1、.動力電池自動化測試系統(tǒng)總體方案湖北德普電氣股份有限公司（3276513）;.第一部分：模組來料OCV 檢測系統(tǒng)方案一、簡述本系統(tǒng)首先導(dǎo)入模組出廠數(shù)據(jù)到本地數(shù)據(jù)庫，測試時通過條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，按照預(yù)設(shè)好的測試方案，通過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(jìn)行比對，按照預(yù)設(shè)的條件進(jìn)行產(chǎn)品合格判定。并把相關(guān)信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將不合格結(jié)果進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成模組來料 OCV 檢測系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。1）研華工控機(jī)2）Honeywell 條碼掃描槍3）NI PCI CAN 通訊卡

2、4）明緯開關(guān)電源5）NI PCI I/O 板卡6）Zebra 標(biāo)簽打印機(jī)7）掃描槍伺服系統(tǒng)8）附屬組件工控機(jī)PCI I/OPCIUSB以太CAN 通板卡道卡通訊口 網(wǎng)口CAN 總線輔助接觸器開關(guān)電源12VDC掃描槍電池包BMS+ -MSDMES標(biāo)簽打印機(jī)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(shù)方案圖 2 來料 OCV 檢測系統(tǒng)示意模組來料 OCV 檢測系統(tǒng)由工控機(jī)通過軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶登錄后，根據(jù)權(quán)限編寫測試流程，測試流程包含掃描槍伺服系統(tǒng)的控制、DBC 文件的選擇、不合格條件的設(shè)定等，并將測試流程與條碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測試過程中，當(dāng)完成線束連接

3、后，可以點擊啟動按鈕，模組來料OCV檢測系統(tǒng)自動按照測試方案驅(qū)動掃描槍伺服系統(tǒng)，掃描槍到預(yù)設(shè)位置后讀取相應(yīng)的條形碼填入對應(yīng)位置。條形碼讀取完畢后自動從數(shù)據(jù)庫中搜索電池的相應(yīng)出廠OCV 值，并根據(jù) DBC 文件，自動通過 PCI CAN 通訊卡讀取并解析相應(yīng)的電池 OCV 信息，按照預(yù)設(shè)的判定條件進(jìn)行結(jié)果判定。完成測試后，將不合格的測試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打印。同時出于滿足手動調(diào)試的需要，所有的操作均可以單步手動操作。工控機(jī)內(nèi)安裝 PCI 接口的 CAN 通訊卡、 I/O 板卡。工控機(jī)通過 PCI I/O 板卡控制的接觸器對 BMS 上電、下電控制。工控機(jī)通過 PCI CAN 通訊卡與 BMS

4、進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)的讀取與解析。按照功能劃分，軟件具備如下功能：3.1 人機(jī)界面提供用戶的登入登出、新用戶的建立、管理等功能。軟件提供了測試流程的編輯、檢查、載入等功能。并提供測試方案的啟動、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測試流程控制。軟件提供了電池條碼信息、 接觸器狀態(tài)、 BMS 信息、測試流程的狀態(tài)等信息。界面大致如下：;.圖 3 模組來料測試系統(tǒng)主界面示意圖3.2 測試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測試方案，按照用戶的命令啟動測試方案，并能按照測試方案自動的執(zhí)行測試流程，并完成結(jié)果判定。連接線束接插件MES網(wǎng)卡工控機(jī)條碼掃描槍模組條碼掃描查找入廠OCV開始測試BMU讀取當(dāng)前OCV數(shù)據(jù)服務(wù)器

5、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)保存CMUCMUCMUCMUCMUCMU斷開線束接插件圖 4 系統(tǒng)及流程3.3 數(shù)據(jù)存儲、管理、查詢功能記錄用于對電池包設(shè)備的OCV 測試信息，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，并提供查詢界面，用于用戶查詢。;.圖 5 數(shù)據(jù)管理功能示意3.4 標(biāo)簽打印通過以太網(wǎng)接口，將電池包的測試結(jié)果按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查看電池包狀態(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)

6、通過條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，按照預(yù)設(shè)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(jìn)行絕緣測試，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品合格判定。并把相關(guān)信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將結(jié)果進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成絕緣測試系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。1）研華工控機(jī)2）Honeywell 條碼掃描槍3）Chroma 絕緣耐壓測試儀4）NI PCI I/O 板卡5）Zebra 標(biāo)簽打印機(jī)6）附屬組件工控機(jī)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(biāo)簽打印機(jī)HV+HV-輔助接觸器電池包+-MSD圖 1 絕緣測試系統(tǒng)原理框圖三、功

7、能實現(xiàn)技術(shù)方案;.絕緣測試系統(tǒng)由工控機(jī)通過軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶登錄后，根據(jù)權(quán)限編寫測試流程，測試流程包含絕緣耐壓儀的參數(shù)設(shè)定、輔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)果的判定條件等，并將測試流程與條碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測試過程中，當(dāng)完成線束連接后，可以點擊啟動按鈕，絕緣測試系統(tǒng)自動按照測試方案閉合對應(yīng)的接觸器、完成對絕緣耐壓儀參數(shù)的設(shè)定后，自動啟動絕緣耐壓儀對電池包進(jìn)行絕緣測試，并將測試結(jié)果按照預(yù)設(shè)好的條件進(jìn)行判定。完成測試后，將測試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打印。同時出于滿足手動調(diào)試的需要，所有的操作均可以單步手動操作。工控機(jī)內(nèi)安裝 PCI 接口的 I/O 板卡。工控機(jī)通過

8、PCI I/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(fù)、 MSD In 、MSD Out 引線的互鎖與切換，并利用接近開關(guān)及 PC I/O 板卡判定線束是否在位，進(jìn)行操作命令的鎖定。工控機(jī)通過 RS232 口實現(xiàn)對絕緣耐壓儀參數(shù)的傳遞、啟停的控制等功能。按照功能劃分，軟件具備如下功能：3.1 人機(jī)界面提供用戶的登入登出、新用戶的建立、管理等功能。軟件提供了測試流程的編輯、檢查、載入等功能。并提供測試方案的啟動、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測試流程控制。軟件提供了電池條碼信息、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

9、 2 測試流程設(shè)置示意3.2 測試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測試方案，按照用戶的命令啟動測試方案，并能按照測試方案自動的執(zhí)行測試流程，并完成結(jié)果判定。;.圖 3 結(jié)果判定示意3.3 數(shù)據(jù)存儲、管理、查詢功能記錄用于對電池包設(shè)備的絕緣耐壓測試信息，并存儲在數(shù)據(jù)庫中， 并提供查詢界面，用于用戶查詢。查詢方式同第一部分。3.4 標(biāo)簽打印通過以太網(wǎng)接口，將電池包的測試結(jié)果按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查看電池包狀態(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)通過條碼

10、掃描槍讀取電池包的條碼信息，控制電源對設(shè)備上電后，調(diào)用預(yù)設(shè)好的用戶程序完成對電池包的控制器應(yīng)用層程序的刷寫，刷寫完成后控制電源重新對電池包 BMS 上電，檢查確認(rèn)系統(tǒng)基本參數(shù)，并將物流信息寫入控制器中。并把相關(guān)信息記錄在數(shù)據(jù)庫中，同時將結(jié)果進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成軟件刷寫測試系統(tǒng)主要由以下設(shè)備組成，系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。1）研華工控機(jī)2）Honeywell 條碼掃描槍3）NI PCI CAN 通訊卡4）明緯開關(guān)電源5）NI PCI I/O 板卡6）Zebra 標(biāo)簽打印機(jī)7）附屬組件工控機(jī)PCI I/OPCIUSB以太CAN通MES板卡通訊口網(wǎng)口道卡CAN 總線掃描槍標(biāo)簽打印機(jī)輔助接觸器開關(guān)電

11、源12VDC電池包+-BMSMSD圖 1 軟件刷寫測試系統(tǒng)原理框圖;.三、功能實現(xiàn)技術(shù)方案軟件刷寫測試系統(tǒng)由工控機(jī)通過軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶登錄后，根據(jù)權(quán)限編寫測試流程，測試流程包含選擇需要刷寫的用戶程序、 用于解析 BMS 協(xié)議的 DBC 文件、系統(tǒng)基本參數(shù)的合理性的判定條件、需要寫入的物流參數(shù)的設(shè)定，并將測試流程與條碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測試過程中，當(dāng)完成線束連接后，可以點擊啟動按鈕，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)的判定、 物流參數(shù)的寫入等功能，完成測試后，將測試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打印。同時出于滿足手動調(diào)試的需要，所有的操作均可以單步手動操作。工控機(jī)

12、內(nèi)安裝 PCI 接口的 CAN 通訊卡、 I/O 板卡。工控機(jī)通過 PCI I/O 板卡控制的接觸器對 BMS 上電、下電控制。工控機(jī)通過 PCI CAN 通訊卡與 BMS 進(jìn)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。按照功能劃分，軟件具備如下功能：3.1 人機(jī)界面；提供用戶的登入登出、新用戶的建立、管理等功能。軟件提供了測試流程的編輯、檢查、載入等功能。并提供測試方案的啟動、停止、暫停、回復(fù)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，提供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?；謴?fù)載入方案啟動運行停止運行暫停運

13、行恢復(fù)運行3.2 測試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測試方案，按照用戶的命令啟動測試方案，并能按照測試;.方案自動的執(zhí)行測試流程，并完成結(jié)果判定。3.3 數(shù)據(jù)存儲、管理、查詢功能；記錄用于對電池包設(shè)備的操作信息，并存儲在數(shù)據(jù)庫中，并提供查詢界面，用于用戶查詢。查詢功能同第一部分。3.4 標(biāo)簽打??；通過以太網(wǎng)接口，將程序的刷寫結(jié)果與電池包的測試結(jié)果，按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查看電池包狀態(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

14、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，記錄分析能力較差的問題，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、輔助功能測試等多種功能，通過設(shè)備集成的方式，實現(xiàn)整個工作流程全智能化、自動化，以達(dá)到減少操作人員、提高測試效率的目的。測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 測試功能EOL 系統(tǒng)的主要測試功能及分配如下表所示。表 1 EOL 系統(tǒng)測試功能及分配列表充 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)均衡功能測試

15、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充電連接狀態(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動態(tài)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：開路電壓測試根據(jù)精度要求不同，可用充放電測試儀或儀表進(jìn)行測試2.2 組成EOL 綜合測試平臺主要由以下設(shè)備組成，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(jī)（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(biāo)準(zhǔn)電阻模塊6）NI PCI CAN 通訊卡7）NI PCI AI/D

16、I/DO接口板卡8）NI cDAQ 數(shù)采板卡9）Honeywell 條碼掃描槍10）標(biāo)簽打印機(jī)11）線束在位傳感器12）明緯開關(guān)電源13）附屬組件如圖 1 所示，EOL 綜合測試系統(tǒng)主要由上位機(jī)、 充放電測試儀及Pack 測試柜組成，其中 PACK 自動測試柜主要包含工控機(jī)、五位半高性能數(shù)字萬用表、NI cDAQ 數(shù)采板卡和標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊等。;.MES工控機(jī)DI/DO以太網(wǎng)板卡口標(biāo)簽打印機(jī)掃描槍工控機(jī)23卡2卡/B網(wǎng)5N8S4AU 太SC以R萬用表充放電測試儀以太網(wǎng)1#通道2#通道標(biāo)簽打印機(jī)掃描槍工控機(jī)2BII3卡QO2卡SAD D/B網(wǎng)A5NUIII8SIDN4AU 太N cN NSC以R萬用

17、表.BQIIOSUAADDIDIIINcNNN高壓線束低壓線束高壓線束接口模塊接口模塊接口模塊標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊低壓線束接口模塊圖 1 EOL 系統(tǒng)原理圖三、功能實現(xiàn)技術(shù)方案3.1 總體設(shè)計方案電源系統(tǒng) EOL 綜合測試平臺主要由上位機(jī)、充放電測試儀及Pack 自動測試柜組成，總體設(shè)計方案如下：3.1.1 上位機(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)計方案如下：a）上位機(jī)硬件方案上位機(jī)采用研華工控機(jī)，其硬件配置不低于下列要求：1）CPU： Intel 雙核 3.0G 以上Dual core above 3.0GHZ2）硬盤： 1T

18、 GB Hard drive above 1TGB3）RAM ： 4 GB4）有相應(yīng)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。PCI SLOT =2 Channel, RS232 Connector =1Channel5）鍵盤： US-ASCII Keyboard: US-ASCII;.6）鼠標(biāo)：Mouse USB7）PCI 網(wǎng)卡： 100MB/10MB PCI Network adapter 100MB/10MB8）顯示器： 19 英寸及以上彩色觸摸屏顯示器。b）上位機(jī)軟件方案按照功能劃分，上位機(jī)軟件具備如下功能：1）人機(jī)界面；提供用戶的登入登出、新用戶的建

19、立、管理等功能；軟件提供了測試流程的編輯、檢查、載入等功能；并提供測試方案的啟動、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測試流程控制；系統(tǒng)軟件能導(dǎo)入國際標(biāo)準(zhǔn)DBC 文件，便于與 BMS 對接，并解析各種基本參數(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根據(jù)預(yù)先編制好的測試方案，按照用戶的命令啟動測試方案，并能按照測試方案自動的執(zhí)行測試流程，并完成結(jié)果判定；同時具備測試流程的保存、再修改功能，軟件提供電池性能測試的典型例程庫，用戶可對其進(jìn)行調(diào)用、編制、添加、另保存等操作

20、，并可按新保存的測試流程對電池 Pack 包進(jìn)行自動測試試驗。除自動進(jìn)行測試流程外，軟件可手動進(jìn)行單項測試；且能通過軟件手動斷開、閉合各繼電器及 12V 電源，進(jìn)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)、終止等過程控制值可以是循環(huán)次數(shù)和電流、電壓、時間、溫度及其任意組合參量。同時， BMS 通過 CAN 上傳的單體電壓、溫度等參量作為試驗程序控制的終止值，參與測試流程的控制。軟件具有過壓、欠壓、過流、過容量、過功率等保護(hù)功能。當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)情況時，失去對上位機(jī)的控制后，下位機(jī)可按照運行的程序繼續(xù)自動運行，重新啟動控制上位機(jī)后，數(shù)據(jù)可以不間斷銜接。3）數(shù)據(jù)存儲、管理、查詢、顯

21、示功能所有測試實時數(shù)據(jù)以及結(jié)果保存在上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中，并提供查詢界面，用于用戶查詢、調(diào)用，且可提供試驗數(shù)據(jù)后處理、分析的功能。數(shù)據(jù)記錄通道可任意選擇，試驗數(shù)據(jù)以電流、電壓、時間、溫度及其任意組合的參量進(jìn)行記錄，并存儲在硬盤中或以圖形的方式進(jìn)行顯示、打印，可以同時刻坐標(biāo)軸;.記錄及顯示 BMS 發(fā)送的 CAN 總線信息。提供試驗數(shù)據(jù)的實時跟蹤曲線并可以在測試結(jié)束后進(jìn)行回放，曲線的參量可以是電流、電壓、時間、溫度及其任意組合參量。4）數(shù)據(jù)保存與 MES 系統(tǒng)交互所有刷寫記錄及各種參數(shù)可保存到與電池包編號對應(yīng)的文件中，系統(tǒng)定期自動進(jìn)行數(shù)據(jù)備份。能與MES 進(jìn)行信號交互，告知刷寫是否完成，測試是否通過等

22、。5）標(biāo)簽打印通過以太網(wǎng)接口，將電池包編號、軟件版本號、測試結(jié)果是否合格等信息，按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來，粘貼在流程卡上，便于直接查看電池包狀態(tài)。3.1.2 充放電測試儀方案3.1.2.1 功能及技術(shù)指標(biāo)要求充放電測試儀作為功率、 電壓、電流可控制的電子負(fù)載， 對各種汽車動力電池 （鉛酸、鎳氫、鋰離子、超級電容等）進(jìn)行充放電測試，并可以將電池的放電能量直接回饋到電網(wǎng)。充電測試儀技術(shù)指標(biāo)見表2 所示。表 2 充放電測試儀技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項目指標(biāo)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(yīng)時間0-100% 20

23、ms電流轉(zhuǎn)換時間-100%-100% 30ms，無超調(diào)電壓控制精度 0.1% F.S.R電壓測量精度 0.1% F.S.R電流控制精度 0.1% F.S.R電流測量精度 0.1% F.S.R系統(tǒng)分辨率電壓 10mV，電流 20mA數(shù)據(jù)采集最小時間間隔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強(qiáng)制風(fēng)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(fù)載阻抗、持續(xù)時間控制程序循環(huán)嵌套最大支持 5 層在線修改程序在程序運行的過程

24、中可對正在運行的程序進(jìn)行修改編程特點每工步可以有一個或者多個出口，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(kuò)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(xì)列表功率、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)：總時間、序號、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、單體溫度等電池組工況模擬試驗；電池組循環(huán)壽命試驗；

25、電池組容量、能量試驗；電池組充 / 放電特性試驗；功能測試范圍電池組脈沖充 / 放電特性試驗；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；單體溫度特性試驗；單體電池電壓試驗；工況模擬測試可根據(jù)儲能電站工況數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為測試程序，工況數(shù)據(jù)可以是功率-時間或電流 - 時間輸入交流電源380V 15%三相五線制，頻率 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(shù)，放電能量高品質(zhì)回饋定工況）電網(wǎng)，對電網(wǎng)無污染整機(jī)效率90%（額定工況）設(shè)備噪聲75d

26、B外形尺寸 （高長寬）2000mm2000mm1200mm重量4000kg3.1.2.2 設(shè)備技術(shù)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，各組成單元的方案如下。a）工藝控制單元由于系統(tǒng)要求上位機(jī)脫機(jī)后，系統(tǒng)仍能夠保持運行，因此工藝控制設(shè)備采用高端ARM 芯片 CorTex-M3 作為控制核心。主要功能包括：通過以太網(wǎng)接收上位機(jī)編制的工藝文件和起停控制指令；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行。增加支持上位機(jī)離線后，對檢測數(shù)據(jù)的保存功能；開發(fā)設(shè)計高速記錄，能到達(dá)最快10ms記錄的功能，設(shè)計多級緩沖機(jī)制；支持告警。b）主回路單元主回路單元由升壓變壓器，輸

27、入濾波電路，高頻整流單元，斬波單元和輸出濾波單元組成。如下圖所示;.電池組圖 2 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的自身的電感量，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，在低于諧振頻率時， LCL濾波器可以看成是兩個電感之和的 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(jìn)行 PWM控制，可實現(xiàn)能量的雙向流動。斬波單元采用 IGBT進(jìn)行 PWM控制，實現(xiàn)輸出直流電壓調(diào)節(jié)。輸出濾波單元采用 LCL濾波

28、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， 控制電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。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 控制電路結(jié)構(gòu)圖MCU板采用以 TMS320F2812為控制核心，主要完成 PWM整流和斬波控制算法的計算、各種數(shù)據(jù)采集和處理、 PWM信號生成、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、電流信號的采樣、濾波處理，并送至MCU板，作為控制反饋量；同時對MCU板輸出的 PWM信號進(jìn)行分配、處理，輸出至IGBT驅(qū)動板，具有PWM信號直通、故障封鎖保護(hù)等功能。主

29、/ 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，反饋故障信號。3.1.3 Pack自動測試柜方案Pack 自動測試柜主要包含工控機(jī)、五位半高性能數(shù)字萬用表、NI cDAQ 數(shù)采板卡和標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊等。a） Pack 測試工控機(jī)Pack 測試工控機(jī)主要完成與上位機(jī)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。根據(jù)上位機(jī)的試驗工藝指令，通過PCI DI/DO接口卡控制相應(yīng)繼電器的通斷來控制對應(yīng)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(yīng)的功能模塊，使功能模塊按照上位機(jī)的試驗工藝指令進(jìn)行相應(yīng)項目

30、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(jī)，供上位機(jī)分析、處理、顯示和保存等。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(jìn)行高精度測量，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。c） NI 數(shù)采板卡NI 數(shù)采板卡通過外接高精度電流傳感器，對試驗主通道的電流進(jìn)行測量。d）標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊標(biāo)準(zhǔn)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，根據(jù)測試流程，通過繼電器對電阻支路進(jìn)行切換，實現(xiàn)對絕緣檢測功能的測試。標(biāo)準(zhǔn)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）結(jié)構(gòu)方

31、案整體設(shè)計采用模塊化設(shè)計方法，根據(jù)產(chǎn)品的需求，配置相應(yīng)的模塊，靈活方便。3.2 具體功能實現(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)通過智能化的配置，使得每個產(chǎn)品可具備唯一、可查的標(biāo)識，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的可追溯性。配置界面如下圖所示：圖 4 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 - 該測試儀的型號，如BTS500V/500A ；電池條碼 - 每個通道配置一臺掃碼槍， 通過通訊接口與下位機(jī)相連，下位機(jī)掃碼后上傳至上位機(jī)，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、電池型號規(guī)格等。所有電池信息會隨工藝執(zhí)行信息等

32、一起保存至數(shù)據(jù)庫中，并可通過不同的檢索條件進(jìn)行信息的檢索。如下圖所示：;.圖 5 記錄查詢窗口2） BMS 上電測試系統(tǒng)通過 Pack 自動測試柜給 BMS 系統(tǒng)提供 12V 電源，從供電時刻開始計時，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，判斷初始化時間是否在合格范圍內(nèi)，并上傳測試結(jié)果、記錄數(shù)據(jù)。原理圖如下圖所示。;.上位機(jī)可調(diào)直流電源BMS 測試儀1 2KK+-以太網(wǎng)K4K3+-VV2211CAN/LAN轉(zhuǎn)換電池包BMSCAN-HCAN-L圖 6 BMS 上電測試原理圖3）基本參數(shù)檢查實現(xiàn)方法：系統(tǒng)通過 CAN 總線，讀取 BMS 系統(tǒng)的電芯組電壓、溫度、電池

33、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、最高電壓及位置、最低電壓及位置、故障報警 DTC、HVIL 、軟件版本等狀態(tài)信息，顯示正常即為通過，否則為不通過。原理圖同 BMS 上電測試原理圖。4）絕緣檢測功能測試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)電阻模塊對 BMS 系統(tǒng)絕緣檢測功能進(jìn)行測試。 系統(tǒng)通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(fù)對地之間的切換。在測試過程中，標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊中三種阻值的標(biāo)準(zhǔn)電阻分別并入“主正對地”和“主負(fù)對地”之間，根據(jù)并聯(lián)不同的電阻值， BMS 系統(tǒng)絕緣檢測模塊檢測出相應(yīng)的結(jié)果，同時 BMS 系統(tǒng)將該結(jié)果通過 CAN 總線上傳至

34、Pack 測試工控機(jī)，記錄相關(guān)信息。絕緣檢測功能測試原理圖如下圖所示。;.上位機(jī)LANLAN工控機(jī)R1K5可調(diào)K6R2直流K7電源12KKPack自動測試柜PE+-電池包CAN/LAN轉(zhuǎn)換K4K3+-VV2211BMSCAN-HCAN-L圖 7 絕緣檢測功能測試原理圖5） BMS 系統(tǒng)均衡功能測試實現(xiàn)方法：系統(tǒng)通過CAN 總線發(fā)送相應(yīng)的指令給BMS 系統(tǒng)，打開其均衡功能，并讀取 BMS 系統(tǒng)對應(yīng)的反饋值，顯示正常即為通過，否則為不通過。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?yán)梦逦话攵喙δ茈姳韺﹄姵匕傠妷哼M(jìn)行高精度測量。該測試實現(xiàn)方法：將電池Pack 的輸出端口

35、通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(jìn)行測量電池包總電壓U1，并通過 CAN 總線讀取 BMS 系統(tǒng)反饋的電池包總電壓U2，同時根據(jù) BMS 系統(tǒng)反饋的各電芯組電壓，累積計算出電池包總電壓 U3，比較 U1、U2、U3 相互之間的差值，差值不允許超過給定范圍，滿足要求即為通過，否則為不通過。BMS 系統(tǒng)電壓測量精度測試原理圖如下圖所示。;.上位機(jī)LANLANLAN工控機(jī)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轉(zhuǎn)換K4K3+ -V V2211BMSCAN-HCAN-L圖 8 BMS 系統(tǒng)電壓測量精度測試原理圖7） BMS 系

36、統(tǒng)電流測量精度測試?yán)?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(jìn)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通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(jìn)行實時測量，同時通過 CAN 總線讀取 BMS 系統(tǒng)反饋的充放電電流實測值，并計算兩者之間的差值，差值不允許超過給定范圍，滿足要求即為通過，否則為不通過。8）充電狀態(tài)指示電路測試實現(xiàn)方法：通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(jìn)行測試，結(jié)果滿足要求（通常電壓為 12V）即為通過，否則為不通過。9）充電連接狀

37、態(tài)電路測試實現(xiàn)方法：通過低壓線束將充電連接狀態(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(jìn)行測試，當(dāng)充電槍可靠連接后，充電槍連接狀態(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)首先模擬出充電槍可靠連接狀態(tài)信號，然后對該測試端口的電平進(jìn)行測量，結(jié)果滿足要求（通常電;.壓為 12V）即為通過，否則為不通過。10）水泵控制電路測試實現(xiàn)方法：通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(jìn)行測試，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出水泵控制信號后， BMS 系統(tǒng)將相應(yīng)的給水泵控制器提供 12V 電源。在測試過程中， 系統(tǒng)首先模擬發(fā)出

38、水泵控制信號，然后對該測試端口的電平進(jìn)行測量，結(jié)果滿足要求（通常電壓為 12V ）即為通過，否則為不通過。11）慢充回路測試?yán)枚喙δ茈姳頇z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)果滿足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負(fù)極無接反）即為通過，否則為不通過。12）快充回路測試?yán)枚喙δ茈姳頇z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)果滿足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負(fù)極無接反）即為通過，否則為不通過。13）主輸入 /輸出回路測試?yán)枚喙δ茈姳頇z測電