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高壓電池BMS測試的高效解決方案

時間:2024/12/25閱讀:862
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ISO-SPI模擬技術:高壓電池BMS測試的高效解決方案

 

電動車電池電壓有從400V800V增加,及大型儲能系統(tǒng)電池電壓從600V - 900V1500V增加的趨勢,工程師在提出高壓電池BMS硬件在環(huán)(HIL)需求時,面臨電池芯通道數(shù)與仿真效果的兩難選擇:當通道數(shù)不足時往往需使用測試版韌體來縮小系統(tǒng)規(guī)模,如此不僅省略了真實系統(tǒng)中數(shù)以百計電池芯串數(shù)的系統(tǒng)復雜性,也難以精確仿真完整系統(tǒng)發(fā)生同時多處異常,或不同異常情境互相影響等的復雜工況;而配置滿信道數(shù)的電芯仿真器則又會導致成本與空間需求大幅增加。

 

這些高電壓電動車鋰電池組與大型儲能系統(tǒng)廣泛采用分布式BMS架構,其中包含BCU (電池控制單元)與BMU(電池管理單元)。BMU負責監(jiān)測電芯電壓與溫度等數(shù)據(jù),并執(zhí)行電芯平衡功能;BCU根據(jù)BMU傳遞的信息進行電池組管理、安全保護及外部通訊。在高壓環(huán)境中,ISO-SPI通訊技術以高壓隔離與低成本特性,成為內部通訊的主流選擇。

 

透過ISO-SPI模擬技術來模擬BCUBMU互動情境,可使BCU主板辨識虛擬BMU為完整系統(tǒng)的一部分,亦可以模擬BCU來單獨測試BMU子板,因此無需準備滿信道數(shù)的電芯仿真器與全部的待測物,即可構建完整的測試平臺。

img1 

ISO-SPI simulator虛擬數(shù)個BMU與電芯仿真器搭配的混合測試系統(tǒng)

img2 

ISO-SPI simulator可模擬BCU,對BMU單獨進行測試

 

該技術需滿足兩大關鍵要求:

 

高速性:以BMS常使用的NXP MC33771B MC33664 IC組合為例,ISO-SPI速率達2Mbps仿真系統(tǒng)需能快速響應并維持穩(wěn)定通訊。

 

高兼容性:不同廠牌的IC在數(shù)據(jù)格式與控制程序上差異大,仿真器需具備硬件與軟件的更新適配能力,實現(xiàn)廣泛兼容。

 

ISO-SPI模擬技術以FPGA架構為核心,透過韌體升級靈活支持多種BMS使用的前端處理與通訊 IC,滿足高速與兼容需求。

 

在環(huán)測試平臺運用此技術,實現(xiàn)電芯仿真器搭配虛擬待測物的方式建立完整的BMS測試平臺,進行包含真實與虛擬的動態(tài)場景、故障注入、模型導入等測試,顯著降低測試成本,成為電池開發(fā)與測試的高效工具。


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