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电池管理系统仿真

任务

电池管理系统 (BMS) 监测混合动力车或电动车辆所用电池的电状态和热状态。根据驱动装置的要求和环境影响,BMS 影响每个电池及其单元以提供所需的能量并保持最优操作条件,以便实现最佳性能和最长电池寿命。

挑战

电动车辆电池具有很高的电压和电流,因此 BMS 必须严格确保安全性。要在 HIL 仿真期间确保安全性,可能必须按比例降低整体电压。还需要进行电气故障仿真以确保 BMS 在所有情况下正常工作。下面是典型的故障测试:

  • 断线
  • 短路
  • 接触不良

解决方案

电池管理系统测试所需的典型 HIL 仿真设置由一个处理器板、含有 I/O 接口的多个 HIL I/O 板、一个 CAN 接口板及一个用于测试电气故障的故障插入单元组成。Restbus 仿真用于对难以获得的电池组进行仿真。dSPACE 可以提供专门的硬件及软件来测试 BMS,比如利用蓄电池电压仿真板在单电池级别上及 ASM 多电池模型上对高电压蓄电池进行仿真。无论是蓄电池还是单电池,都可由该测试系统虚拟表示电池的电性能及热性能。

其他组件还包括 0 到 6 伏的高精度电压源,可承受电池单体平衡时的电流负载。电池电压仿真的典型要求是精度为 2 毫伏,最大电流为数百毫安。电压源都是电镀绝缘,可更换顺序以组成电池模块。可通过此方法仿真整个电池的电压。可运行故障仿真,例如测量电缆断线或单元连接器断线(与电池组断开电气连接)。电压源通过 LVDS 接口与处理器板连接,使用铜线连接距离最远可达 5 米,使用光纤连接距离最远可达 100 米。电池中的所有单元电压可在 1 毫秒内调整完毕。

成功案例