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

1）充放電測試儀

2）Pack自動測試柜

3）研華工控機（含觸摸屏顯示器等）

4）可編程五位半高性能數(shù)字萬用表

5）標準電阻模塊

6）NIPCICAN通訊卡

7）NIPCIAI/DI/DO接口板卡

8）NIcDAQ數(shù)采板卡

9）Honeywell條碼掃描槍

10）標簽打印機

11）線束在位傳感器

12）明緯開關電源

13）隸屬組件

如圖1所示，EOL綜合測試系統(tǒng)主要由上位機、充放電測試儀及Pack測試柜組成，其中

PACK自動測試柜主要包括工控機、五位半高性能數(shù)字萬用表、

NIcDAQ

數(shù)采板

卡和標準電阻模塊等。

工控機

MES

DI/DO以太網(wǎng)板卡口

充放電測試儀

以太網(wǎng)

1#通道2#通道

標簽打印機

掃描槍

工控機23卡2卡/B網(wǎng)5N8S4AU太SC以R萬用表

標簽打印機

掃描槍

工控機2BII3卡QO2卡SAD/BAD5N網(wǎng)UII8SIDNNI4AU太NcNSC以R萬用表

BQIIOSUAADDIDIIINcNNN高壓線束低壓線束高壓線束低壓線束

接口模塊接口模塊接口模塊接口模塊

標準電阻模塊標準電阻模塊

圖1EOL系統(tǒng)原理圖

三、功能實現(xiàn)技術方案

3.1整體設計方案

電源系統(tǒng)EOL綜合測試平臺主要由上位機、充放電測試儀及Pack自動測試柜組

成，整體設計方案以下：

上位機方案

上位機作為系統(tǒng)控制中心，完成人機界面功能、工藝流程編制及指令的下發(fā)、數(shù)

據(jù)顯示和保留等功能。設計方案以下：

a）上位機硬件方案

上位機采用研華工控機，其硬件配置不低于以下要求：

1）CPU：Intel雙核3.0G以上Dualcoreabove3.0GHZ

2）硬盤：≥1TGBHarddriveabove1TGB

3）RAM：≥4GB

4）有相應的接口與電池測試系統(tǒng)通訊，PCI插槽≥2通道，RS232接口≥1通道。

PCISLOT>=2Channel,RS232Connector>=1Channel

5）鍵盤：US-ASCIIKeyboard:US-ASCII6）鼠標：MouseUSB

7）PCI網(wǎng)卡：100MB/10MBPCINetworkadapter100MB/10MB

8）顯示器：19英寸及以上彩色觸摸屏顯示器。

b）上位機軟件方案

依照功能區(qū)分，上位機軟件具備以下功能：

1）人機界面；

供應用戶的登入登出、新用戶的成立、管理等功能；軟件供應了測試流程的編寫、

檢查、載入等功能；并供應測試方案的啟動、停止、暫停、答復等按鈕，用于測試流

程控制；系統(tǒng)軟件能導入國際標準DBC文件，便于與BMS對接，并剖析各樣基本參

數(shù)在主界面顯示；軟件具備電池包基本參數(shù)顯示、測試過程顯示、測試過程實時數(shù)據(jù)

顯示等，能夠?qū)崟r顯示測試柜每一步驟的電壓、電流、時間、容量、電池表面溫度、

能量等參數(shù)。

2）測試流程控制

軟件能依照開初編制好的測試方案，依照用戶的命令啟動測試方案，并能依照測試方案自動的履行測試流程，并完成結(jié)果判斷；同時具備測試流程的保留、再改正功能，軟件供應電池性能測試的典型例程庫，用戶可對其進行調(diào)用、編制、增添、另保留等操作，并可按新保留的測試流程對電池Pack包進行自動測試一試驗。

除自動進行測試流程外，軟件可手動進行單項測試；且能經(jīng)過軟件手動斷開、閉合各繼電器及12V電源，進行手動控制繼電器的通斷，方便系統(tǒng)調(diào)試。

測試過程中，測試流程的跳轉(zhuǎn)、停止等過程控制值能夠是循環(huán)次數(shù)和電流、電壓、時間、溫度及其隨意組合參量。同時，BMS經(jīng)過CAN上傳的單體電壓、溫度等參量作為試驗程序控制的停止值，參加測試流程的控制。

軟件擁有過壓、欠壓、過流、過容量、過功率等保護功能。

當出現(xiàn)死機情況時，失去對上位機的控制后，下位機可依照運行的程序連續(xù)自動運行，從頭啟動控制上位機后，數(shù)據(jù)能夠不中斷連結(jié)。

3）數(shù)據(jù)積蓄、管理、查問、顯示功能

所有測試實時數(shù)據(jù)以及結(jié)果保留在上位機數(shù)據(jù)庫中，并供應查問界面，用于用戶

查問、調(diào)用，且可供應試驗數(shù)據(jù)后辦理、剖析的功能。

數(shù)據(jù)記錄通道可隨意選擇，試驗數(shù)據(jù)以電流、電壓、時間、溫度及其隨意組合的

參量進行記錄，并積蓄在硬盤中或以圖形的方式進行顯示、打印，能夠同時辰坐標軸記錄及顯示BMS發(fā)送的CAN總線信息。

供應試驗數(shù)據(jù)的實時追蹤曲線并能夠在測試結(jié)束后進行回放，曲線的參量能夠是

電流、電壓、時間、溫度及其隨意組合參量。

4）數(shù)據(jù)保留與MES系統(tǒng)交互

所有刷寫記錄及各樣參數(shù)可保留到與電池包編號對應的文件中，系統(tǒng)如期自動進

行數(shù)據(jù)備份。能與MES進行信號交互，見告刷寫可否完成，測試可否經(jīng)過等。

5）標簽打印

經(jīng)過以太網(wǎng)接口，將電池包編號、軟件版本號、測試結(jié)果可否合格等信息，依照

定制好的格式用標簽打印機打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查察電池包狀態(tài)。

充放電測試儀方案

功能及技術指標要求

充放電測試儀作為功率、電壓、電流可控制的電子負載，對各樣汽車動力電池（鉛

酸、鎳氫、鋰離子、超級電容等）進行充放電測試，并能夠?qū)㈦姵氐姆烹娔芰恐苯踊?/p>

饋到電網(wǎng)。充電測試儀技術指標見表2所示。

表2充放電測試儀技術指標指標項目指標參數(shù)電壓輸出范圍20~+500V電流輸出范圍單通道-500A~+500A輸出總連續(xù)功率單通道150kW（無時間限制）電流響應時間0-100%≤20ms電流變換時間-100%-100%≤30ms，無超調(diào)電壓控制精度≤±0.1%電壓測量精度≤±0.1%電流控制精度≤±0.1%電流測量精度≤±0.1%系統(tǒng)分辨率電壓±10mV，電流±20mA數(shù)據(jù)收集最小時間間隔10ms時間精度≤±1s/24h電壓紋波≤0.5%F.S.電流紋波≤1%F.S.通訊方式支持CAN、以太網(wǎng)通訊，可與BMS、環(huán)境倉、溫度及流量控制系統(tǒng)等實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接與控制冷卻方式逼迫風冷循環(huán)次數(shù)9999可編程步驟9999最短步長10ms可編程參數(shù)包括電流、電壓、功率、負載阻抗、連續(xù)時間控制程序循環(huán)嵌套最大支持5層在線改正程序在程序運行的過程中可對正在運行的程序進行改正編程特點每工步能夠有一個也好多個出口，具備“goto”功能恒流充放電恒壓充電恒功率充放電截止條件:電壓、電流、時間、容量、功率、能量、單體電壓、單體溫度及擴展變換的衍生工作模式恒阻充放電數(shù)值等。電流脈沖充放電斜坡充放電擱置時間截止項目列表有項目名稱及測試結(jié)果數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式有記錄序號、累計時間、電壓、電流、能量、明細列表功率、單體溫度、單體電壓，及各樣系統(tǒng)設施數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)導出方式數(shù)據(jù)能夠?qū)С鯿sv等文件格式曲線種類X坐標：總時間、序號、電流、電壓、容量、功率、能量等Y坐標：電壓、電流、容量、能量、功率、單體電壓、單體溫度等電池組工況模擬試驗；電池組循環(huán)壽命試驗；電池組容量、能量試驗；電池組充/放電特點試驗；功能測試范圍電池組脈沖充/放電特點試驗；電池組荷電保持能力試驗；電池組充放電效率試驗；電池組過充、過放承受能力試驗；單體溫度特點試驗；單體電池電壓試驗；工況模擬測試可依照儲能電站工況數(shù)據(jù)自動變換為測試程序，工況數(shù)據(jù)能夠是功率-時間或電流-時間輸入溝通電源380V±15%三相五線制，頻次50Hz±2Hz電能質(zhì)量(對電網(wǎng)的影輸入側(cè)功率因數(shù)＞98%響)輸入側(cè)電流諧波≤3%（THD）能量回饋90%以上（額采用IGBT-PWM控制技術，放電能量高質(zhì)量回饋定工況）電網(wǎng)，對電網(wǎng)無污染整機效率>90%（額定工況）設施噪聲≤75dB外形尺寸（高×長×寬）≤2000mm×2000mm×1200mm重量≤4000kg設施技術方案

充放電測試儀由工藝控制單元、主回路單元及測試儀主控單元組成，各組成單元

的方案以下。

a）工藝控制單元

由于系統(tǒng)要求上位機脫機后，系統(tǒng)仍能夠保持運行，因此工藝控制設施采用高端

ARM芯片CorTex-M3作為控制中心。

主要功能包括：

經(jīng)過以太網(wǎng)接收上位機編制的工藝文件和起?？刂浦噶睿?/p>

依照工藝文件，進行化成工藝剖析，按步驟控制充放電組件運行。

增添支持上位機離線后，對檢測數(shù)據(jù)的保留功能；

開發(fā)設計高速記錄，能抵達最快10ms記錄的功能，設計多級緩沖系統(tǒng)；

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。以以以下列圖所示

電池組

圖2主回路電氣拓撲圖

溝通輸入三相四線380VAC，經(jīng)過升壓變壓器將輸入電壓高升，經(jīng)過高頻整流后，輸出直流母線電壓，再經(jīng)過斬波知足輸出直流電壓的需求。

輸入濾波電路由變壓器的自己的電感量，輸入濾波電容，進線電抗器組成的LCL濾

波器，能夠有效地減少電流中的高次諧波成分，同時，在低于諧振頻次時，LCL濾波器能夠看作是兩個電感之和的L濾波器，而且比L濾波的電感值小。

高頻整流單元采用IGBT進行PWM控制，可實現(xiàn)能量的雙向流動。

斬波單元采用IGBT進行PWM控制，實現(xiàn)輸出直流電壓調(diào)治。

輸出濾波單元采用LCL濾波器。

c）測試儀主控單元

主控制單元由MCU板、采樣/接口板、主/從驅(qū)動板組成，控制電路構(gòu)造以以以下列圖所示。

PWMPWMCAN主驅(qū)動板IGBTMCU板模擬量Err采樣接口板PWM電壓、電流從驅(qū)動板IGBTErr

圖3控制電路構(gòu)造圖

MCU板采用以TMS320F2812為控制中心，主要完成PWM整流和斬波控制算法的計算、

各樣數(shù)據(jù)收集和辦理、PWM信號生成、系統(tǒng)軟件保護及通訊等功能。采樣/接口板完成主回路電壓、電流信號的采樣、濾波辦理，并送至MCU板，作為

控制反應量；同時對MCU板輸出的PWM信號進行分派、辦理，輸出至IGBT驅(qū)動板，擁有

PWM信號直通、故障封閉保護等功能。。

主/從驅(qū)動板完成高頻整流單元和斬波單元功率器件IGBT的驅(qū)動，每一個驅(qū)動板驅(qū)動2個IGBT橋臂，輸入為PWM信號，反應故障信號。

Pack自動測試柜方案

Pack自動測試柜主要包括工控機、五位半高性能數(shù)字萬用表、NIcDAQ數(shù)采板卡

和標準電阻模塊等。

a）Pack測試工控機

Pack測試工控機主要完成與上位機的通訊、對各個功能模塊控制指令的發(fā)送、對

各模塊測試數(shù)據(jù)的收集、上傳等功能。依照上位機的試驗工藝指令，經(jīng)過PCIDI/DO

接口卡控制相應繼電器的通斷來控制對應功能模塊的投入/切除，并以通訊的方式下發(fā)

測試指令給對應的功能模塊，使功能模塊依照上位機的試驗工藝指令進行相應項目的

測試，待測試項目完成后，讀取測試結(jié)果并上傳至上位機，供上位機剖析、辦理、顯

示和保留等。

b）五位半多功能電表

五位半多功能電表對電池Pack的開路電壓進行高精度測量，并以通訊的方式傳輸

到控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的顯示及保留。

c）NI數(shù)采板卡

NI數(shù)采板卡經(jīng)過外接高精度電流傳感器，對試驗主通道的電流進行測量。

d）標準電阻模塊

標準電阻模塊用于BMS的絕緣檢測功能的測試。該模塊配置多路固定阻值的高精

度電阻，各路之間相互獨立，依照測試流程，經(jīng)過繼電器對電阻支路進行切換，實現(xiàn)

對絕緣檢測功能的測試。

標準電阻模塊中配置1000k、500k、100k電阻各一個，工作電壓大于500V，精度

0.5%。

e）構(gòu)造方案

整體設計采用模塊化設計方法，依照產(chǎn)品的需求，配置相應的模塊，靈便方便。

3.2詳細功能實現(xiàn)方案

1）信息化配置管理針對車間流水線作業(yè)的產(chǎn)品，本系統(tǒng)經(jīng)過智能化的配置，使得每個產(chǎn)品可具備唯

一、可查的表記，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的可追憶性。配置界面以以以下列圖所示：

圖4設施配置窗口

設施名稱用戶自定義使用設施的名稱，如通道1；

設施種類該測試儀的型號，如BTS500V/500A；

電池條碼每個通道配置一臺掃碼槍，經(jīng)過通訊接口與下位機相連，下位機掃碼

后上傳至上位機，條碼信息保留在電池條碼信息中；

數(shù)據(jù)備注電池信息的一些補充說明，如操作人員、電池型號規(guī)格等。

所有電池信息會隨工藝履行信息等一同保留至數(shù)據(jù)庫中，并可經(jīng)過不同樣樣的檢索條

件進行信息的檢索。以以以下列圖所示：圖5記錄查問窗口

2）BMS上電測試

系統(tǒng)經(jīng)過Pack自動測試柜給BMS系統(tǒng)供應12V電源，從供電時辰開始計時，到

Pack自動測試柜接收到CAN通訊發(fā)出第一幀有效報文的時間結(jié)束，判斷初始化時間

可否在合格范圍內(nèi)，并上傳測試結(jié)果、記錄數(shù)據(jù)。原理圖以以以下列圖所示。上位機

可調(diào)

直流

電源

BMS測試儀

2KK

+-

以太網(wǎng)

K4

K3

+-VV2211

CAN/LAN

變換

電池包BMS

CAN-H

CAN-L

圖6BMS上電測試原理圖

3）基本參數(shù)檢查

實現(xiàn)方法：系統(tǒng)經(jīng)過CAN總線，讀取BMS系統(tǒng)的電芯組電壓、溫度、電池包總壓、電芯組累積電壓與電池包總壓差值、絕緣狀態(tài)、SOC、壓差、溫差、最高電壓及地址、最低電壓及地址、故障報警DTC、HVIL、軟件版本等狀態(tài)信息，顯示正常即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

原理圖同BMS上電測試原理圖。

4）絕緣檢測功能測試

利用標準電阻模塊對BMS系統(tǒng)絕緣檢測功能進行測試。系統(tǒng)經(jīng)過控制繼電器的通斷來控制并入的測試電阻（R1、R2），及控制主正/主負對地之間的切換。在測試過程中，標準電阻模塊中三種阻值的標準電阻分別并入“主正對地”和“主負對地”之間，

依照并聯(lián)不同樣樣的電阻值，BMS系統(tǒng)絕緣檢測模塊檢測出相應的結(jié)果，同時BMS系統(tǒng)將該結(jié)果經(jīng)過CAN總線上傳至Pack測試工控機，記錄有關信息。絕緣檢測功能測試原理圖以以以下列圖所示。上位機

LAN

LAN工控機

R1K5可調(diào)K6R2直流K7電源12KKPack自動測試柜

PE+-

CAN/LAN

變換

K4

K3

+-VV2211

BMS

電池包

CAN-H

CAN-L

圖7絕緣檢測功能測試原理圖

5）BMS系統(tǒng)平衡功能測試

實現(xiàn)方法：系統(tǒng)經(jīng)過CAN總線發(fā)送相應的指令給BMS系統(tǒng)，翻開其平衡功能，

并讀取BMS系統(tǒng)對應的反應值，顯示正常即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

原理圖同BMS上電測試原理圖。

6）BMS系統(tǒng)電壓測量精度測試

利用五位半多功能電表對電池包總電壓進行高精度測量。

該測試實現(xiàn)方法：將電池Pack的輸出端口經(jīng)過高壓測試線束引入Pack自動測試

柜，利用五位半多功能電表進行測量電池包總電壓U1，并經(jīng)過CAN總線讀取BMS系

統(tǒng)反應的電池包總電壓U2，同時依照BMS系統(tǒng)反應的各電芯組電壓，累積計算出電

池包總電壓U3，比較U1、U2、U3相互之間的差值，差值不同樣樣意高出給定范圍，知足

要求即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。BMS系統(tǒng)電壓測量精度測試原理圖以以以下列圖所示。

上位機

LAN

LANLAN工控機

五位半K5可調(diào)多功能K6直流電表電源12KKPack自動測試柜+-

電池包

CAN/LAN

變換K4

K3

-V2211

BMSCAN-H

CAN-L

圖8BMS系統(tǒng)電壓測量精度測試原理圖

7）BMS系統(tǒng)電流測量精度測試

利用NI數(shù)采板卡對電池包充放電過程中的輸入輸出總電流進行高精度測量。

該測試實現(xiàn)方法：將電池包充放電主回路的電流經(jīng)過高精度電流傳感器引入Pack自動測試柜中。在充放電過程中，利用柜內(nèi)的NI數(shù)采板卡對該電流進行實時測量，同時經(jīng)過CAN總線讀取BMS系統(tǒng)反應的充放電電流實測值，并計算兩者之間的差值，差值不同樣樣意高出給定范圍，知足要求即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

8）充電狀態(tài)指示電路測試

實現(xiàn)方法：經(jīng)過低壓線束將充電狀態(tài)指示燈測試端口引入Pack自動測試柜中，利

用多功能電表對該測試端口的電平進行測試，結(jié)果知足要求（平常電壓為12V）即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

9）充電連結(jié)狀態(tài)電路測試

實現(xiàn)方法：經(jīng)過低壓線束將充電連結(jié)狀態(tài)電路測試端口引入Pack自動測試柜中，利用多功能電表對該測試端口的電平進行測試，當充電槍可靠連結(jié)后，充電槍連結(jié)狀

態(tài)指示燈信號將被點亮，此時測試端口為高電平。在測試過程中，系統(tǒng)第一模擬出充電槍可靠連結(jié)狀態(tài)信號，今后對該測試端口的電平進行測量，結(jié)果知足要求（平常電壓為12V）即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

10）水泵控制電路測試

實現(xiàn)方法：經(jīng)過低壓線束將水泵控制電路測試端口引入Pack自動測試柜中，利用

多功能電表對該測試端口的電平進行測試，當系統(tǒng)發(fā)出水泵控制信號后，BMS系統(tǒng)將相應的給水泵控制器供應12V電源。在測試過程中，系統(tǒng)第一模擬發(fā)出水泵控制信號，

今后對該測試端口的電平進行測量，結(jié)果知足要求（平常電壓為12V）即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

11）慢充回路測試

利用多功能電表檢測電池包總電壓實現(xiàn)慢充回路的測試。實現(xiàn)方法：系統(tǒng)模擬發(fā)送慢充指令給BMS系統(tǒng)，此時BMS系統(tǒng)閉合慢充回路繼電器，利用多功能電表檢測電池包的總電壓，測量結(jié)果知足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負極無接反）即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

12）快充回路測試

利用多功能電表檢測電池包總電壓實現(xiàn)快充回路的測試。實現(xiàn)方法：系統(tǒng)模擬發(fā)送快充指令給BMS系統(tǒng)，此時BMS系統(tǒng)閉合快充回路繼電器，利用多功能電表檢測電池包的總電壓，測量結(jié)果知足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負極無接反）即為經(jīng)過，否則為不經(jīng)過。

13）主