動(dòng)力電池自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)總體方案修改

1、動(dòng)力電池自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)總體方案湖北德普電氣股份有限公司第一部分：模組來(lái)料ocV僉測(cè)系統(tǒng)方案一、簡(jiǎn)述本系統(tǒng)首先導(dǎo)入模組出廠數(shù)據(jù)到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，測(cè)試時(shí)通過(guò)條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，按照預(yù)設(shè)好的測(cè)試方案，通過(guò) CAN總線(xiàn)讀取BMS勺電池OCV言息，并將 電池OCV言息與出廠數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，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(kù)中，同時(shí)將不合格結(jié)果進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成模組來(lái)料OCV僉測(cè)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(kāi)關(guān)電源5) NI PCI I/O 板卡6) Ze

2、bra 標(biāo)簽打印機(jī)7) 掃描槍伺服系統(tǒng)8) 附屬組件圖1模組來(lái)料OCV僉測(cè)系統(tǒng)原理框圖三、功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案圖2來(lái)料OCV僉測(cè)系統(tǒng)示意模組來(lái)料OCV僉測(cè)系統(tǒng)由工控機(jī)通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶(hù)登錄后，根據(jù)權(quán)限 編寫(xiě)測(cè)試流程，測(cè)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(cè)試流程與條碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)完成線(xiàn)束連接后，可以點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，模組來(lái)料 OCV 僉測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)按照測(cè)試方案驅(qū)動(dòng)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(duì)應(yīng)位置。條形碼讀取完畢后自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索電池的相應(yīng)出廠OCV值，并根據(jù)DBC文件，自動(dòng)通過(guò)PCI CAN通訊卡

3、讀取并解析相應(yīng)的電池 OCV言息，按照預(yù) 設(shè)的判定條件進(jìn)行結(jié)果判定。完成測(cè)試后，將不合格的測(cè)試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打 印。同時(shí)出于滿(mǎn)足手動(dòng)調(diào)試的需要，所有的操作均可以單步手動(dòng)操作。工控機(jī)內(nèi)安裝PCI接口的CANS訊卡、I/O板卡。工控機(jī)通過(guò)PCI I/O板卡控制的 接觸器對(duì)BMS±電、下電控制。工控機(jī)通過(guò) PCI CAN通訊卡與BMS4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(hù)的登入登出、新用戶(hù)的建立、管理等功能。軟件提供了測(cè)試流程的編輯、 檢查、載入等功能。并提供測(cè)試方案的啟動(dòng)、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測(cè)試流 程控制。軟件提供了電池

4、條碼信息、接觸器狀態(tài)、BMS言息、測(cè)試流程的狀態(tài)等信息。界面大致如下：圖 3 模組來(lái)料測(cè)試系統(tǒng)主界面示意圖3.2 測(cè)試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測(cè)試方案，按照用戶(hù)的命令啟動(dòng)測(cè)試方案，并能按照測(cè)試 方案自動(dòng)的執(zhí)行測(cè)試流程，并完成結(jié)果判定。圖 4 系統(tǒng)及流程3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、查詢(xún)功能記錄用于對(duì)電池包設(shè)備的OCVM試信息，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提供查詢(xún)界面，用 于用戶(hù)查詢(xún)。圖 5 數(shù)據(jù)管理功能示意3.4 標(biāo)簽打印通過(guò)以太網(wǎng)接口，將電池包的測(cè)試結(jié)果按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來(lái)， 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(hù)定制。四、接口及形式對(duì)MES勺以太網(wǎng)通訊接口對(duì)電池包的

5、CANS訊接口對(duì)電池包的12VDC電源接口第二部分：絕緣測(cè)試系統(tǒng)方案一、簡(jiǎn)述本系統(tǒng)通過(guò)條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，按照預(yù)設(shè)好的測(cè)試方案，依次閉 合電池包引線(xiàn)與耐壓測(cè)試儀之間的連線(xiàn)，并啟動(dòng)高壓絕緣測(cè)試儀對(duì)電池包進(jìn)行絕緣測(cè) 試，并根據(jù)測(cè)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(kù)中，同時(shí)將結(jié)果 進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成絕緣測(cè)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(cè)試儀4) NI PCI I/O 板卡5) Zebra 標(biāo)簽打印機(jī)6) 附屬組件圖 1 絕緣測(cè)試系統(tǒng)原理框圖三、功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案絕緣測(cè)試系統(tǒng)

6、由工控機(jī)通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶(hù)登錄后，根據(jù)權(quán)限編寫(xiě)測(cè)試 流程，測(cè)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(kāi)、絕緣測(cè)試的 啟動(dòng)停止、絕緣測(cè)試結(jié)果的判定條件等，并將測(cè)試流程與條碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)完成線(xiàn)束連接后，可以點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，絕緣測(cè)試系統(tǒng) 自動(dòng)按照測(cè)試方案閉合對(duì)應(yīng)的接觸器、完成對(duì)絕緣耐壓儀參數(shù)的設(shè)定后，自動(dòng)啟動(dòng)絕 緣耐壓儀對(duì)電池包進(jìn)行絕緣測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果按照預(yù)設(shè)好的條件進(jìn)行判定。完成測(cè) 試后，將測(cè)試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打印。同時(shí)出于滿(mǎn)足手動(dòng)調(diào)試的需要，所有的操 作均可以單步手動(dòng)操作。工控機(jī)內(nèi)安裝PCI接口的I/O板卡。工控機(jī)通過(guò)PCI I/O板卡控制的接觸

7、器實(shí)現(xiàn) 對(duì)絕緣耐壓儀輸出正對(duì)電池包主正、 電池包主負(fù)、 MSDIn 、MSDOut 引線(xiàn)的互鎖與切換， 并利用接近開(kāi)關(guān)及 PCI/O 板卡判定線(xiàn)束是否在位，進(jìn)行操作命令的鎖定。工控機(jī)通過(guò) RS232口實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hù)的登入登出、新用戶(hù)的建立、管理等功能。軟件提供了測(cè)試流程的編輯、檢查、載入等功能。并提供測(cè)試方案的啟動(dòng)、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測(cè)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(cè)試流程 的狀態(tài)等信息，用于用戶(hù)掌握絕緣測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。圖 2 測(cè)試流程設(shè)置示意3.

8、2 測(cè)試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測(cè)試方案，按照用戶(hù)的命令啟動(dòng)測(cè)試方案，并能按照測(cè)試 方案自動(dòng)的執(zhí)行測(cè)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(chǔ)、管理、查詢(xún)功能記錄用于對(duì)電池包設(shè)備的絕緣耐壓測(cè)試信息， 并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中， 并提供查詢(xún)界面， 用于用戶(hù)查詢(xún)。查詢(xún)方式同第一部分。3.4 標(biāo)簽打印通過(guò)以太網(wǎng)接口，將電池包的測(cè)試結(jié)果按照定制好的格式用標(biāo)簽打印機(jī)打印出來(lái)， 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(duì)MES的以太網(wǎng)通訊接口對(duì)電池包的耐壓測(cè)試接口對(duì)電池包的12VDC電源接口第三部分：軟件刷寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)方案一、簡(jiǎn)述本系統(tǒng)通過(guò)條碼掃描槍讀取電池包的條碼信息，控制電

9、源對(duì)設(shè)備上電后，調(diào)用預(yù) 設(shè)好的用戶(hù)程序完成對(duì)電池包的控制器應(yīng)用層程序的刷寫(xiě)，刷寫(xiě)完成后控制電源重新 對(duì)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(xiě)入控制器中。并把相關(guān) 信息記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)將結(jié)果進(jìn)行標(biāo)簽打印。二、組成軟件刷寫(xiě)測(cè)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(kāi)關(guān)電源5) NI PCI I/O 板卡6) Zebra 標(biāo)簽打印機(jī)7) 附屬組件圖 1 軟件刷寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)原理框圖三、功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案軟件刷寫(xiě)測(cè)試系統(tǒng)由工控機(jī)通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)備集成。用戶(hù)登錄后，根據(jù)權(quán)限編寫(xiě)測(cè)試流

10、程，測(cè)試流程包含選擇需要刷寫(xiě)的用戶(hù)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(xiě)入的物流參數(shù)的設(shè)定，并將測(cè)試流程與條 碼進(jìn)行模糊綁定。在進(jìn)行具體測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)完成線(xiàn)束連接后，可以點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，軟件測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)完成軟件的刷寫(xiě)、BMS勺重上電、系統(tǒng)基本參數(shù)的判定、物流參數(shù)的寫(xiě)入等功能， 完成測(cè)試后，將測(cè)試結(jié)果按照預(yù)設(shè)格式進(jìn)行打印。同時(shí)出于滿(mǎn)足手動(dòng)調(diào)試的需要，所 有的操作均可以單步手動(dòng)操作。工控機(jī)內(nèi)安裝PCI接口的CANS訊卡、I/O板卡。工控機(jī)通過(guò)PCI I/O板卡控制的 接觸器對(duì)BMS±電、下電控制。工控機(jī)通過(guò) PCI CAN通訊卡與BMS進(jìn)行通訊，完

11、成程 序刷寫(xiě)、系統(tǒng)基本參數(shù)讀取、物流參數(shù)的寫(xiě)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(hù)的登入登出、新用戶(hù)的建立、管理等功能。軟件提供了測(cè)試流程的編輯、 檢查、載入等功能。并提供測(cè)試方案的啟動(dòng)、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測(cè)試流 程控制。軟件具備電池包基本參數(shù)顯示、刷寫(xiě)過(guò)程顯示、物流參數(shù)顯示等，提供刷寫(xiě) 過(guò)程中的一些必要信息。操作名稱(chēng)快捷操作功能載入載入方案啟動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行停止停止運(yùn)行暫停暫停運(yùn)行恢復(fù)恢復(fù)運(yùn)行3.2測(cè)試流程控制軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測(cè)試方案，按照用戶(hù)的命令啟動(dòng)測(cè)試方案，并能按照測(cè)試 方案自動(dòng)的執(zhí)行測(cè)試流程，并完成結(jié)果判定。3.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、查詢(xún)功能；記錄

12、用于對(duì)電池包設(shè)備的操作信息，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提供查詢(xún)界面，用于用 戶(hù)查詢(xún)。查詢(xún)功能同第一部分。3.4標(biāo)簽打??；通過(guò)以太網(wǎng)接口，將程序的刷寫(xiě)結(jié)果與電池包的測(cè)試結(jié)果，按照定制好的格式用標(biāo) 簽打印機(jī)打印出來(lái)，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(hù)定義。四、接口及形式對(duì)MESI勺以太網(wǎng)通訊接口對(duì)電池包的CAN!訊接口對(duì)電池包的12VDC電源接口第四部分：電池包EOL測(cè)試系統(tǒng)方案一、簡(jiǎn)述電池包EOL綜合測(cè)試系統(tǒng)是針對(duì)目前電池 Pack測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化程度較低，記錄分 析能力較差的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的一種全智能化測(cè)試平臺(tái)。將電池充放電測(cè)試、電池安規(guī)檢 測(cè)、電池參數(shù)測(cè)試、BMS測(cè)試、輔助功能測(cè)試等多

13、種功能，通過(guò)設(shè)備集成的方式，實(shí)現(xiàn) 整個(gè)工作流程全智能化、自動(dòng)化，以達(dá)到減少操作人員、提高測(cè)試效率的目的。測(cè)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(cè)試功能EOL系統(tǒng)的主要測(cè)試功能及分配如下表所示。表1 EOL系統(tǒng)測(cè)試功能及分配列表序號(hào)測(cè)試階段功能名稱(chēng)充放電測(cè)試儀PACK自動(dòng)測(cè)試儀1BMS初始化測(cè)試2基本參數(shù)檢杳3絕緣檢測(cè)功能測(cè)試4BMS系統(tǒng)均衡功能測(cè)試5總電壓、電流精度測(cè)試6靜態(tài)測(cè)試開(kāi)路電壓測(cè)試7充電狀態(tài)指示電路測(cè)試8充電連接狀態(tài)電路測(cè)試9水泵控制電路測(cè)試10慢充回路測(cè)試11快充回路測(cè)試12主輸入/輸出回路測(cè)試13動(dòng)態(tài)測(cè)試脈沖充放電測(cè)試14電芯組壓差測(cè)試15溫升、溫差

14、測(cè)試16直流內(nèi)阻測(cè)試17容量測(cè)試18SOC狀態(tài)調(diào)整注：開(kāi)路電壓測(cè)試根據(jù)精度要求不同，可用充放電測(cè)試儀或儀表進(jìn)行測(cè)試2.2組成EOL綜合測(cè)試平臺(tái)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(cè)試儀2）Pack自動(dòng)測(cè)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(wàn)用表5）標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊6）NI PCI CAN 通訊卡7）NI PCI AI/DI/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(xiàn)束在位傳感器12）明緯開(kāi)關(guān)電源13）附屬組件如圖1所示，EOL綜合測(cè)試系統(tǒng)主要由上位機(jī)、充放電測(cè)試儀及Pack測(cè)試柜組成, 其中PACK

15、自動(dòng)測(cè)試柜主要包含工控機(jī)、五位半高性能數(shù)字萬(wàn)用表、 NI cDAQ數(shù)采板卡 和標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊等。圖1 EOL系統(tǒng)原理圖三、功能實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案3.1總體設(shè)計(jì)方案電源系統(tǒng)EOL綜合測(cè)試平臺(tái)主要由上位機(jī)、充放電測(cè)試儀及Pack自動(dòng)測(cè)試柜組成， 總體設(shè)計(jì)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(jì)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(pán)：1T GB Hard drive above 仃GB3

16、）RAM4 GB4） 有相應(yīng)的接口與電池測(cè)試系統(tǒng)通訊， PCI插槽2通道，RS232接口通道<PCI SLOT >=2 Channel, RS232 Connector >=1Channel5）鍵盤(pán)： US-ASCII Keyboard: US-ASCII6）鼠標(biāo)： Mouse USB7）PCI 網(wǎng)卡： 100MB/10MB PCI Network adapter 100MB/10MB8）顯示器： 1 9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(hù)的登入登出、新用戶(hù)的建立、管理等功能；軟件提供了測(cè)試流程的編輯、

17、 檢查、載入等功能；并提供測(cè)試方案的啟動(dòng)、停止、暫停、回復(fù)等按鈕，用于測(cè)試流 程控制；系統(tǒng)軟件能導(dǎo)入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) DBC文件，便于與BMS寸接，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(cè)試過(guò)程顯示、測(cè)試過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯 示等，能夠?qū)崟r(shí)顯示測(cè)試柜每一步驟的電壓、電流、時(shí)間、容量、電池表面溫度、能 量等參數(shù)。2）測(cè)試流程控制 軟件能根據(jù)預(yù)先編制好的測(cè)試方案，按照用戶(hù)的命令啟動(dòng)測(cè)試方案，并能按照測(cè) 試方案自動(dòng)的執(zhí)行測(cè)試流程，并完成結(jié)果判定；同時(shí)具備測(cè)試流程的保存、再修改功 能，軟件提供電池性能測(cè)試的典型例程庫(kù)，用戶(hù)可寸其進(jìn)行調(diào)用、編制、添加、另保 存等操作，并可按新保存的測(cè)試流程對(duì)電

18、池 Pack包進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試試驗(yàn)。除自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試流程外，軟件可手動(dòng)進(jìn)行單項(xiàng)測(cè)試；且能通過(guò)軟件手動(dòng)斷開(kāi)、閉 合各繼電器及12V電源，進(jìn)行手動(dòng)控制繼電器的通斷，方便系統(tǒng)調(diào)試。測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試流程的跳轉(zhuǎn)、終止等過(guò)程控制值可以是循環(huán)次數(shù)和電流、電壓、 時(shí)間、溫度及其任意組合參量。同時(shí)，BMS!過(guò)CANk傳的單體電壓、溫度等參量作為 試驗(yàn)程序控制的終止值，參與測(cè)試流程的控制。軟件具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)容量、過(guò)功率等保護(hù)功能。當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)情況時(shí)，失去對(duì)上位機(jī)的控制后，下位機(jī)可按照運(yùn)行的程序繼續(xù)自動(dòng) 運(yùn)行，重新啟動(dòng)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(chǔ)、管理、查詢(xún)、顯示功能所有測(cè)試實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及結(jié)果保存

19、在上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并提供查詢(xún)界面，用于用戶(hù) 查詢(xún)、調(diào)用，且可提供試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)以電流、電壓、時(shí)間、溫度及其任意組合的 參量進(jìn)行記錄，并存儲(chǔ)在硬盤(pán)中或以圖形的方式進(jìn)行顯示、打印，可以同時(shí)刻坐標(biāo)軸 記錄及顯示BMS送的CAN總線(xiàn)信息。提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)跟蹤曲線(xiàn)并可以在測(cè)試結(jié)束后進(jìn)行回放，曲線(xiàn)的參量可以是 電流、電壓、時(shí)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(xiě)記錄及各種參數(shù)可保存到與電池包編號(hào)對(duì)應(yīng)的文件中，系統(tǒng)定期自動(dòng)進(jìn) 行數(shù)據(jù)備份。能與MESS行信號(hào)交互，告知刷寫(xiě)是否完成，測(cè)試是否通過(guò)等。5）標(biāo)簽打印通過(guò)以太網(wǎng)接口，將電池包編號(hào)、

20、軟件版本號(hào)、測(cè)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(lái)，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(cè)試儀方案3.121功能及技術(shù)指標(biāo)要求充放電測(cè)試儀作為功率、電壓、電流可控制的電子負(fù)載，對(duì)各種汽車(chē)動(dòng)力電池（鉛 酸、鎳氫、鋰離子、超級(jí)電容等）進(jìn)行充放電測(cè)試，并可以將電池的放電能量直接回 饋到電網(wǎng)。充電測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表 2所示。表2充放電測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)項(xiàng)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(wú)時(shí)間限制）電流響應(yīng)時(shí)間0-100% < 20ms電流轉(zhuǎn)換時(shí)間-100%-100% < 3

21、0ms 無(wú)超調(diào)電壓控制精度<± 0.1% F.S.R電壓測(cè)量精度<± 0.1% F.S.R電流控制精度<± 0.1% F.S.R電流測(cè)量精度<± 0.1% F.S.R系統(tǒng)分辨率電壓士 10mV電流士 20mA數(shù)據(jù)采集最小時(shí)間間隔10ms時(shí)間精度<士 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(cāng)、溫度及流量控制系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接與控制冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷控制程序循環(huán)次數(shù)9999可編程步驟9999最短步長(zhǎng)10ms可編程參數(shù)包括電流、電壓、功率、負(fù)載阻抗

22、、持續(xù)時(shí)間循環(huán)嵌套最大支持5層在線(xiàn)修改程序在程序運(yùn)行的過(guò)程中可對(duì)正在運(yùn)行的程序進(jìn)行修改編程特點(diǎn)每工步可以有一個(gè)或者多個(gè)出口，具備“goto”功能工作模式恒流充放電截止條件：電壓、電流、時(shí)間、容 量、功率、能量、單體電壓、單體 溫度及擴(kuò)展變換的衍生數(shù)值等。恒壓充電恒功率充放電恒阻充放電電流脈沖充放電斜坡充放電擱置時(shí)間截止數(shù)據(jù)展現(xiàn)方式項(xiàng)目列表有項(xiàng)目名稱(chēng)及測(cè)試結(jié)果明細(xì)列表有記錄序號(hào)、累計(jì)時(shí)間、電壓、電流、能量、功率、單體溫度、單體數(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(xiàn)種類(lèi)X坐標(biāo)：總時(shí)間、序號(hào)、電流、電壓、容量、功率、能量等丫坐標(biāo)：電壓、電流、容量、能量、功率、單體電壓、 單體溫度等功能測(cè)試范圍

23、電池組工況模擬試驗(yàn)；電池組循環(huán)壽命試驗(yàn)；電池組谷量、能量試驗(yàn)；電池組充/放電特性試驗(yàn)；電池組脈沖充/放電特性試驗(yàn)；電池組荷電保持能力試驗(yàn)；電池組充放電效率試驗(yàn)；電池組過(guò)充、過(guò)放承受能力試驗(yàn)；單體溫度特性試驗(yàn)；單體電池電壓試驗(yàn)；工況模擬測(cè)試可根據(jù)儲(chǔ)能電站工況數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為測(cè)試程序，工況 數(shù)據(jù)可以是功率-時(shí)間或電流-時(shí)間輸入交流電源380V士 15臨相五線(xiàn)制，頻率 50Hz 士 2Hz電能質(zhì)量（對(duì)電網(wǎng)的影響）輸入側(cè)功率因數(shù)> 98%輸入側(cè)電流諧波（THD< 3%能量回饋90%以上（額定工況）米用IGBT-PWM控制技術(shù)，放電能量高品質(zhì)回饋電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染整機(jī)效率>90% （額定

24、工況）設(shè)備噪聲< 75dB外形尺寸（高X長(zhǎng)X寬）< 2000mX 2000mX 1200mm重量<4000kg3.122 設(shè)備技術(shù)方案充放電測(cè)試儀由工藝控制單元、主回路單元及測(cè)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(yùn)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(guò)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(yùn)行。 增加支持上位機(jī)離線(xiàn)后，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的保存功能；開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)高速記錄，能到達(dá)最快10m$記錄的功能，設(shè)計(jì)多級(jí)緩沖機(jī)制；

25、 支持告警。b）主回路單元主回路單元由升壓變壓器，輸入濾波電路，高頻整流單元，斬波單元和輸出濾波 單元組成。如下圖所示圖 2 主回路電氣拓?fù)鋱D交流輸入三相四線(xiàn)380VAC經(jīng)過(guò)升壓變壓器將輸入電壓升高，經(jīng)過(guò)高頻整流后， 輸出直流母線(xiàn)電壓，再經(jīng)過(guò)斬波滿(mǎn)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(xiàn)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(shí)，在低于諧振頻率時(shí)， LCL濾波器 可以看成是兩個(gè)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PW控制，可實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。斬波單元采用IGBT進(jìn)行PW控制，實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓調(diào)

26、節(jié)。輸出濾波單元采用LCL濾波器。c）測(cè)試儀主控單元主控制單元由MC板、采樣/接口板、主/從驅(qū)動(dòng)板組成，控制電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖3控制電路結(jié)構(gòu)圖MC板采用以TMS320F281為控制核心，主要完成PW整流和斬波控制算法的計(jì)算、 各種數(shù)據(jù)采集和處理、PW信號(hào)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(hào)的采樣、濾波處理，并送至 MC板，作為 控制反饋量；同時(shí)對(duì)MC板輸出的PW信號(hào)進(jìn)行分配、處理，輸出至IGBT驅(qū)動(dòng)板，具有 PW信號(hào)直通、故障封鎖保護(hù)等功能。主/從驅(qū)動(dòng)板完成高頻整流單元和斬波單元功率器件 IGBT勺驅(qū)動(dòng)，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)2個(gè)IGBT橋臂，輸入為PW信號(hào)，反饋

27、故障信號(hào)。3.1.3 Pack 自動(dòng)測(cè)試柜方案Pack 自動(dòng)測(cè)試柜主要包含工控機(jī)、五位半高性能數(shù)字萬(wàn)用表、 NI cDAQ 數(shù)采板卡 和標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊等。a）Pack 測(cè)試工控機(jī)Pack 測(cè)試工控機(jī)主要完成與上位機(jī)勺通訊、對(duì)各個(gè)功能模塊控制指令勺發(fā)送、對(duì) 各模塊測(cè)試數(shù)據(jù)勺收集、上傳等功能。根據(jù)上位機(jī)勺試驗(yàn)工藝指令，通過(guò) PCI DI/DO 接口卡控制相應(yīng)繼電器勺通斷來(lái)控制對(duì)應(yīng)功能模塊勺投入 /切除，并以通訊勺方式下發(fā) 測(cè)試指令給對(duì)應(yīng)勺功能模塊，使功能模塊按照上位機(jī)勺試驗(yàn)工藝指令進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目勺 測(cè)試，待測(cè)試項(xiàng)目完成后，讀取測(cè)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

28、電表五位半多功能電表對(duì)電池 Pack 勺開(kāi)路電壓進(jìn)行高精度測(cè)量， 并以通訊勺方式傳輸 到控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)勺顯示及保存。c）NI 數(shù)采板卡NI 數(shù)采板卡通過(guò)外接高精度電流傳感器，對(duì)試驗(yàn)主通道勺電流進(jìn)行測(cè)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(cè)功能的測(cè)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(dú)立，根據(jù)測(cè)試流程，通過(guò)繼電器對(duì)電阻支路進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn) 對(duì)絕緣檢測(cè)功能的測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)電阻模塊中配置1000k、500k、100k電阻各一個(gè)，工作電壓大于 500V,精度 0.5%。e）結(jié)構(gòu)方案整體設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)方案1

29、 ）信息化配置管理針對(duì)車(chē)間流水線(xiàn)作業(yè)的產(chǎn)品，本系統(tǒng)通過(guò)智能化的配置，使得每個(gè)產(chǎn)品可具備唯 一、可查的標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)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(chēng) 用戶(hù)自定義使用設(shè)備的名稱(chēng)，如通道 1；設(shè)備類(lèi)型 該測(cè)試儀的型號(hào)，如 BTS500V/500A；電池條碼 每個(gè)通道配置一臺(tái)掃碼槍?zhuān)ㄟ^(guò)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(shuō)明，如操作人員、電池型號(hào)規(guī)格等。所有電池信息會(huì)隨工藝執(zhí)行信息等一起保存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，并可通過(guò)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(xún)窗口2）BMSt電測(cè)試系統(tǒng)

30、通過(guò)Pack自動(dòng)測(cè)試柜給BMSg統(tǒng)提供12V電源，從供電時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，到Pack 自動(dòng)測(cè)試柜接收到CAN通訊發(fā)出第一幀有效報(bào)文的時(shí)間結(jié)束，判斷初始化時(shí)間是否在 合格范圍內(nèi)，并上傳測(cè)試結(jié)果、記錄數(shù)據(jù)。原理圖如下圖所示。圖6 BMS上電測(cè)試原理圖3）基本參數(shù)檢查實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)通過(guò)CAN總線(xiàn)，讀取BMS系統(tǒng)的電芯組電壓、溫度、電池包總壓、 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(bào)警 DTC HVIL、軟件版本等狀態(tài)信息，顯示正常即為通過(guò)，否 則為不通過(guò)。原理圖同BMSh電測(cè)試原理圖。4）絕緣檢測(cè)功能測(cè)試?yán)脴?biāo)準(zhǔn)電阻模塊對(duì) BMS系統(tǒng)絕緣

31、檢測(cè)功能進(jìn)行測(cè)試。系統(tǒng)通過(guò)控制繼電器的通 斷來(lái)控制并入的測(cè)試電阻（R1、R2），及控制主正/主負(fù)對(duì)地之間的切換。在測(cè)試過(guò)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(duì)地”和“主負(fù)對(duì)地”之間， 根據(jù)并聯(lián)不同的電阻值，BMS系統(tǒng)絕緣檢測(cè)模塊檢測(cè)出相應(yīng)的結(jié)果， 同時(shí)BMS系統(tǒng)將該 結(jié)果通過(guò)CAN總線(xiàn)上傳至Pack測(cè)試工控機(jī)，記錄相關(guān)信息。絕緣檢測(cè)功能測(cè)試原理圖 如下圖所示。圖 7 絕緣檢測(cè)功能測(cè)試原理圖5）BMS系統(tǒng)均衡功能測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)通過(guò) CAN總線(xiàn)發(fā)送相應(yīng)的指令給 BMS系統(tǒng)，打開(kāi)其均衡功能，并讀取BMS系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的反饋值，顯示正常即為通過(guò)，否則為不通過(guò)原理圖同BMSk電測(cè)試原理圖

32、。6）BMS系統(tǒng)電壓測(cè)量精度測(cè)試?yán)梦逦话攵喙δ茈姳韺?duì)電池包總電壓進(jìn)行高精度測(cè)量。該測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：將電池 Pack 的輸出端口通過(guò)高壓測(cè)試線(xiàn)束引入 Pack 自動(dòng)測(cè)試 柜，利用五位半多功能電表進(jìn)行測(cè)量電池包總電壓 U1,并通過(guò)CAN總線(xiàn)讀取BMS系統(tǒng) 反饋的電池包總電壓U2,同時(shí)根據(jù)BMS系統(tǒng)反饋的各電芯組電壓，累積計(jì)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(guò)給定范圍，滿(mǎn)足要求即 為通過(guò)，否則為不通過(guò)。BMS系統(tǒng)電壓測(cè)量精度測(cè)試原理圖如下圖所示。圖8 BMS系統(tǒng)電壓測(cè)量精度測(cè)試原理圖7）BMS系統(tǒng)電流測(cè)量精度測(cè)試?yán)?NI 數(shù)采板卡對(duì)電池包充放電過(guò)程中的輸入輸出

33、總電流進(jìn)行高精度測(cè)量。該測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：將電池包充放電主回路的電流通過(guò)高精度電流傳感器引入 Pack 自動(dòng)測(cè)試柜中。在充放電過(guò)程中，利用柜內(nèi)的 NI 數(shù)采板卡對(duì)該電流進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，同 時(shí)通過(guò)CAN總線(xiàn)讀取BMS系統(tǒng)反饋的充放電電流實(shí)測(cè)值，并計(jì)算兩者之間的差值，差 值不允許超過(guò)給定范圍，滿(mǎn)足要求即為通過(guò)，否則為不通過(guò)。8）充電狀態(tài)指示電路測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)低壓線(xiàn)束將充電狀態(tài)指示燈測(cè)試端口引入 Pack 自動(dòng)測(cè)試柜中，利 用多功能電表對(duì)該測(cè)試端口的電平進(jìn)行測(cè)試， 結(jié)果滿(mǎn)足要求（通常電壓為12V）即為通 過(guò)，否則為不通過(guò)。9）充電連接狀態(tài)電路測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)低壓線(xiàn)束將充電連接狀態(tài)電路測(cè)試端口引入Pa

34、ck自動(dòng)測(cè)試柜中，利用多功能電表對(duì)該測(cè)試端口的電平進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)充電槍可靠連接后，充電槍連接狀 態(tài)指示燈信號(hào)將被點(diǎn)亮，此時(shí)測(cè)試端口為高電平。在測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)首先模擬出充 電槍可靠連接狀態(tài)信號(hào)，然后對(duì)該測(cè)試端口的電平進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果滿(mǎn)足要求（通常電 壓為12V）即為通過(guò)，否則為不通過(guò)。10）水泵控制電路測(cè)試實(shí)現(xiàn)方法：通過(guò)低壓線(xiàn)束將水泵控制電路測(cè)試端口引入 Pack自動(dòng)測(cè)試柜中，利用 多功能電表對(duì)該測(cè)試端口的電平進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出水泵控制信號(hào)后，BMS系統(tǒng)將相應(yīng)的給水泵控制器提供 12V 電源。在測(cè)試過(guò)程中，系統(tǒng)首先模擬發(fā)出水泵控制信號(hào)， 然后對(duì)該測(cè)試端口的電平進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果滿(mǎn)足要求（通常電壓為1

35、2V）即為通過(guò)，否則為不通過(guò)。11 ）慢充回路測(cè)試 利用多功能電表檢測(cè)電池包總電壓實(shí)現(xiàn)慢充回路的測(cè)試。實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)模擬發(fā) 送慢充指令給BMS系統(tǒng)，此時(shí)BMS系統(tǒng)閉合慢充回路繼電器，利用多功能電表檢測(cè)電 池包的總電壓，測(cè)量結(jié)果滿(mǎn)足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負(fù)極無(wú)接反）即為通過(guò)， 否則為不通過(guò)。12）快充回路測(cè)試 利用多功能電表檢測(cè)電池包總電壓實(shí)現(xiàn)快充回路的測(cè)試。實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)模擬發(fā)送快充指令給BMS系統(tǒng)，此時(shí)BMS系統(tǒng)閉合快充回路繼電器，利用多功能電表檢測(cè)電 池包的總電壓，測(cè)量結(jié)果滿(mǎn)足要求（電壓在正常范圍內(nèi)，且正負(fù)極無(wú)接反）即為通過(guò)， 否則為不通過(guò)。13）主輸入 / 輸出回路測(cè)試 利用多功能電表檢測(cè)電池包總電壓實(shí)現(xiàn)主輸入 / 輸出回路的測(cè)試。實(shí)現(xiàn)方法：系統(tǒng)模擬發(fā)送主回路繼電器閉合指令給 BMS系統(tǒng)，此時(shí)BMS系統(tǒng)閉合主回路繼電器，利用 多功能電表檢測(cè)電池包的總電壓，測(cè)量結(jié)果滿(mǎn)足要求（電壓在正常范圍內(nèi)、正負(fù)極無(wú) 接反，且