动力电池自动化测试系统总体方案样本.doc

动力电池自动化测试系统
总体方案

湖北德普电气股份有限公司
( 、 3276513)

第一部分: 模组来料OCV检测系统方案
一、 简述
本系统首先导入模组出厂数据到本地数据库, 测试时经过条码扫描枪读取电池包的条码信息, 按照预设好的测试方案, 经过CAN总线读取BMS的电池OCV信息, 并将电池OCV信息与出厂数据进行比对, 按照预设的条件进行产品合格判定。并把相关信息记录在数据库中, 同时将不合格结果进行标签打印。
二、 组成
模组来料OCV检测系统主要由以下设备组成, 系统原理框图如图1所示。
1) 研华工控机
2) Honeywell条码扫描枪
3) NI PCI CAN通讯卡
4) 明纬开关电源
5) NI PCI I/O板卡
6) Zebra标签打印机
7) 扫描枪伺服系统
8) 附属组件

图1 模组来料OCV检测系统原理框图
三、 功能实现技术方案

图2 来料OCV检测系统示意
模组来料OCV检测系统由工控机经过软件进行设备集成。用户登录后, 根据权限编写测试流程, 测试流程包含扫描枪伺服系统的控制、 DBC文件的选择、 不合格条件的设定等, 并将测试流程与条码进行模糊绑定。
在进行具体测试过程中, 当完成线束连接后, 能够点击启动按钮, 模组来料OCV检测系统自动按照测试方案驱动扫描枪伺服系统, 扫描枪到预设位置后读取相应的条形码填入对应位置。条形码读取完毕后自动从数据库中搜索电池的相应出厂OCV值, 并根据DBC文件, 自动经过PCI CAN通讯卡读取并解析相应的电池OCV信息, 按照预设的判定条件进行结果判定。完成测试后, 将不合格的测试结果按照预设格式进行打印。同时出于满足手动调试的需要, 所有的操作均能够单步手动操作。
工控机内安装PCI接口的CAN通讯卡、 I/O板卡。工控机经过PCI I/O板卡控制的接触器对BMS上电、 下电控制。工控机经过PCI CAN通讯卡与BMS进行通讯, 完成数据的读取与解析。按照功能划分, 软件具备如下功能:
3.1 人机界面
提供用户的登入登出、 新用户的建立、 管理等功能。软件提供了测试流程的编辑、 检查、 载入等功能。并提供测试方案的启动、 停止、 暂停、 回复等按钮, 用于测试流程控制。软件提供了电池条码信息、 接触器状态、 BMS信息、 测试流程的状态等信息。界面大致如下:

图3 模组来料测试系统主界面示意图
3.2 测试流程控制
软件能根据预先编制好的测试方案, 按照用户的命令启动测试方案, 并能按照测试方案自动的执行测试流程, 并完成结果判定。

图4系统及流程
3.3 数据存储、 管理、 查询功能
记录用于对电池包设备的OCV测试信息, 并存储在数据库中, 并提供查询界面, 用于用户查询。

图5 数据管理功能示意
3.4 标签打印
经过以太网接口, 将电池包的测试结果按照定制好的格式用标签打印机打印出来, 粘贴在流程卡上, 便于直接查看电池包状态。
打印格式由客户定制。
四、 接口及形式
u 对MES的以太网通讯接口
u 对电池包的CAN通讯接口
u 对电池包的12VDC电源接口
第二部分: 绝缘测试系统方案
一、 简述
本系统经过条码扫描枪读取电池包的条码信息, 按照预设好的测试方案, 依次闭合电池包引线与耐压测试仪之间的连线, 并启动高压绝缘测试仪对电池包进行绝缘测试, 并根据测试结果进行产品合格判定。并把相关信息记录在数据库中, 同时将结果进行标签打印。
二、 组成
绝缘测试系统主要由以下设备组成, 系统原理框图如图1所示。
1) 研华工控机
2) Honeywell条码扫描枪
3) Chroma 绝缘耐压测试仪
4) NI PCI I/O板卡
5) Zebra标签打印机
6) 附属组件

图1 绝缘测试系统原理框图
三、 功能实现技术方案
绝缘测试系统由工控机经过软件进行设备集成。用户登录后, 根据权限编写测试流程, 测试流程包含绝缘耐压仪的参数设定、 辅助接触器的闭合与断开、 绝缘测试的启动停止、 绝缘测试结果的判定条件等, 并将测试流程与条码进行模糊绑定。
在进行具体测试过程中, 当完成线束连接后, 能够点击启动按钮, 绝缘测试系统自动按照测试方案闭合对应的接触器、 完成对绝缘耐压仪参数的设定后, 自动启动绝缘耐压仪对电池包进行绝缘测试, 并将测试结果按照预设好的条件进行判定。完成测试后, 将测试结果按照预设格式进行打印。同时出于满足手动调试的需要, 所有的操作均能够单步手动操作。
工控机内安装PCI接口的I/O板卡。工控机经过PCI I/O板卡控制的接触器实现对绝缘耐压仪输出正对电池包主正、 电池包主负、 MSD In、 MSD Out引线的互锁与切换, 并利用接近开关及PC I/O板卡判定线束是否在位, 进行操作命令的锁定。工控机经过RS232口实现对绝缘耐压仪参数的传递、 启停的控制等功能。按照功能划分, 软件具备如下功能:
3.1 人机界面
提供用户的登入登出、 新用户的建立、 管理等功能。软件提供了测试流程的编辑、 检查、 载入等功能。并提供测试方案的启动、 停止、 暂停、 回复等按钮, 用于测试流程控制。软件提供了电池条码信息、 接触器状态、 绝缘耐压仪状态及信息、 测试流程的状态等信息, 用于用户掌握绝缘测试系统的实时状态。

图2 测试流程设置示意
3.2 测试流程控制
软件能根据预先编制好的测试方案, 按照用户的命令启动测试方案, 并能按照测试方案自动的执行测试流程, 并完成结果判定。

图3 结果判定示意
3.3 数据存储、 管理、 查询功能
记录用于对电池包设备的绝缘耐压测试信息, 并存储在数据库中, 并提供查询界面, 用于用户查询。
查询方式同第一部分。
3.4 标签打印
经过以太网接口, 将电池包的测试结果按照定制好的格式用标签打印机打印出来, 粘贴在流程卡上, 便于直接查看电池包状态。
四、 接口及形式
u 对MES的以太网通讯接口
u 对电池包的耐压测试接口
u 对电池包的12VDC电源接口
u 第三部分: 软件刷写测试系统方案
一、 简述
本系统经过条码扫描枪读取电池包的条码信息, 控制电源对设备上电后, 调用预设好的用户程序完成对电池包的控制器应用层程序的刷写, 刷写完成后控制电源重新对电池包BMS上电, 检查确认系统基本参数, 并将物流信息写入控制器中。并把相关信息记录在数据库中, 同时将结果进行标签打印。
二、 组成
软件刷写测试系统主要由以下设备组成, 系统原理框图如图1所示。
1) 研华工控机
2) Honeywell条码扫描枪
3) NI PCI CAN通讯卡
4) 明纬开关电源
5) NI PCI I/O板卡
6) Zebra标签打印机
7) 附属组件

图1 软件刷写测试系统原理框图
三、 功能实现技术方案
软件刷写测试系统由工控机经过软件进行设备集成。用户登录后, 根据权限编写测试流程, 测试流程包含选择需要刷写的用户程序、 用于解析BMS协议的DBC文件、 系统基本参数的合理性的判定条件、 需要写入的物流参数的设定, 并将测试流程与条码进行模糊绑定。
在进行具体测试过程中, 当完成线束连接后, 能够点击启动按钮, 软件测试系统自动完成软件的刷写、 BMS的重上电、 系统基本参数的判定、 物流参数的写入等功能, 完成测试后, 将测试结果按照预设格式进行打印。同时出于满足手动调试的需要, 所有的操作均能够单步手动操作。
工控机内安装PCI接口的CAN通讯卡、 I/O板卡。工控机经过PCI I/O板卡控制的接触器对BMS上电、 下电控制。工控机经过PCI CAN通讯卡与BMS进行通讯, 完成程序刷写、 系统基本参数读取、 物流参数的写入等功能。按照功能划分, 软件具备如下功能:
3.1 人机界面;
提供用户的登入登出、 新用户的建立、 管理等功能。软件提供了测试流程的编辑、 检查、 载入等功能。并提供测试方案的启动、 停止、 暂停、 回复等按钮, 用于测试流程控制。软件具备电池包基本参数显示、 刷写过程显示、 物流参数显示等, 提供刷写过程中的一些必要信息。
操作名称
快捷操作
功 能
载入

载入方案
启动

启动运行
停止

停止运行
暂停

暂停运行
恢复

恢复运行

3.2 测试流程控制
软件能根据预先编制好的测试方案, 按照用户的命令启动测试方案, 并能按照测试方案自动的执行测试流程, 并完成结果判定。
3.3 数据存储、 管理、 查询功能;
记录用于对电池包设备的操作信息, 并存储在数据库中, 并提供查询界面, 用于用户查询。
查询功能同第一部分。
3.4 标签打印;
经过以太网接口, 将程序的刷写结果与电池包的测试结果, 按照定制好的格式用标签打印机打印出来, 粘贴在流程卡上, 便于直接查看电池包状态。
打印内容用户定义。
四、 接口及形式
u 对MES的以太网通讯接口
u 对电池包的CAN通讯接口
u 对电池包的12VDC电源接口
第四部分: 电池包EOL测试系统方案
一、 简述
电池包EOL综合测试系统是针对当前电池Pack测试过程自动化程度较低, 记录分析能力较差的问题, 开发的一种全智能化测试平台。将电池充放电测试、 电池安规检测、 电池参数测试、 BMS测试、 辅助功能测试等多种功能, 经过设备集成的方式, 实现整个工作流程全智能化、 自动化, 以达到减少操作人员、 提高测试效率的目的。测试范围包含电池本体及相关辅件、 BMS系统等。
二、 功能、 组成
2.1 测试功能
EOL系统的主要测试功能及分配如下表所示。
表1 EOL系统测试功能及分配列表
序号
测试阶段
功能名称
充放电测试仪
PACK自动测试仪
1
静态测试
BMS初始化测试

●
2
基本参数检查

●
3
绝缘检测功能测试

●
4
BMS系统均衡功能测试

●
5
总电压、 电流精度测试

●
6
开路电压测试

●
7
充电状态指示电路测试

●
8
充电连接状态电路测试

●
9
水泵控制电路测试

●
10
慢充回路测试

●
11
快充回路测试

●
12
主输入/输出回路测试

●
13
动态测试
脉冲充放电测试
●

14
电芯组压差测试
●

15
温升、 温差测试
●

16
直流内阻测试
●

17
容量测试
●

18
SOC状态调整
●

注: 开路电压测试根据精度要求不同, 可用充放电测试仪或仪表进行测试
2.2 组成
EOL综合测试平台主要由以下设备组成, 系统原理框图如图1所示。
1) 充放电测试仪
2) Pack自动测试柜
3) 研华工控机( 含触摸屏显示器等)
4) 可编程五位半高性能数字万用表
5) 标准电阻模块
6) NI PCI CAN通讯卡
7) NI PCI AI/DI/DO接口板卡
8) NI cDAQ数采板卡
9) Honeywell条码扫描枪
10) 标签打印机
11) 线束在位传感器
12) 明纬开关电源
13) 附属组件
如图1所示, EOL综合测试系统主要由上位机、 充放电测试仪及Pack测试柜组成, 其中PACK自动测试柜主要包含工控机、 五位半高性能数字万用表、 NI cDAQ数采板卡和标准电阻模块等。

图1 EOL系统原理图
三、 功能实现技术方案
3.1 总体设计方案
电源系统EOL综合测试平台主要由上位机、 充放电测试仪及Pack自动测试柜组成, 总体设计方案如下:
3.1.1 上位机方案
上位机作为系统控制中心, 完成人机界面功能、 工艺流程编制及指令的下发、 数据显示和保存等功能。设计方案如下:
a) 上位机硬件方案
上位机采用研华工控机, 其硬件配置不低于下列要求:
1) CPU: Intel 双核3.0G 以上 Dual core above 3.0GHZ
2) 硬盘: ≥1T GB Hard drive above 1TGB
3) RAM: ≥4 GB
4) 有相应的接口与电池测试系统通讯, PCI插槽≥2通道, RS232接口≥1通道。
PCI SLOT >=2 Channel, RS232 Connector >=1Channel
5) 键盘: US-ASCII Keyboard: US-ASCII
6) 鼠标: Mouse USB
7) PCI网卡: 100MB/10MB PCI Network adapter 100MB/10MB
8) 显示器: 19英寸及以上彩色触摸屏显示器。
b) 上位机软件方案
按照功能划分, 上位机软件具备如下功能:
1) 人机界面;
提供用户的登入登出、 新用户的建立、 管理等功能; 软件提供了测试流程的编辑、 检查、 载入等功能; 并提供测试方案的启动、 停止、 暂停、 回复等按钮, 用于测试流程控制; 系统软件能导入国际标准DBC文件, 便于与BMS对接, 并解析各种基本参数在主界面显示; 软件具备电池包基本参数显示、 测试过程显示、 测试过程实时数据显示等, 能够实时显示测试柜每一步骤的电压、 电流、 时间、 容量、 电池表面温度、 能量等参数。
2) 测试流程控制
软件能根据预先编制好的测试方案, 按照用户的命令启动测试方案, 并能按照测试方案自动的执行测试流程, 并完成结果判定; 同时具备测试流程的保存、 再修改功能, 软件提供电池性能测试的典型例程库, 用户可对其进行调用、 编制、 添加、 另保存等操作, 并可按新保存的测试流程对电池Pack包进行自动测试试验。
除自动进行测试流程外, 软件可手动进行单项测试; 且能经过软件手动断开、 闭合各继电器及12V电源, 进行手动控制继电器的通断, 方便系统调试。
测试过程中, 测试流程的跳转、 终止等过程控制值能够是循环次数和电流、 电压、 时间、 温度及其任意组合参量。同时, BMS经过CAN上传的单体电压、 温度等参量作为试验程序控制的终止值, 参与测试流程的控制。
软件具有过压、 欠压、 过流、 过容量、 过功率等保护功能。
当出现死机情况时, 失去对上位机的控制后, 下位机可按照运行的程序继续自动运行, 重新启动控制上位机后, 数据能够不间断衔接。
3) 数据存储、 管理、 查询、 显示功能
所有测试实时数据以及结果保存在上位机数据库中, 并提供查询界面, 用于用户查询、 调用, 且可提供试验数据后处理、 分析的功能。
数据记录通道可任意选择, 试验数据以电流、 电压、 时间、 温度及其任意组合的参量进行记录, 并存储在硬盘中或以图形的方式进行显示、 打印, 能够同时刻坐标轴记录及显示BMS发送的CAN总线信息。
提供试验数据的实时跟踪曲线并能够在测试结束后进行回放, 曲线的参量能够是电流、 电压、 时间、 温度及其任意组合参量。
4) 数据保存与MES系统交互
所有刷写记录及各种参数可保存到与电池包编号对应的文件中, 系统定期自动进行数据备份。能与MES进行信号交互, 告知刷写是否完成, 测试是否经过等。
5) 标签打印
经过以太网接口, 将电池包编号、 软件版本号、 测试结果是否合格等信息, 按照定制好的格式用标签打印机打印出来, 粘贴在流程卡上, 便于直接查看电池包状态。
3.1.2 充放电测试仪方案
3.1.2.1 功能及技术指标要求
充放电测试仪作为功率、 电压、 电流可控制的电子负载, 对各种汽车动力电池( 铅酸、 镍氢、 锂离子、 超级电容等) 进行充放电测试, 并能够将电池的放电能量直接回馈到电网。充电测试仪技术指标见表2所示。
表2 充放电测试仪技术指标
指标项目
指标参数
电压输出范围
20~+500V
电流输出范围
单通道-500A~+500A
输出总连续功率
单通道150kW( 无时间限制)
电流响应时间
0-100% ≤20ms
电流转换时间
-100%-100% ≤30ms, 无超调
电压控制精度
≤±0.1% F.S.R
电压测量精度
≤±0.1% F.S.R
电流控制精度
≤±0.1% F.S.R
电流测量精度
≤±0.1% F.S.R
系统分辨率
电压±10mV, 电流±20mA
数据采集最小时间间隔
10ms
时间精度
≤±1s/24h
电压纹波
≤0.5% F.S.
电流纹波
≤1% F.S.
通讯方式
支持CAN、 以太网通讯, 可与BMS、 环境仓、 温度及流量控制系统等实现数据对接与控制
冷却方式
强制风冷
控制程序
循环次数
9999
可编程步骤
9999
最短步长
10ms
可编程参数
包括电流、 电压、 功率、 负载阻抗、 持续时间
循环嵌套
最大支持5层
在线修改程序
在程序运行的过程中可对正在运行的程序进行修改
编程特点
每工步能够有一个或者多个出口, 具备”goto”功能
工作模式
恒流充放电
截止条件: 电压、 电流、 时间、 容量、 功率、 能量、 单体电压、 单体温度及扩展变换的衍生数值等。
恒压充电
恒功率充放电
恒阻充放电
电流脉冲充放电
斜坡充放电
搁 置
时间截止
数据展现方式
项目列表
有项目名称及测试结果
明细列表
有记录序号、 累计时间、 电压、 电流、 能量、 功率、 单体温度、 单体电压, 及各类系统设备数据
数据导出方式
数据能够导出csv等文件格式
曲线种类
X坐标: 总时间、 序号、 电流、 电压、 容量、 功率、 能量等
Y坐标: 电压、 电流、 容量、 能量、 功率、 单体电压、 单体温度等
功能测试范围
电池组工况模拟试验;
电池组循环寿命试验;
电池组容量、 能量试验;
电池组充/放电特性试验;
电池组脉冲充/放电特性试验;
电池组荷电保持能力试验;
电池组充放电效率试验;
电池组过充、 过放承受能力试验;
单体温度特性试验;
单体电池电压试验;
工况模拟测试
可根据储能电站工况数据自动转换为测试程序, 工况数据能够是功率-时间或电流-时间
输入交流电源
380V±15%三相五线制, 频率 50Hz±2Hz
电能质量(对电网的影响)
输入侧功率因数
＞98%
输入侧电流谐波( THD)
≤3%
能量回馈90%以上( 额定工况)
采用IGBT-PWM控制技术, 放电能量高品质回馈电网, 对电网无污染
整机效率
>90%( 额定工况)
设备噪声
≤75dB
外形尺寸( 高×长×宽)
≤ mm× mm×1200mm
重量
≤4000kg
3.1.2.2 设备技术方案
充放电测试仪由工艺控制单元、 主回路单元及测试仪主控单元组成, 各组成单元的方案如下。
a) 工艺控制单元
由于系统要求上位机脱机后, 系统仍能够保持运行, 因此工艺控制设备采用高端ARM芯片CorTex-M3作为控制核心。
主要功能包括:
l 经过以太网接收上位机编制的工艺文件和起停控制指令;
l 根据工艺文件, 进行化成工艺解析, 按步骤控制充放电组件运行。
l 增加支持上位机离线后, 对检测数据的保存功能;
l 开发设计高速记录, 能到达最快10ms记录的功能, 设计多级缓冲机制;
l 支持告警。
b) 主回路单元
主回路单元由升压变压器, 输入滤波电路, 高频整流单元, 斩波单元和输出滤波单元组成。如下图所示

图2 主回路电气拓扑图
交流输入三相四线380VAC, 经过升压变压器将输入电压升高, 经过高频整流后, 输出直流母线电压, 再经过斩波满足输出直流电压的需求。
输入滤波电路由变压器的自身的电感量, 输入滤波电容, 进线电抗器组成的LCL滤波器, 能够有效地减少电流中的高次谐波成分, 同时, 在低于谐振频率时, LCL滤波器能够看成是两个电感之和的L滤波器, 而且比L滤波的电感值小。
高频整流单元采用IGBT进行PWM控制, 可实现能量的双向流动。
斩波单元采用IGBT进行PWM控制, 实现输出直流电压调节。
输出滤波单元采用LCL滤波器。
c) 测试仪主控单元
主控制单元由MCU板、 采样/接口板、 主/从驱动板组成, 控制电路结构如下图所示。

图3 控制电路结构图
MCU板采用以TMS320F2812为控制核心, 主要完成PWM整流和斩波控制算法的计算、 各种数据采集和处理、 PWM信号生成、 系统软件保护及通讯等功能。
采样/接口板完成主回路电压、 电流信号的采样、 滤波处理, 并送至MCU板, 作为控制反馈量; 同时对MCU板输出的PWM信号进行分配、 处理, 输出至IGBT驱动板, 具有PWM信号直通、 故障封锁保护等功能。。
主/从驱动板完成高频整流单元和斩波单元功率器件IGBT的驱动, 每一个驱动板驱动2个IGBT桥臂, 输入为PWM信号, 反馈故障信号。
3.1.3 Pack自动测试柜方案
Pack自动测试柜主要包含工控机、 五位半高性能数字万用表、 NI cDAQ数采板卡和标准电阻模块等。
a) Pack测试工控机
Pack测试工控机主要完成与上位机的通讯、 对各个功能模块控制指令的发送、 对各模块测试数据的收集、 上传等功能。根据上位机的试验工艺指令, 经过PCI DI/DO接口卡控制相应继电器的通断来控制对应功能模块的投入/切除, 并以通讯的方式下发测试指令给对应的功能模块, 使功能模块按照上位机的试验工艺指令进行相应项目的测试, 待测试项目完成后, 读取测试结果并上传至上位机, 供上位机分析、 处理、 显示和保存等。
b) 五位半多功能电表
五位半多功能电表对电池Pack的开路电压进行高精度测量, 并以通讯的方式传输到控制系统进行数据的显示及保存。
c) NI数采板卡
NI数采板卡经过外接高精度电流传感器, 对试验主通道的电流进行测量。
d) 标准电阻模块
标准电阻模块用于BMS的绝缘检测功能的测试。该模块配置多路固定阻值的高精度电阻, 各路之间相互独立, 根据测试流程, 经过继电器对电阻支路进行切换, 实现对绝缘检测功能的测试。
标准电阻模块中配置1000k、 500k、 100k电阻各一个, 工作电压大于500V, 精度0.5%。
e) 结构方案
整体设计采用模块化设计方法, 根据产品的需求, 配置相应的模块, 灵活方便。
3.2 具体功能实现方案
1) 信息化配置管理
针对车间流水线作业的产品, 本系统经过智能化的配置, 使得每个产品可具备唯一、 可查的标识, 实现产品生产过程的可追溯性。配置界面如下图所示:

图4 设备配置窗口
设备名称-----用户自定义使用设备的名称, 如通道1;
设备类型-----该测试仪的型号, 如BTS500V/500A;
电池条码-----每个通道配置一台扫码枪, 经过通讯接口与下位机相连, 下位机扫码后上传至上位机, 条码信息保存在电池条码信息中;
数据备注------电池信息的一些补充说明, 如操作人员、 电池型号规格等。
所有电池信息会随工艺执行信息等一起保存至数据库中, 并可经过不同的检索条件进行信息的检索。如下图所示:

图5 记录查询窗口
2) BMS上电测试
系统经过Pack自动测试柜给BMS系统提供12V电源, 从供电时刻开始计时, 到Pack自动测试柜接收到CAN 通讯发出第一帧有效报文的时间结束, 判断初始化时间是否在合格范围内, 并上传测试结果、 记录数据。原理图如下图所示。

图6 BMS上电测试原理图
3) 基本参数检查
实现方法: 系统经过CAN总线, 读取BMS系统的电芯组电压、 温度、 电池包总压、 电芯组累积电压与电池包总压差值、 绝缘状态、 SOC 、 压差、 温差、 最高电压及位置、 最低电压及位置、 故障报警DTC、 HVIL、 软件版本等状态信息, 显示正常即为经过, 否则为不经过。
原理图同BMS上电测试原理图。
4) 绝缘检测功能测试
利用标准电阻模块对BMS系统绝缘检测功能进行测试。系统经过控制继电器的通断来控制并入的测试电阻( R1、 R2) , 及控制主正/主负对地之间的切换。在测试过程中, 标准电阻模块中三种阻值的标准电阻分别并入”主正对地”和”主负对地”之间, 根据并联不同的电阻值, BMS系统绝缘检测模块检测出相应的结果, 同时BMS系统将该结果经过CAN总线上传至Pack测试工控机, 记录相关信息。绝缘检测功能测试原理图如下图所示。

图7 绝缘检测功能测试原理图
5) BMS系统均衡功能测试
实现方法: 系统经过CAN总线发送相应的指令给BMS系统, 打开其均衡功能, 并读取BMS系统对应的反馈值, 显示正常即为经过, 否则为不经过。
原理图同BMS上电测试原理图。
6) BMS系统电压测量精度测试
利用五位半多功能电表对电池包总电压进行高精度测量。
该测试实现方法: 将电池Pack的输出端口经过高压测试线束引入Pack自动测试柜, 利用五位半多功能电表进行测量电池包总电压U1, 并经过CAN总线读取BMS系统反馈的电池包总电压U2, 同时根据BMS系统反馈的各电芯组电压, 累积计算出电池包总电压U3, 比较U1、 U2、 U3相互之间的差值, 差值不允许超过给定范围, 满足要求即为经过, 否则为不经过。BMS系统电压测量精度测试原理图如下图所示。

图8 BMS系统电压测量精度测试原理图
7) BMS系统电流测量精度测试
利用NI数采板卡对电池包充放电过程中的输入输出总电流进行高精度测量。
该测试实现方法: 将电池包充放电主回路的电流经过高精度电流传感器引入Pack自动测试柜中。在充放电过程中, 利用柜内的NI数采板卡对该电流进行实时测量, 同时经过CAN总线读取BMS系统反馈的充放电电流实测值, 并计算两者之间的差值, 差值不允许超过给定范围, 满足要求即为经过, 否则为不经过。
8) 充电状态指示电路测试
实现方法: 经过低压线束将充电状态指示灯测试端口引入Pack自动测试柜中, 利用多功能电表对该测试端口的电平进行测试, 结果满足要求( 一般电压为12V) 即为经过, 否则为不经过。
9) 充电连接状态电路测试
实现方法: 经过低压线束将充电连接状态电路测试端口引入Pack自动测试柜中, 利用多功能电表对该测试端口的电平进行测试, 当充电枪可靠连接后, 充电枪连接状态指示灯信号将被点亮, 此时测试端口为高电平。在测试过程中, 系统首先模拟出充电枪可靠连接状态信号, 然后对该测试端口的电平进行测量, 结果满足要求( 一般电压为12V) 即为经过, 否则为不经过。
10) 水泵控制电路测试
实现方法: 经过低压线束将水泵控制电路测试端口引入Pack自动测试柜中, 利用多功能电表对该测试端口的电平进行测试, 当系统发出水泵控制信号后, BMS系统将相应的给水泵控制器提供12V电源。在测试过程中, 系统首先模拟发出水泵控制信号, 然后对该测试端口的电平进行测量, 结果满足要求( 一般电压为12V) 即为经过, 否则为不经过。
11) 慢充回路测试
利用多功能电表检测电池包总电压实现慢充回路的测试。实现方法: 系统模拟发送慢充指令给BMS系统, 此时BMS系统闭合慢充回路继电器, 利用多功能电表检测电池包的总电压, 测量结果满足要求( 电压在正常范围内, 且正负极无接反) 即为经过, 否则为不经过。
12) 快充回路测试
利用多功能电表检测电池包总电压实现快充回路的测试。实现方法: 系统模拟发送快充指令给BMS系统, 此时BMS系统闭合快充回路继电器, 利用多功能电表检测电池包的总电压, 测量结果满足要求( 电压在正常范围内, 且正负极无接反) 即为经过, 否则为不经过。
13) 主输入/输出回路测试
利用多功能电表检测电池包总电压实现主输入/输出回路的测试。实现方法: 系统模拟发送主回路继电器闭合指令给BMS系统, 此时BMS系统闭合主回路继电器, 利用多功能电表检测电池包的总电压, 测量结果满足要求( 电压在正常范围内、 正负极无接反, 且系统无异常故障码DTC出现) 即为经过, 否则为不经过。
14) 脉冲充电测试
实现方法: 充放电测试仪根据充放电工艺对电池Pack进行脉冲充放电测试, 记录充放电过程中时间、 电压、 电流等实时信息, 同时以时间、 电压、 电流数据计算相应的衍生函数量, 并以通讯的方式传送给上位机管理系统进行数据的整合显示并保存。
充放电工艺流程: 10s大电流放电( 最大为约400A) -> 50s放电( 小电流) -> 10s大电流充电( 一般不大于200A) -> 50s充电( 小电流) ; 脉冲次数: 连续循环两次。
15) 电芯组压差测试
电芯组压差测试在脉冲充放电测试过程中同步进行, 需计算脉冲充放电测试前、 过程中、 结束2分钟后三个阶段的电芯组压差值。
实现方法: 在脉冲充放电测试前、 过程中、 结束2分钟后三个阶段, 系统经过CAN总线分别读取BMS系统检测的电芯组最高电压U1和最低电压U2, 并计算出U1、 U2之间的差值, 结果满足要求即为经过, 否则为不经过。其中脉冲测试过程中, 需实时读取BMS系统检测值, 并计算压差。
16) 温升、 温差测试
各温度传感器的温升、 温差测试在脉冲充放电测试过程中同步进行。
实现方法: 在进行脉冲测试的过程中, 实时记录并计算每个分步阶段、 每个温度传感器的温度值及温升值; 计算两次脉冲过程中各自所达到的最高温度, 及该最高温度点时刻各温度传感器之间的温差; 计算最低、 最高温度均值, 分别计算最低、 最高温度与温度均值之间的差值, 结果满足要求即为经过, 否则为不经过。
17) DCR测试
电池包直流内阻的测试在脉冲充放电测试过程中同步进行。
实现方法: 先对电池进行小电流( 可设置为0) 恒流放电( 或充电) 几秒钟(t11), 在快结束时刻(t12)记录此时的电压电流U1、 I1; 再对电池进行大电流放电( 或充电) 几秒钟(t21), 在快结束时刻(t22)记录此时的电压电流U2、 I2, 在具体测试过程中, t11、 t12、 t21、 t22、 I1、 I2能够根据实际需求自由设置。根据所记录的电流、 电压值能够计算出电池直流内阻Rdc=(U1-U2)/(I1-I2), 计算结果满足要求即为经过, 否则为不经过。
18) 容量测试
实现方法: 系统根据充放电工艺对被测电池包进行充放电测试, 记录充放电过程中时间、 电压、 电流等实时信息, 同时以时间、 电压、 电流数据计算相应的衍生函数量, 比如电池包容量、 功率、 能量等数据。
19) SOC状态调整
实现方法: 针对不同的型号电池包, 自动扫描电池包的条码信息, 根据不同的要求, 对电池包进行充放电试验, 将电池包SOC调整到要求的出厂SOC。

四、 接口及形式
u 对MES的以太网通讯接口
u 对测试仪的以太网通讯接口
u 对扫描枪的USB通讯接口
u 对BMS的电源接口
u 平台输入电源接口
u 电池主动力线接口