BMS hil应该选用什么电池模拟器?

2020-01-13 17:07:21·  作者:富瑞博新能源  
 
电池模拟器,最基本的功能就是可以人为任意设置目标电压值,并且精度稳定,有一定的带负载能力,满足测量要求。BMS采集电芯的电压精度是有要求的;无论是自测,还是客户验收,我们都需要一个比较准的基准源来检测我们的硬件精度,验证是否满足需求,如果使用电池去做为基准源的话,一是调整电压比较麻烦,二是电池的电压会逐渐变化,三是不安全。电池电芯模拟器可以快速分析整个电池模块的深度放电。通过集成的库仑测量,可以验证每个电池的平衡过程。 comemsoBCS结合了高精度电池单元仿真和高分辨率测量技术以及扩展的验证功能

在电池管理系统(BMS)开发过程中硬件在环(HIL)已经成为了主流的开发工具和必要的测试过程。在ISO26262功能安全标准中也明确要求在系统层级进行全面的故障注入和回归测试,这也就是要求了ECU开发团队需要具备精准的环境模拟能力。HIL(Hardware-in-the-Loop)平台可为BMS模拟出电池系统、整车控制器、充电设备等监控对象,从而将对BMS的测试从电池系统实物测试中剥离出来。


HIL测试技术的优势在于: 

1.可安全地模拟出极限或危险的情景(电池过压、过温、短路等),并验证BMS在该情景下有效性。

2.可通过测试用例设计实现对电池系统状态、整车运行状态的快速调整和重复试验,与在实物系统上进行试验相比效率显著提高,成本显著下降。(例如电池系统实验往往需要在指定SOC和温度下进行,若是采用真实的电池系统,仅仅是将系统调整至适宜的SOC和温度都需要耗费大量的时间和成本,而在HIL平台一键即可完成。)

 3.可实现与电池系统同步开发,在电池系统未装配完成之前即可对BMS进行全面的自动化测试,有效缩短了开发周期,也避免了前期在设计错误在开发的末期才得以发现的窘境。

电池模拟器,最基本的功能就是可以人为任意设置目标电压值,并且精度稳定,有一定的带负载能力,满足测量要求BMS采集电芯的电压精度是有要求的;无论是自测,还是客户验收,我们都需要一个比较准的基准源来检测我们的硬件精度,验证是否满足需求,如果使用电池去做为基准源的话,一是调整电压比较麻烦,二是电池的电压会逐渐变化,三是不安全。电池电芯模拟器可以快速分析整个电池模块的深度放电。通过集成的库仑测量,可以验证每个电池的平衡过程。 comemsoBCS结合了高精度电池单元仿真和高分辨率测量技术以及扩展的验证功能

德国Comemso科尼绍BMS电池模拟器BCS2020
BATTERY CELL SIMULATOR COMPACT
1-1

新型紧凑设计电池电芯模拟器

德国Comemso科尼绍BMS电池模拟器BCS2020
允许您在电芯级别上测试电池管理系
统,具有高精度和高动态性。这种虚拟电池单元的电气仿真使您能够实现 BMS 的
安全,可重复和全自动测试。电池模拟器是 BMS 测试系统的核心。此产品信息的
最后几页为您提供了 BMS 测试产品系列的概述以及多种灵活的电池仿真硬件。

BMS, (Battery Management System)电池管理系统,是新能源汽车动力电池系统的重要组成部分。首先它检测收集并计算了电池的实时状态情况,并根据检测值与允许值的比较关系控制供电回路的连接与断开;其次,它可以将采集的关键数据上报给整车控制器和接收控制器的指令,与其他系统协作控制车辆。BMS,电芯类型不一样,对管理系统的要求也并不相同。因此, BMS作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带,能够监控电池组及各电池芯的运行状态,能够有效预防电池组自燃,如果遇到紧急情况提前对驾驶员作出突发事件预警,可有效预防事故发生,保障车辆以及驾驶员安全。
BatteryCell Simulation “virtualbattery”
Battery Management System (BMS)
(1) When using more than 60 batterycells.
(2) Not offered bycomemso.
BMS硬件在环仿真测试系统主要为测试BMS的控制算法、功能验证、故障诊断等提供良好的闭环测试环境。通过HIL仿真测试系统可以快速开发和验证BMS的控制功能和诊断功能,尽早发现BMS 产品在设计和开发过程中存在的各种缺陷,不断完善和提高BMS产品的功能和性能。电池电芯模拟器电池芯模拟器可精准模拟锂离子电池芯,于可靠安全的环境下取代电池芯,测试电池管理单元(BMU) 或子系统的电池芯量测单元(CSC),适合应用于电动汽车及储能电池相关的领域。

电池电芯电压范围0.01 ̷ 8V;电流可达 5A
*电压精度+/- 500μV
*主动和被动平衡
电流测量范围+/- 4.9A
库仑测量(充电/放电)
集成故障模拟
兼容CAN总线或EtherCAT通信100?MBit/s 单台架可达144个电芯, 共200 个电芯
可拓展系统,提供更多定制化选择
高达 3 年质保BATTERY CELL SIMULATOR COMPACT


 
电池模拟器的通用功能特点

HIL 仿真测试为电子控制单元(ECU)的控制算法及功能开发提供了良好的闭环测试环境,为产品全方位验证提供有效支持。通过 HIL 仿真测试系统可以快速验证ECU控制功能,提早排除可能存在的故障,完善所设计开发的系统产品。汽车制造商应对增长的 ECU测试需求的唯一途径是高效地创建测试和自动化执行测试。HIL仿真测试作为一种可行的测试手段,可以在“虚拟车辆”中对控制器进行大量测试,而无需真实的车辆。HIL测试系统可模拟驾驶员、车辆及其工作环境,因而是自动测试 ECU 的一种理想实验室工具。

灵活的电压源和电流负载调整
德国Comemso科尼绍BMS电池模拟器BCS2020
电池电芯模拟器可以对BMS进行高精度功能测试。每个电池都有一个电子负载,可用于主动和被动平衡。这个恒定电流吸收器可以产生高达4.5A的电流(取决于所选的功能)。即使在3米长的电缆上,ComemsoBCS电池电芯模拟器也能直接在BMS测试对象上提供所有精度。BATTERY CELL SIMULATOR COMPACT
故障模拟和电流测量
每个单元提供故障模拟,用于产生短路,电缆断裂和极性变化(反极性)。每个单元输出还包括高精度电流测量系统。这种市场创新使BCS能够检测平衡电流以及每个电池的漏电流,例如在一个关闭的BMS。
这样,德国科尼绍电池电芯模拟器可以快速分析整个电池模块的深度放电。通过集成的库仑测量,可以验证每个电池的平衡过程。 comemsoBCS结合了高精度电池单元仿真和高分辨率测量技术以及扩展的验证功能。通过CAN或EtherCAT进行通信,即使在> 120个电池时也能进行高性能测量和高动态控制。
模块化设计
具有可扩展和不同功能的模块化设计。德国科尼绍电池电芯模拟器
虚拟电池
集成库伦和漏电测量
BCS 紧凑滑入式设计
每轨可达12个电池电芯module.
紧凑型电源
大版本
*4 个HU
*最多5A ,12个BCS模块
小版本
*2 个HU
*最多3A ,5个BCS模块

技术参数
通信: CANbus/EtherCAT
温度范围: 实验室常规温度
连接器:115V/230V或CEE3x16A
集成的紧急停机管理
隔离单元/通信: 2kV
隔离单元/ 电芯: 60V
电芯总数: 12到200
每个机架最多可模拟144个电芯单元德国科尼绍电池电芯模拟器
简单来说我们可以认为MIL(Model-in-the-Loop)是基于虚拟ECU和虚拟被控对象的测试,HIL是基于真实ECU和虚拟对象的测试,而系统台架测试是基于真实ECU和真实被控对象的测试。所以搭建HIL平台的关键在于如何有效构建出虚拟的被控对象、以及与应用环境的交互关系。MIL采用的虚拟被控对象是利用数字信号与BMS进行交互,而HIL的虚拟对象需要通过真实的物理信号与BMS硬件连接,因此我们可以将虚拟被控对象大致分为三部分:逻辑控制和通信部分、系统高压部分、单体电池部分,同时这三部分分别与主控单元(BMU)、高压单元(HVU)、从控单元(LECU)的功能也有着较高程度的重合。所以即使是分阶段逐步搭建HIL也是可行的。
BMU的硬件在环平台搭建是最为重要的部分。主要可以分为:硬件环境接口、故障注入、被控对象模型、以及测试界面和测试管理软件四个部分。

硬件环境接口包括对Power supply、Relay Control、HVIL、Crash signal、CC、CP、CAN通信、温度采集等功能的模拟。通过可编程电源、模拟量板卡、数字量板卡、PWM板卡、CAN通信板卡等实现。
我们需要通过故障注入试验来验证BMU可以在系统出现异常,或传感器、执行器出现故障的情况下维护电池系统安全。其中有一部分故障可以通过设定模型参数实现,还有一部分需要通过故障注入模块实现。这些故障包括线路的对电源、对地短路,线束之间的短路等。故障的注入可以通过测试用例设计自动完成也可以通过手动故障注入面板BOB(Break Out Box)手动注入故障。
技术参数总览.
库仑电流测量
如果您有高频率的电流测量,但主机PC的采样率较低,需要进行这些测量,则会丢失重要信息,例如: 用于验证您的平衡算法。德国科尼绍电池电芯模拟器
为了最大限度地减少这种情况,BCS卡的“扩展”版本具有当前值的内部集成,
每110μs测量一次。 总和加上500个测量值(= 55ms)。 使用校准数据将该总和转换为物理值,然后通过CAN总线读出(CAN消息中的标志“库仑测量(NewValue)”设置为TRUE,并在CAN传输后返回FALSE)。
库仑电流测量原理的描述
(充电/放电测量)


技术参数(1)
样品时间:110μs
CAN分辨率:1/10000mC
测量范围: +/-3A
平均: 无平均,通过积分计算
硬件过滤器:
(baseboard rev.7.2.6):100 R, 47nF =29μs


每个单元的集成故障模拟

1.连接不同电池到BMS
原因:
错误序列接到BMS控制器接头
2.一个电池短路.
原因:
电池缺陷或电池控制器故障
3.电池极性
原因:
错误接线
BMS测试系统可通过进一步的绝缘失效,测量和仿真来扩展。

Overview of “Battery Cell Simulator Compact“-variants:
freeboard comlogo
富瑞博国际有限公司,凭借与世界知名科学仪器制造商之间的战略合作关系,以及不断优化的公司自身运作和服务质量,每年都为数以千计的客户提供产品和服务。核心业务是为国内企业提供加工、测试设备的供应服务,公司客户涵盖制造、科研、教育、能源、通信等众多领域。创业至今,富瑞博国际有限公司已经成为国内机械设备、仪器仪表行业中最知名的综合服务供应商之一。德国科尼绍电池电芯模拟器
随着新能源汽车行业的发展,富瑞博国际致力于推进新能源汽车充电测试、电力转换和电池技术的发展,通过与国际一流设备厂家的合作,提供最先进的测试设备和测试系统,在提高新能源汽车测试性能和解决测试难题的道路上不断前进。
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