电池管理系统(BMS)测试计划|江阴雨辰互联

2023年6月30日发(作者：)

电池管理系统测试计划

1. 环境要求

温度为18℃～28℃

相对湿度为45%～75%

大气压力为86kPa～106kPa

2. 测试范围及主要内容

测试范围：BMS各项性能指标，各功能执行能力。

主要内容：

1) 电压检测

2) 电流检测

3) 温度检测

4) 绝缘监测

5) 热管理

6) 电池组SOC的估测

7) 电池充放电次数累计

8) 均衡功能

9) 与车载设备通信

10) 电池故障分析与在线报警

11) 充放电管理

12) 运行数据记录

3. 测试设备及工具

迪卡龙500V300A,5V30A电池检测设备，六位半万用表，存储示波器，分流器，数据记录仪，高低温箱，直流可调电源，多路测温仪，计时器等其它基本测试设备。

4.测试步骤及说明

将BMS以实际工作状态与电池组连接上，以组成电池系统。

4.1电压检测精度要求：单体电压≤±1%，总电压≤±1%。

4.1.1 BMS未上电工作时，使用六位半万用表分别测量静态条件下，电池组各电芯的单体电压，再测量电池组的总电压，并手工记录。

4.1.2 待BMS上电工作后，通过BMS监控软件，读取各单体电池电压和总电压数据并存储。

4.1.3 通过分析手工记录和BMS监控软件所存储的两组数据，计算出电压检测精度，并验证此精度是否达标。

4.2电流检测

精度要求：当电流小于等于30A，精度≤±0.3A，当电流大于30A，精度≤±1%。

4.2.1将连接好的BMS和电池组与迪卡龙测试设备连接，电池组总正接迪卡龙输出正极，在电池组总负与迪卡龙输出负极之间串联分流器，并在分流器两端接上具有记录功能的示波器。根据BMS监控中存储周期，设置示波器存储间隔。

4.2.2设置充放电测试流程：

1) 0.2C(≤30A)充电1min休眠1min。

2) 1C(>30A)充电1min，休眠1min。

3) 0.2C(≤30A)放电1min休眠1min。

4) 1C(>30A)放电1min，停止。

4.2.3分别导出BMS监控软件中和示波器检测所存储的两组数据，对比分析两组电流数据，计算出BMS在不同电流充放电下的检测精度，并验证各项检测精度是否达标。

4.3温度检测

精度要求：每个温度检测点<±1℃。

4.3.1将连接好的BMS和电池组放入高低温箱，并在BMS温度采集探头所接电芯极柱上，再接一路多路测温仪(测温精度小于0.5%)通道。同步BMS和多路测温仪时间。设置相同采样周期。

4.3.2测试环境设置

1) 箱内温度设置为0℃，待箱内温度为0℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

2) 设置箱内温度为25℃，待箱内温度为25℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

3) 设置箱内温度为50℃，待箱内温度为50℃且长时间不再快速变化时，分别通过BMS和多路测温仪记录电芯的温度。

4.3.3 同步BMS存储的温度数据和多路测温仪所存储的数据，计算出BMS温度检测精度，并验证是否达标。

4.4绝缘电阻检测

BMS检测系统对车底盘的电阻不小于1MΩ。

4.4.1绝缘电阻

可使用直接测量法，如利用摇表，测量出绝缘电阻。

4.4.2绝缘耐压性能

在电池管理系统的电量参数采样回路对壳体之间施加频率为50～60 Hz的正弦波形交流电压，试验电压为（2U+1000）V，历时1 min，其中U为电池系统的额定电压。

4.5热管理

当电池组温度过高，并最高和最低温度差别较大，BMS控制风扇开启，当温度恢复到正常范围，BMS控制风扇关闭。当电池组温度过低，需要加热时，不由BMS控制(这一条与江淮的不一样)。

4.5.1把连接好的BMS和电池组（常温下）放入高低温箱内（温度可设置为风扇开启的临界值偏大7℃），监控BMS中各采温的数据，待温度达到风扇开启条件时，可观察风扇的实际状态。

4.5.2待5.5.1完成，并数据保存后，改变高低温箱的设定温度（可以设置为常温态）。观察BMS中各温度变化，及风扇关闭时的温度状况。

4.5.3分析5.5.1和5.5.2的数据，得出风扇开启或关闭状态时，各采集温度的实际值，并验证是否达到要求。

4.6电池组SOC的估测

SOC反应出实际电池组剩余容量的状态，

SOC范围

SOC≥80%

80%>SOC>30%

SOC≤30%

精度要求

≤6%

≤10%

≤6%

4.6.1 SOC初始状态标定。将电池系统与迪卡龙连接好，0.2C放电至最低单体电压到2.5，停止放电。确保各个温度采集的偏差小于正负1℃。并将BMS的SOC初始状态设定为0（。其中，有些BMS通过最高单体电压达到3.65V，而标定SOC状态为100%）。

4.6.2将电池组的SOC调整为0%（放电至最低单体电压为2.5V），以0.2C对电池系统充电，每充电15min，休眠10min，直到电池组最高单体电压达到3.65V，停止充电。记录各时间段，实际充入的SOC和BMS存储的SOC的数据，计算出充电状态下，BMS的SOC检测精度。并与精度要求比较。

4.6.3将电池组的SOC调整为100%（充电至最高单体电压为3.65V），以0.2C对电池系统放电，每放电15min，休眠10min，直到电池组最高单体电压达到2.5V，停止充电。记录各时间段，实际充入的SOC和BMS存储的SOC的数据，计算出放电状态下，BMS的SOC检测精度。并与精度要求比较。

4.7电池放电次数积累

电池的寿命与电池本身的充放电相关，对锂电池来说，充放电次数实际是指充放电周期的次数（而不是只一次充放电）。锂电池没完成一个充放电周期，本身容量会减少一点。

4.7.1充电次数累积：初始状态SOC调整为20%（较低状态），充入30%的SOC，静置1min，放出10%的SOC，静置1min；接着再次充入30%的SOC, 静置1min，放出10%的SOC，静置1min；然后再次充入20%的SOC，停止充电。

4.7.2放电次数累积：以5.7.1完成后的状态为初始状态（SOC大约为80%），放出30%的SOC，静置1min，充入10%的SOC，静置1min；接着再次放出30%的SOC, 静置1min，充入10%的SOC，静置1min；然后再次放出20%的SOC，停止充电。

4.7.3每进行一次5.7.1和5.7.2的测试：

累积充入100%的SOC，当作一次充电周期。记录BMS中累积充入容量。

累积放出100%的SOC，当作一次放电周期。记录BMS中累积放出容量。

分别对5.7.1和5.7.2进行5-10次循环，从BMS中得出每次5.7.1累积充入电量和5.7.2累积放出的电量。以及验证BMS记录的充放电次数。

4.8均衡功能

4.8.1先对电池组以0.2C放电至最低单体电压为2.5V，停止放电。确保放电过程中各电芯温度差异不超过1℃。使用恒流源对电池组中随机的1或2只电芯多充入大约2%的SOC。

4.8.2 然后，每以0.2C对电池充电，充至最高单体电压达到3.65V，静置1min，以0.2C放电至最低单体电压为2.5V，静置1min，直到所有电芯在放电截止时电压均小于2.51V。记录循环次数及每次充放电过程中电压数据。 4.8.3分析记录的数据，计算出每次电压的调整率，每次启动均衡的条件，评估BMS的均衡功能。

4.9 与车载设备通信

将BMS装上车后，正常工作时，检验各车载设备能否正常通信。需要配合车上各种显示装置来确定。

4.10电池故障诊断与在线报警

电池故障来自电池的温度、电压、充放电电流等。

4.10.1单体电芯温度>设定值

通过外部条件（加热），使某一或某些采温电芯的温度偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯温度增加到极高状态，观察故障及报警状态。

4.10.2单体电芯温度<设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的温度偏低，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯温度降至到极低状态，观察故障及报警状态。

4.10.3单体电芯电压>设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的电压偏高，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯电压升至极高状态，观察故障及报警状态。

4.10.4单体电芯电压<设定值

通过外部条件，使某一或某些采温电芯的电压偏低，观测监控软件中BMS的故障显示，继续使电芯电压降至到极低状态，观察故障及报警状态。