儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，簡(jiǎn)稱BMS）作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心控制單元，具有電池狀態(tài)精準(zhǔn)估算、充放電智能管理、系統(tǒng)均衡與故障實(shí)時(shí)診斷等功能。儲(chǔ)能BMS控制器通過(guò)高精度傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)電池組的電壓、電流與溫度，并利用算法動(dòng)態(tài)估算其荷電狀態(tài)（SOC）與健康狀態(tài)（SOH），同時(shí)完成充放電過(guò)程的智能管理與電芯間的能量均衡。確保儲(chǔ)能系統(tǒng)在各種工況與復(fù)雜環(huán)境下，電池組的安全性、能效表現(xiàn)及循環(huán)壽命始終處于最優(yōu)狀態(tài)，從而保障系統(tǒng)安全、提升能源利用率及優(yōu)化全生命周期價(jià)值。

在HiL測(cè)試環(huán)境中，可以在不依賴于真實(shí)電池組的情況下，為儲(chǔ)能BMS提供所需的高壓模擬信號(hào)、電芯電壓與溫度傳感器信號(hào)、母線電流信號(hào)以及上層系統(tǒng)的通訊指令，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能BMS狀態(tài)估算算法、充放電邏輯、熱管理策略及故障診斷與保護(hù)機(jī)制的全面驗(yàn)證。同時(shí)，可高效執(zhí)行極限工況（如過(guò)充、過(guò)放、短路）、電芯一致性惡化及多重故障注入等實(shí)物測(cè)試中高風(fēng)險(xiǎn)、高成本或難以復(fù)現(xiàn)的測(cè)試場(chǎng)景，從而確保儲(chǔ)能BMS功能的安全性與可靠性。此外，在HiL測(cè)試環(huán)境中，通過(guò)并行測(cè)試與7×24小時(shí)無(wú)人值守自動(dòng)化測(cè)試，能夠顯著提升測(cè)試覆蓋率與效率，有效縮短儲(chǔ)能BMS的研發(fā)與驗(yàn)證周期。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB∕T34131-2023《電力儲(chǔ)能用電池管理系統(tǒng)》

一、方案組成：

北匯信息提供的儲(chǔ)能BMSHiL測(cè)試系統(tǒng)由軟件、硬件、模型三部分組成；

系統(tǒng)軟件部分主要包含CANoe、vTESTstudio，CANoe作為整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的控制、執(zhí)行軟件，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能BMS控制器的自動(dòng)化的閉環(huán)測(cè)試。vTESTstudio實(shí)現(xiàn)測(cè)試用例編寫(xiě)和自動(dòng)化測(cè)試。

硬件部分主要包含：實(shí)時(shí)處理器、通用IO板卡、總線通訊板卡、電池模擬器、絕緣電阻仿真板卡、總壓仿真模塊、母線電流仿真模塊、故障注入板卡等：

• 實(shí)時(shí)處理器：運(yùn)行電池模型、殘余總線模型，保證測(cè)試實(shí)時(shí)性；
• VT板卡：提供儲(chǔ)能BMS所需要的IO輸入信號(hào)，采集儲(chǔ)能BMS的IO輸出信號(hào)；
• 總線通訊板卡：提供儲(chǔ)能BMS所需要的CAN/CANFD總線通道與RS232/RS485通訊通道；
• 電池模擬器：提供儲(chǔ)能BMS采樣板所需要的電芯電壓、溫度傳感器信號(hào)；
• 總壓仿真模塊：提供儲(chǔ)能BMS所需要的總電壓信號(hào)；
• 母線電流仿真模塊：提供儲(chǔ)能BMS所需要的母線電流信號(hào)；
• 絕緣電阻仿真板卡：提供儲(chǔ)能BMS電池組與設(shè)備外殼之間的絕緣阻值；
• 故障注入板卡：提供儲(chǔ)能BMS相應(yīng)IO通道的故障模擬，包含短路、斷路、短電、短地、線間短路等；
• 環(huán)境試驗(yàn)箱：提供溫度與濕度或鹽霧環(huán)境；
• 耐壓測(cè)試儀：用于驗(yàn)證儲(chǔ)能BMS的耐壓能力;

電池模型：

基于Simulink搭建的二階RC電池模型，能體現(xiàn)電池動(dòng)態(tài)特性和極化現(xiàn)象。具有全局設(shè)置所有電芯SOC和溫度模式、全局設(shè)置所有電芯OCV和溫度模式以及單獨(dú)修改個(gè)別電芯OCV，三種初始模式。其中還包含等效阻抗、OCV等初值查表模塊以及充放電的不同分路。

測(cè)試用例包：

提供滿足GB_T 34131-2023國(guó)標(biāo)要求中的測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試用例包，可直接調(diào)用自動(dòng)化測(cè)試用例包進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，覆蓋的測(cè)試內(nèi)容如下：

二、典型測(cè)試場(chǎng)景：

• 數(shù)據(jù)采集：電池單體電壓或電池單體并聯(lián)體（電芯組）電壓信號(hào)采集、電池模塊電壓信號(hào)或電池簇電壓信號(hào)采集、電池簇電流信號(hào)采集
• 通信功能驗(yàn)證：對(duì)儲(chǔ)能BMS的CAN、RS485、以太網(wǎng)接口的通信功能進(jìn)行測(cè)試
• 報(bào)警功能測(cè)試：針對(duì)電池管理系統(tǒng)的報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試
• 保護(hù)功能測(cè)試：針對(duì)電池系統(tǒng)的故障狀態(tài)等級(jí)（一級(jí)、二級(jí)），進(jìn)行響應(yīng)處理時(shí)間的測(cè)試。
• 控制功能測(cè)試：可對(duì)電池管理系統(tǒng)控制電池簇和電池陣列投入和退出功能與調(diào)節(jié)電池溫度的控制功能進(jìn)行測(cè)試。
• 能量狀態(tài)估算測(cè)試：針對(duì)儲(chǔ)能BMS的能量狀態(tài)估算功能進(jìn)行測(cè)試
• 均衡功能測(cè)試：針對(duì)儲(chǔ)能BMS的均衡功能進(jìn)行測(cè)試，包含均衡開(kāi)啟條件和均衡電流測(cè)量
• 環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試：包含高低溫測(cè)試、耐濕熱測(cè)試、耐鹽霧測(cè)試；
• 電器適應(yīng)性測(cè)試：包含供電電壓測(cè)試、過(guò)電壓測(cè)試、反向電壓測(cè)試、信號(hào)與負(fù)載回路短路測(cè)試

三、方案特點(diǎn)：

北匯信息提供的儲(chǔ)能BMS HiL測(cè)試系統(tǒng)

• 支持功能測(cè)試、故障診斷等測(cè)試，可擴(kuò)展PCS與EMS測(cè)試；
• 可以模擬極端工況以及電氣故障
• 模塊化的VT板卡，易于擴(kuò)展、復(fù)用
• CANoe豐富的軟硬件接口，支持集成第三方軟硬件
• 基于北匯信息豐富的測(cè)試系統(tǒng)搭建和服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，提供真正交鑰匙系統(tǒng)