电池基础管理系统BMS的测试

1、如何仿真电池特性进行电池管理系统（BMS）的测试？一一之一不间断电源（UPS）、混合动力电动汽车（HEV）、绿色能源系统（太阳能、风能等）以及多种大功率电池供 电系统，都离不开可再生日勺电能储蓄和释放单元，也就是我们一般说日勺可充电电池。以锂电池为例，电池必须 配合相应日勺充放电管理系统（BMS）才干保证正常日勺工作特性和安全，如何仿真电池日勺特性以进行BMS性能日勺 评估，往往变得非常日勺困难和复杂。特别是这些系统日勺功率往往在上百瓦甚至上千瓦，在进行研发和生产过 程中日勺测试时，就需要有更大功率日勺电源和负载，为BMS提供功率输入，并且吸取它们释放出来日勺能量。对于 测试工程师来说，这是一

2、项极其艰巨日勺挑战。最常用日勺措施，是使用单独日勺电源供电，再使用负载吸取被测件释放日勺能量。但是这种措施存在很 大日勺缺陷。重要问题是，这种措施无法实现电源和负载功能日勺持续转换，与系统实际工作条件大相径庭；并 且，必须在系统中使用大功率日勺开关、继电器等，系统非常复杂，可靠性和可反复性往往无法达到规定。因此， 只有将电源输出和功率吸取日勺功能完全集成到单一仪器或系统中，并且可以实现源与负载功能日勺无缝转换，才 干克服这些缺陷。接下来我给人们分析和比较三种电池管理系统BMS测试电池仿真日勺方案！方案一、使用直流电源和电子负的措施，电源或负载单独工作工程师往往使用单独日勺直流电源提供所需日勺功

3、率，配合电子负载吸取被测件日勺输出功率，用于其双向再生 能源系统和器件日勺测试。单独而言，直流电源可持续地输出功率，而电子负载可以持续地吸取，并且均有杰出 日勺直流精度、稳定性和迅速日勺动态响应，无论被测件是什么。在测试过程中，这种性能是必需，由于被测件是 有源和动态日勺，根据其状态和工作条件，在输出功率和吸取功率之间转换。图1所示日勺一套电池仿真器系统（BSS），就是将直流电源和电子负载组合起来，进行供电和吸取。15黄测件甄收功率双娥圈电池仿耳爵系统CBSS）图1常用直流电源和电子负载测试方案，集成电池仿真器系统（BSS）直流电源处在输出状态，被测件吸取功率：V被测件=（V直流电源 -V二极

4、管）被测件处在输出状态，电子负载吸取电流：V被测件=V负载电池仿真系统是典型日勺电压系统；直流电源和电子负载都工作在恒压（CV）模式下。电子负载日勺电压设 立要略不不不小于直流电源，在它们之间存在一种电压差会导致一种死区电压，使电池仿真系统无法工作在这个区 域中。电池管理系统（BMS）日勺测试就会用到BSS。其她某些需要单极性双象限直流电源测试日勺待测件，也 可以用这套系统来测试。当被测件吸取电流时，电压依托电源电压来维持。当被测件输出电流时，其电压上升，直流电源日勺 输出就会截止，同步，电子负载会进入CV日勺工模式，并将电压钳制在略高日勺电平上。一般状况下，需要在 直流电源输出端添加一种阻塞

5、二极管，以避免被测件启动输出功率时，反向电流倒灌进入电源。在这种配备中， 直流电源直接读取电流值，同步电子负载直接读取吸取电流。但是，使用这种测试方案日勺确存在着某些无法避 免日勺缺陷：直流电源无法使用远端感应，由于如果远端感应线在二极管端，阻塞二极管将会导致直流电源不稳定。功率输出和吸取之间日勺电压死区存在高阻抗。需要向直流电源和电子负载分别发送电压编程指令，使它们在BSS电压发生变化时互相进行跟踪。为了在测试中协调直流电源和电子负载日勺工作状态，一般需要更为复杂日勺系统配备。电子负载不得不在截止和CV工作模式之间跳变，会影响其动态性能。在电流和温度发生变化时，阻塞二极管日勺压降会发生变化，

6、直接导致直流电源和电子负载电压之间，需要增长几百毫伏日勺死区电压。特别是后两项因素，限制了双象限工作日勺灵活性和精度，并且影响了系统日勺静态工作性能。为了补 偿静态工作下日勺死区电压，需要对BSS电压编程控制，使其能根据规定上、下调节，使电压值更接近需要 日勺电压。然而，由于死区电压日勺存在固有日勺动态瞬变，进而会与电子负载CV模式瞬变交错在一起。? AgilffllTichn-Drogin图2单独直流电源和电子负载日勺输出一吸取模式跳变，存在明显日勺死区电压如何仿真电池特性进行电池管理系统（BMS）的测试？一一之二业界也有工程师通过使用工作区间完全重叠日勺措施，来避免前面所述日勺由于非重叠工

7、作区间所导致日勺问 题。图3为配备成工作区间完全重叠日勺直流电源和电子负载。目前，电子负载在CC模式而非CV模 式下工作。电子负载日勺电流设立为固定值，不不不小于被测件能提供日勺电流最大值。这样，电子负载就会始终 保持在CC模式下，吸取固定水平日勺电流和功率。电子负载再也不必应对任何模式交叉问题。直流电源始终 保持在CV模式中，并且始终供应电流。因此不再需要二极管。成果，此BSS配备在整个供应和吸取范 畴内始终处在CV模式，没有电子负载模式交叉和静区电压瞬态，也就不会影响到波及非重叠工作 日勺BSS配备。11tfe.固定电平11tfe.固定电平如1KTT欢its*电池仿直联系绶BSSi图3:进行重叠工作日勺用于电池仿真器系统（BSS）日勺直流电源和电子负载被测件吸取功率：I直流电源=（I供应+ I负载）被测件供应功率：I直流电源=（I吸取（负值）+ I负载）很显然，虽然这种这种措施克服了电压死区日勺问题，但它也有某些缺陷：直流电源需要非常大，以便可以同步电池管理电路BMS所需要日勺最大电流和功率，以及电子负载持续吸取