BMS測(cè)試方案 富瑞博德國(guó)Scienlab新能源汽車BMS測(cè)試方案

富瑞博德國(guó)Scienlab新能源汽車BMS測(cè)試方案

電池管理系統(tǒng)（BMS）的安全和精確測(cè)試

Secure and Precise Testing of Battery Management Systems

BMS測(cè)試系統(tǒng)包括Scienlab電池模擬器和BMS控制器等控制測(cè)量模塊組成

--富瑞博代理產(chǎn)品

BMS test environment as system cabinet                  BMS test environment as desktop unit

BMS測(cè)試儀系統(tǒng)柜式                                 BMS測(cè)試儀桌面單元式

儲(chǔ)能裝置的安全使用

新的存儲(chǔ)技術(shù)的引入和多個(gè)能量存儲(chǔ)單元的互連形成模塊或組件需要一個(gè)智能電池管理系統(tǒng)（BMS）。由于電動(dòng)汽車（如乘用車、叉車和輸送車）領(lǐng)域電池的使用越來(lái)越多，BMS的重要性也越來(lái)越高，用于電動(dòng)工具或固定能量存儲(chǔ)。它具有關(guān)鍵的安全、控制和調(diào)節(jié)功能。例如，它監(jiān)視各種參數(shù)，如電壓、電流和溫度，以監(jiān)控充電狀態(tài)的情況（SOC）。此外，BMS負(fù)責(zé)熱管理和能源管理、電池平衡和性能判定。只有通過(guò)不同電池狀態(tài)、環(huán)境條件和錯(cuò)誤情況下的各種測(cè)試來(lái)驗(yàn)證BMS，才能保證其可靠的功能。為了對(duì)BMS進(jìn)行安全、省時(shí)間和提高成本效益的測(cè)試，我們的測(cè)試儀器必須方便更換連接到BMS的組件（例如單個(gè)電池、傳感器）。這就允許在精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面對(duì)其特性進(jìn)行實(shí)際仿真。

設(shè)備優(yōu)勢(shì)：

l   人員和產(chǎn)品安全

l   實(shí)時(shí)接口

模擬器的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)時(shí)性接口保證了BMS測(cè)試系統(tǒng)和HIL系統(tǒng)之間傳輸速率達(dá)到1 Gbps。它們非?？煽浚试S在任何HIL測(cè)試環(huán)境中快速集成。

l   參數(shù)化單元模型

我們的測(cè)試系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的要求，以高精度支持BMS的開(kāi)發(fā)。針對(duì)不同的電芯型號(hào)開(kāi)發(fā)高精度電芯模型, 它們可以具有不同層次的復(fù)雜性和細(xì)節(jié)，進(jìn)而模擬真實(shí)電池的各種性能。

l   大測(cè)量精度

電壓測(cè)量精度為±1 mV，電流測(cè)量精度為±2μA，保證精確的電壓和電流調(diào)節(jié)，從而優(yōu)化電池特性的仿真。BMS測(cè)試環(huán)境易于校準(zhǔn)，保證了可靠的系統(tǒng)質(zhì)量。

l   動(dòng)態(tài)控制

電芯模擬系統(tǒng)

應(yīng)用領(lǐng)域

• BMS的重復(fù)性測(cè)試和優(yōu)化

l  模擬單個(gè)電芯特性，模擬電池模塊和電池包內(nèi)的環(huán)境。

l  在BMS開(kāi)發(fā)的不同階段，對(duì)所有硬件和軟件作有關(guān)的驗(yàn)證，

l  測(cè)試軟件新開(kāi)發(fā)的算法（平衡、SoC、SoH）

l  使用無(wú)源和有源平衡電路（電感和電容）進(jìn)行測(cè)試

l  驗(yàn)證各種操作情況下的測(cè)量精度

l  終產(chǎn)品驗(yàn)證

解決方案

支持每一步的BMS開(kāi)發(fā)

作為測(cè)試系統(tǒng)的服務(wù)提供商和制造商，富瑞博Scienlab為電池管理系統(tǒng)BMS的可靠開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證提供客戶特定的解決方案。服務(wù)范圍從電池的建模和特性描述，到模型實(shí)現(xiàn)，到定制和模塊化的硬件在環(huán)（HIL）系統(tǒng)。測(cè)試環(huán)境允許快速、靈活和可重復(fù)的測(cè)試，以模擬實(shí)際電池、電流和溫度傳感器的行為，以及與外部系統(tǒng)的通信。為此，可以提供具有不同復(fù)雜度和詳細(xì)程度的每種單元類型的單元模型。這些模型是通過(guò)集成在HIL系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)計(jì)算來(lái)計(jì)算的。

上圖BMS系統(tǒng)構(gòu)成：

HiL系統(tǒng)廠商提供的電池芯模型

富瑞博Scienlab公司BMS系統(tǒng)：

- 電芯模擬器

- 溫度傳感器模擬

- 電流傳感器模擬

- 絕緣電阻模擬

- 高低壓電源CAN通信,數(shù)字I/O

直接測(cè)試了被測(cè)物BMS控制模塊

模擬所有電池特性

BMS測(cè)試環(huán)境模擬器連接到BMS的所有組件。真實(shí)的電芯是使用電芯模擬器來(lái)模擬的。通過(guò)使用可參數(shù)化的電芯模型進(jìn)行觸發(fā)并實(shí)時(shí)控制，可以實(shí)現(xiàn)多種電芯類型。BMS的所有功能都可以在不同的環(huán)境條件下結(jié)合溫度傳感器模擬器、電流傳感器模擬器和絕緣電阻模擬器進(jìn)行測(cè)試。電池模擬器的輸出電壓范圍涵蓋了典型的電池電壓，也適用于創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域，如采用高壓材料的電池。模擬器允許在源模式和接收模式之間進(jìn)行平滑和不間斷的轉(zhuǎn)換。

另一個(gè)高壓電源提供了測(cè)試BMS對(duì)輸出電壓測(cè)量錯(cuò)誤的響應(yīng)的選項(xiàng)。除了與車輛進(jìn)行CAN通信外，BMS測(cè)試環(huán)境還為BMS提供數(shù)字控制信號(hào)和電源電壓。

電芯建模

可以選擇不同的模型來(lái)模擬真實(shí)電芯的行為。除了參數(shù)化等效電路的元件外，還可以實(shí)現(xiàn)模擬溫度、SOC、SOH等影響的復(fù)雜模型。

可重復(fù)測(cè)量結(jié)果

高精度測(cè)量技術(shù)具有可追溯性校準(zhǔn)，保證測(cè)量和調(diào)整精度。系統(tǒng)中的所有通道都通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線同步，這意味著所有測(cè)量值和設(shè)定值輸出都是可復(fù)制的。

安全*

在開(kāi)發(fā)BMS時(shí)，驗(yàn)證安全功能是首要任務(wù)。除了BMS所需的操作點(diǎn)外，還模擬了可變錯(cuò)誤情況，例如開(kāi)路、短路、過(guò)電壓/欠電壓、超溫/欠溫和過(guò)電流。這使得被測(cè)設(shè)備的關(guān)鍵操作點(diǎn)能夠安全接近，并保證了測(cè)試實(shí)驗(yàn)室和人員的安全。此外，所有仿真器連接處的絕緣強(qiáng)度彼此之間為1千伏，與PE之間為1千伏。

BMS test environment

BMS測(cè)試系統(tǒng)

Scienlab系統(tǒng)測(cè)試成功用例

        測(cè)試場(chǎng)景                                我們的解決方案

自定義系統(tǒng)配置

BMS測(cè)試系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)使客戶能夠使用參數(shù)化電芯模型和觸發(fā)系統(tǒng)的軟件，將適合其應(yīng)用的測(cè)試環(huán)境組合在一起。

標(biāo)準(zhǔn)化接口意味著系統(tǒng)可以在任何HIL測(cè)試環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。模塊化系統(tǒng)架構(gòu)還允許測(cè)試環(huán)境的后續(xù)擴(kuò)展，因此可以隨時(shí)適應(yīng)新的測(cè)試需求。這里有不同的變體。

電池和BMS開(kāi)發(fā)的每個(gè)步驟的正確解決方案

作為一家成熟的儲(chǔ)能測(cè)試系統(tǒng)制造商，Scienlab對(duì)電池和BMS有很好的了解。除了BMS測(cè)試環(huán)境外，Scienlab還提供廣泛的BMS和電池開(kāi)發(fā)服務(wù)。我們還可根據(jù)要求定制BMS和儲(chǔ)能系統(tǒng)，從開(kāi)發(fā)到使用測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的專有測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。富瑞博Scienlab通過(guò)了DIN ISO 9001:2008認(rèn)證，并根據(jù)ECE和EC法規(guī)以及德國(guó)聯(lián)邦汽車運(yùn)輸局（KBA）的型式認(rèn)證（如有必要）生產(chǎn)產(chǎn)品。

一切從一個(gè)源頭——從理念到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

我們的員工是高標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人工程服務(wù)的保證：

所有產(chǎn)品都是在德國(guó)Bochum工廠開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的——從硬件生產(chǎn)和軟件開(kāi)發(fā)到系統(tǒng)驗(yàn)收。我們對(duì)用戶需求有著深刻的理解。這是在與客戶的持續(xù)對(duì)話中進(jìn)一步發(fā)展的，并形成了產(chǎn)品的基礎(chǔ)，使我們的客戶能夠以大的效率和可靠性執(zhí)行他們的任務(wù)。由此產(chǎn)生的解決方案為我們的客戶提供了決定性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

Scienlab公司BMS測(cè)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介：

•評(píng)估和優(yōu)化現(xiàn)有電池系統(tǒng)和BMS

•針對(duì)特定應(yīng)用選擇和表征合適的電池

•基于Matlab/Simulink的*基于模型的軟件開(kāi)發(fā)和代碼生成，或?yàn)榭蛻舻能浖_(kāi)發(fā)提供軟件環(huán)境

•創(chuàng)建單元模型以在基于模型的開(kāi)發(fā)中實(shí)現(xiàn)

•為BMS開(kāi)發(fā)的各個(gè)方面（硬件和軟件）提供組件、方法和服務(wù)

•在組裝和連接技術(shù)、熱管理、電磁兼容性（EMC）和安全方面，就電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行咨詢和優(yōu)化。

•開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)客戶特定的電池系統(tǒng)和BMS，包括運(yùn)行策略（電池監(jiān)測(cè)和平衡、SOC確定、保護(hù)）

•使用Scienlab電池和BMS測(cè)試環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證

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