如圖所示,臺架主要由兩個機柜組成: CMC測試機柜,BMC測試機柜, CMC測試機柜的主要功能有:模擬電池通道( 數量108節電池); 模擬40個溫度傳感器模擬通道; 模擬電芯故障等
BMC測試機柜的主要功能有:BMC外圍電器系統模擬、繼電器故障模擬、絕緣故障模擬等。
BMC測試機柜中還帶有實時處理器,用于加載虛擬整車模型,以構成BMC運行的交互環境。
實物狀態:
測試環境1:CMC測試臺架
被測對象:delphi CMC控制器:
主要功能:
均衡執行
電壓監控
溫度監控
測試環境2:BMC測試臺架
被測對象:
delphi BMC控制器:
主要功能:
絕緣檢測
均衡控制
高壓互鎖
SOC、SOF估算
內阻估算
本測試臺架由兩個機柜組成。1號機柜為BMC模擬箱,通過與上位機的通信來給BMC發送信號,實現控制功能。2號機柜為CMC模擬箱,負責模擬單體電壓及溫度信號。
1號機柜從上到下分別為電源分配箱、低壓電源、高壓電源、高壓故障注入箱、故障注入箱、BMS抽屜、信號調理板電源、信號調理板和NI機箱。電源分配箱給其他設備供電,其中輸出三相電給高壓電源;給其他設備提供220V電源;給機箱后門、抽屜處的接近開關和前面板右側的急停開關提供工作電壓。高壓電源用來模擬電池包總電壓,其輸出的電壓經過一個高壓繼電器進入機柜后側插排,再進入BMS抽屜,接到BMS對應的線端。其中高壓繼電器由急停,接近開關和程序控制通斷,插排上接線處還并聯了故障注入箱的高壓輸出。低壓電源輸出12V電壓經過低壓繼電器到BMS的KL15,30等低壓信號,這些繼電器的通斷由程序控制。故障注入盒由CAN線控制模擬的故障類型,同時將故障狀態反饋給BMS。絕緣檢測接在高壓電源正負級之間測量整體的絕緣阻值。BMS抽屜安放BMS控制器并匯總接入BMS的線束。調理板電源輸出±5V和12V電壓給信號調理板供電。信號調理板將NI機箱的信號調理成數字和模擬信號輸出,其中部分用來控制繼電器,部分接到抽屜中與BMS相連。NI機箱通過網線與上位機通信,輸出ACDC信號給調理板,并引出4路CAN線。其中Ctrl_CAN控制信號調理板、故障注入箱和2號機柜的2個單體模擬箱以及2個故障注入箱;CAN1,2,3接入BMS抽屜中,其中CAN3還是2號機柜的CMC_CAN。后,所有的CAN線都被引到了機柜正面左側的DB9頭子,方便調試。
接線方面,電源分配箱輸出220V電壓到機箱后背的供電插線排上,2個模擬箱電源線都接這個供電插排。2個電池模擬箱按順序級聯,每個單體模擬箱都輸出24路電壓信號和12路溫度信號,這些信號線先進入CMC采樣故障注入箱,再進入抽屜。CMC抽屜中有4排菲尼克斯接插件,左右各兩層,如圖所示。下層接電壓溫度信號的負,上層為電壓溫度的正,每一路電壓信號又分輸出線和采樣線兩股,所以上層為單體電壓的輸出正與采樣正,下層為電壓的輸出負與采樣負。每排接插件的頂部都預留了一定數量,用來接BMS和CMC之間的低壓信號,如KL15、30、31以及CMC_CAN等。這些信號線都從1號機柜引出,經過機柜間接插件進2號機柜后方插排,再由航空插頭接入CMC抽屜。后,所有的CAN線都被引到了機柜正面左側的DB9頭子,方便調試。
各關鍵節點接線圖
1.1 BMS抽屜
1.2 BMS機柜背面接線
1.3 BMS機柜側面接線
1.4 BMS機柜NI機箱
2.1 機柜間接插件
2.4 前面板調試接口DB9
主界面主要功能有:駕駛員操作加速、剎車、檔位、鑰匙信號、點火;充電按鍵、插座;儀表車速、轉速顯示、SOC顯示、絕緣阻值狀態;電池包基本狀態顯示:總電壓、總電流、車輛端電壓、主正、主負、預充電繼電器狀態指示。電池管理系統模式狀態顯示, 電池SOC顯示、溫度狀態顯示。
診斷及故障注入界面主要功能有:BMC故障狀態顯示,過溫故障、低溫故障、繼電器粘連故障、開路故障、絕緣阻值故障等。注入單體電芯故障:電芯短路故障、級聯斷路故障、采樣線斷路故障模擬。
故障觀測界面 |
主要功能有:觀測模擬電芯狀態,SOC、電壓等,觀測CMC采集電池電壓狀態,均衡狀態模擬。
虛擬汽車模型主要用于仿真:電池模型、電機外特性模型、駕駛員模型、縱向動力學模型、整車控制器虛擬節點等。
虛擬模型 實時處理器