带你了解BMS涉及的电气试验

电气测试内容对于硬件设计是很重要的，我们开发人员要了解每个电路会遭受到什么样子的电气应力，这样才能针对性的做好防护设计；电气测试对应参照标准的顺序是GB/T 38661-2020（BMS技术条件）→GB/T 28046.2-2019（ISO 16750-2），照本宣科。

直流供电电压测试

用来检验DUT在最低和最高供电电压范围内的性能，尤其是低压时。

试验方法与要求：按照下表给出的电压范围进行试验，DUT的功能状态符合等级A。

这里面有个事，一般要求供电范围是9V~16V，要求全功能达到等级A；不过现在要求越来越严苛，很多要求6V~16V范围内功能正常（除了继电器驱动功能外），甚至更低，所以这种就需要SBC前级有BOOST功能。

过电压测试

包含两个试验，分别在（Tmax-20℃）与室温下进行，针对12V电源端口进行。

在Tmax-20℃下试验：目的是用来模拟发电机调节器失效造成的输出电压升高的场景，这个测试试验时间比较久，又叫做长时间过电压测试。

试验方法与要求：

在室温下试验：目的是用来模拟辅助起动时向DUT输入的过高电压。

试验方法与要求：

这两个试验中的测试电压很多厂家有不同的要求，有些要求更高。

叠加交流电压

目的是模拟直流供电下出现的纹波电压，测试对象是12V电源线；下图为台架示意图以及电源供电的大概波形，它的频率也是范围变化的，这个测试一般不会出问题。

试验方法与要求：波形的具体参数要求如下图，对于12V系统，一般选择Upp=4V，；要求功能状态达到A。

供电电压缓升和缓降

目的是模拟蓄电池逐渐放电和充电的电压变化。

试验方法与要求：标准中是定义Usmin与0V两个点往复，也有的厂家要求UsmaxUsmin�V三个点做往复；要求的功能状态等级在标准中写得不详细，应该根据供电电压区间来定义各个区间的功能状态等级。

供电电压瞬态变化

或称为供电电压瞬态跌落，目的是模拟其他电路内的常规熔断器熔断时引起的电压瞬时下降，意思是指12V电源总线上面的其他ECU的供电线短路后，会熔断其供电线上面的保险丝，这个过程中会造成12V电源总线上面产生一个电压的短时间下降。

试验方法与要求：具体的测试波形如下，供电电压由Usmin下降到4.5V，持续100ms后恢复到Usmin；一般要求整个过程达到功能状态A（继电器除外）。

反向电压

目的是模拟车辆辅助启动时对蓄电池的反向连接，这个试验比较常见；

试验方法与要求：测试电压为-14V，持续60s。

复位特性

这个测试是用来模拟产品在不同的电压骤降下的复位性能，从Usmin开始，例如9V。

试验方法与要求：标准中要求以5%的步长从Usmin降低到0.95Usmin，保持5s后再上升到Usmin并保持至少10s；然后幅值变成降低到0.9Usmin，重复以上过程；标准中要求当供电电压达到Usmin时，功能状态为C；但是很多厂家要求功能状态为A，而且下降的步进可能是按照电压绝对值进行，而不是百分比。

这个测试遇到过一些问题，就是复位造成的传感器软件配置丢失，但是控制器的电源有BOOST功能却没有复位，这样就可能导致控制器不知道传感器已经丢失配置了。

启动特性

此测试目的是用来模拟DUT在车辆启动时的性能，因为在车辆启动过程的12V供电是不稳定的，它就是模拟这个过程是否会对产品的性能造成影响。

试验方法与要求：启动特性的测试供电波形如下图，标准中建议将波形中的电压施加到产品的供电输入端，进行10次。

具体的测试等级如下，分了四个等级，有的主机厂要求全部都做，有的做部分；对应的功能状态在下图中也有定义，实际按照供电范围来划分，例如a标注的供电范围是6V~16V，对应要求在试验过程中达到第一行的功能状态，即ABBA。

参考接地偏移和供电偏移

标准中表述是当DUT存在两条或多条供电线时，用来模拟多路供电的地或电源发生偏移的情况下，DUT的功能是否符合要求。

试验方法与要求：具体过程如下，整体来讲，BMS的KL30供电与继电器供电可能是分开的，而且这两路电源各自可能会存在多条供电电源线与地线，但是一般在单板内部各自的电源线与地线都是接在一起的，所以针对电源线与地线的偏移测试一般都不出问题，标准中要求达到功能状态A。

除了供电与地线外，BMS上面还有一些外部的数字IO以及模拟量输入，对数字IO来讲，地偏移一般也没有问题，但是针对一些外部的模拟量输入来讲，地偏移会导致采集不准确。

短路保护

这个就是那个比较重要的短地、短电源测试，用来模拟DUT在输入或输出端发生短路时的性能。

试验方法与要求：标准中将DUT电路分成了信号电路与负载电路两种，其中信号电路测试方法如下，要求功能状态达到C；其实这里的测试顺序还有一些事情，例如DUT在工作情况下，对外输出的电路需要做使能与不使能两种情况下的短地、短电源，还要做DUT只断开电源线时信号电路的短地、短电源测试；有的甚至需要做DUT只断开地线时信号电路的短地、短电源测试。

而负载电路的测试要求如下：这里写得不太清晰，看起来只做负载短路测试，而不是短路到地或电源。

在BMS中一般都是按照信号电路来测试，对于继电器的高低边驱动电路以及外部传感器的供电电路也是如此；这个测试中同样会出现各种问题，例如电源芯片的损坏、MCU的复位等等，这些内容后面准备单独来做案例分析。

审核编辑：刘清