如何实现电池管理系统(BMS)高标准性能测试

电池管理系统（Battery Management System简称BMS），不仅对电池电压、电流、温度等参数实时监视，同时兼顾电池充放过程中漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、SOC计算、SOH状态报告等功能，使电池时刻处于安全可控的充放电使用过程中，大大提高了电池在实际使用过程中的循环寿命。因此，各BMS厂商对BMS研发、测试、生产等环节的检测极为重视。

以新能源汽车为例，依据权威报告统计，电池占电动汽车所有成本中的三分之一以上。电池技术的突破需要一个比较漫长的过程，而BMS作为电池包的神经中枢，掌控着电池包所有的动态，电池厂家或BMS厂家对BMS的研究投入巨大，也是电池包提升续航里程及稳定性的关键因素。

▲新能源汽车BMS示意图

具体功能组成如下：1.实时通信：在电池的工作过程中，对电池的电压、温度、工作电流、电池电量等一系列电池相关参数进行实时监控或计算。2.保护功能：根据读取电池工作状态、参数判断目前电池的状态，以进行相应的保护操作，防止电池过充或过放。3.电压、温度检测：通过BMS内部的测量传感器，将单个电芯的电压值、温度值进行采集。4.充放电管理：通过充放电策略根据采集到的电压和温度采用不同的工作状态设置电池的最佳充电或放电曲线（如充电电流，充电上限电压值，放电下限电压值等）。 5.均衡管理：根据均衡策略，将一致性较差的电池电量通过电量转移（主动均衡）或直接通过电阻释放电能的方式将电池拉到同一水平线（被动均衡）。

6.SOC计算：电压法根据锂电池SOC电压-容量模型进行SOC估算。

▲BMS功能示意图

参照GB/T 38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》新国标要求，NGI结合多年电池充放电测试和新能源汽车测试经验推出完整的BMS测试解决方案，满足BMS各项研发、生产测试需求。

NGI-BMS测试系统均采用NGI自主研发的测试仪器搭建而成，设备外形、通讯协议、通讯接口等都采用统一标准，无论是扩展性还是可维护性都非常高。具体测试系统采用如下架构，针对BMS的各项功能，采用针对性的仪器进行数据仿真模拟，用来测试BMS是否能按计划设计的要求进行工作。该系统主要由高精度电池模拟器、温度模拟器、总电压模拟单元、充放电电流模拟单元、温度模拟单元、绝缘电阻检测单元、信号与开关量检测单元、CAN通讯单元、软件控制系统等组成。

▲BMS测试系统框架

NGI-BMS测试系统提供BMS全生命周期解决方案，BMS产线PCBA FCT测试、BMS实验室EOL功能测试、BMS老化测试，可以广泛应用于电动汽车厂、电池模组生产厂家、BMS 制造厂家、储能系统厂家等。

▲BMS测试系统连线图

NGI-BMS测试系统中所有测试设备均由NGI自主研发，整体架构模块化，通讯协议、通讯接口等采用统一标准，便于后期扩展和维护。另该系统集成度高、应用覆盖面广，涵盖高精度电池模拟器、温度模拟器、总电压模拟单元、充放电电流模拟单元等各类软、硬件，可以有效支持BMS各项研发、生产测试需求。系统采用软、硬件一体化设计且功能丰富，在保证系统稳定运行的同时，可以快速满足多种类BMS项目测试需求。系统支持定制化，对于客户的个性化测试需求均可快速响应、满足。

电池模拟器作为NGI-BMS测试系统的核心器件，其性能的优劣直接影响整个测试系统，另可省去实际电池的充放电时间成本以及日常的维护成本。NGI系列电池模拟器具备高精度、高集成度，多功能特性，全系列产品精度高达万分之一，从而可以更准确的判断被测BMS设备电压电流采集精度。单台设备可集成高达24个支持串联的电源通道，极大得缩减了系统的体积。全系列产品按功能划分，可分为主/被动均衡、被动均衡俩种，其中主/被动均衡（双象限）电池模拟器支持电流双向流动，既可做电源也可作负载。除此之外，NGI电池模拟器还支持电源模式、通道回读、充电模式、SOC测试、SEQ编辑功能、实时曲线等多种功能特性，一机多用，精简相关测试设备、测试流程。全系列产品已针对不同芯片完成电路优化，可适配各种规格BMS芯片测试。

责任编辑：tzh