专利名称：一种电池管理系统智能检测平台及检测方法
技术领域：
本发明属于混合动力汽车的动力电池领域，尤其涉及一种电池管理系统的检测手 段。
背景技术：
随着全球对节能和环保意识的增强，混合动力汽车的发展趋势越来越大。动力电 池组是混合动力汽车的关键部件，需要电池管理系统对其进行实时监测。针对电池管理系 统的功能是否符合实际要求，必须对其进行验证，从而及时发现电池管理系统的缺陷，避免 整车运行时发生事故。因此，在混合动力汽车的研究中，设计出一种经济、有效的电池管理 系统功能验证平台具有重要的意义。在已有的专利中有对电池管理系统功能验证平台的相关描述，如实用新型名称为 一种动力电池管理系统的检测装置的专利(专利号ZL200520121096. 3)该专利公开了一种 动力电池组管理系统的检测装置，包括电源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、温度 输出控制模块、处理器控制模块、输入/输出控制模块、通信模块和上位机模块，所述电源 管理模块、电压控制模块、电流控制模块、温度输出控制模块、输入/输出控制模块和通信 模块分别与处理器控制模块相连接，同时上位机模块通过通信模块与处理器模块进行各种 数据通信。该实用新型能够模拟产生动力电池管理系统所有的输入信号，方便检测人员对 动力电池管理系统进行检测，实现对动力电池组管理系统进行诊断的功能；如实用新型名 称为电池管理器测试平台的专利(专利号ZL200720121933. 1)，该专利中是通过IO数字信 号输入检测单元、CAN网络数据输入分析单元、CAN网络指令输入分析单元接受检测数据及 指令数据并传输给MCU控制单元，通过MCU控制单元处理后将其发送给模拟信号输出单元 和CAN网络信息输出单元，用以模拟各种信号到电池管理系统中，实现管理系统功能验证。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提出一种电池管理系统智能检测平 台及方法，使其能够真实模拟动力电池，准确的检验电池管理系统的功能及精度，能够模拟 环境影响，对电池管理系统进行极限条件试验，使平台的测试过程简单化、快速化。让测试 平台成为电池管理系统量产的基础和保障。为实现上述目的，本发明根据电池管理系统的技术条件和工作原理，设计优化了 智能测试平台的多种模块方案
1、电源管理模块中的对电池管理系统的电源适应性检测的方案；
2、电压控制模块中的动力电池单节电压的信号产生及对电池管理系统的单节电压检 测模块的监测方案、动力电池总电压信号产生及对电池管理系统的总电压检测模块的监测 方案；
3、电流控制模块中的动力电池总电流信号产生及对电池管理系统的总电流检测模块 的监测方案、动力电池充电电流信号产生及对电池管理系统的充电电流检测模块的监测方案；
4、温度输出控制模块中的对电池管理系统的温度模块的检测方案；
5、输入输出模块中的对电池管理系统的实时时钟模块的检测方案和对电池管理系统 的继电器控制模块的监测方案；
6、通信模块中的CAN通信接口及通信协议方案；
7、上位机模块中的PC上位机监控及界面方案。分析各个模块的特点，考虑它们的共性与区别，对它们进行合理的组合，减少系统 的冗余，提高集成度，最后形成完整的系统平台。本发明所述的智能检测平台包括电源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、温 度输出控制模块、处理器控制模块、输入/输出控制模块、通信模块和上位机模块；所述电 源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、输入/输出控制模块和通信模块分别与处理器 控制模块相连接，同时上位机模块通过通信模块与处理器模块进行数据通信。所述电源管理模块除对上位机模块以外的其他所有模块进行直接供电，同时该模 块还对被测试设备(即电池管理系统)进行直接供电；该模块提供其他模块和被测试设备需 要的各种直流电源和信号，其中提供给被测试设备的电源可以在6V-18V之间自动循环调 整，用以检测被测试设备的电源电压适应性。所述电压控制模块与处理器模块连接，接收处理器的控制命令，然后根据命令内 容通过数模转换电路向被测设备输出相应的电压信号，然后再通过通信模块将被测设备的 测得电压信号的数据传回处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的电压采集模块是否 正常，进而完成被测设备电压模块的检测；另外电压控制模块输出的电压信号在一定的电 压值范围之内可通过PC监控界面进行任意配置，电压控制模块自身也对此电压信号进行 采集，以确定其实际精度。所述电流控制模块与处理器模块连接，接收处理器的控制命令，然后根据命令内 容通过数模转换电路向被测设备输出相应的电流信号，然后再通过通信模块将被测设备的 测得电流信号的数据传回处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的电流采集模块是否 正常，进而完成被测设备电流模块的检测；另外电流控制模块输出的电流信号在一定的电 流值范围之内可通过PC监控界面进行任意配置，电流控制模块自身也对此电流信号进行 采集，以确定其实际精度。所述温度输出控制模块直接与被测设备连接，无需接收处理器的控制命令，由被 测设备直接对其进行控制，所述检测平台通过通信模块将被测设备的测得温度信号的数据 传回处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的温度采集模块是否正常，进而完成被测 设备温度采集模块的检测。所述处理器模块除与上位机模块直接相连外，还对其他模块进行综合管理和控 制，读取各个模块的工作状态和数据，同时控制相应的模块进行指定的操作；此外，处理器 模块还进行数据处理，解析上位机通过通信模块下发的命令，并将运算结果通过通信模块 上传到上位机显示界面。所述输入/输出控制模块与处理器模块连接，接收被测设备的I/O信号并传送给 处理器，同时接收处理器的命令，向被测设备发送I/O信号；该模块完成一些简单的开关信 号通信或者开关的打开与关闭。
所述通信模块由CAN通信与串口通信组成，CAN通信连接于处理器模块和被测设 备之间，串口通信连接于处理器模块与上位机模块之间，该模块负责所有的数据传递。所述上位机模块通过通信模块的串口与处理器模块相连，用于显示处理器模块上 传的所有信号数据，以及下发用户对测试平台的控制命令和数据。利用以上电池管理系统智能检测平台进行检测的方法，其是利用6V-18V的循环 供电检验电源模块的电压适应能力，向电池管理系统提供多路单个电池电压信号、一路总 电压信号和电流信号以检验电压采集模块和电流采集模块，通过轮流切换电路的绝缘性来 检验电池管理系统的绝缘检测模块，最后通过与电池管理系统的CAN网络通信发送继电器 和HANDSHAKE(握手信号)控制命令并接收电池管理系统各个模块的检测数据以分析电池 管理系统的整体工作状态，完成电池管理系统的检验，实现真实模拟动力电池，准确的检验 电池管理系统的功能及精度。所述检测方法中检测项目包括对以下功能模块的检测电池电压控制模块，检测 电池的总电压；电流控制模块，检测电池总电流；温度输出控制模块，检测电池的温度；各 功能模块将检测到的信号通过通信模块传输到处理器，处理器得到的信号量与上位机发送 的信号进行对比，以确定实际精度。与已有技术相比较，本发明的优点在于
1、本发明为集中式检验平台，即本系统将电池管理系统的所有功能都完全覆盖，能够 迅速全面准确的检验一个产品的各项功能指标，提高了电池管理系统在生产阶段的质量检 验效率。2、本发明能够模拟电池管理系统真实的电气工作环境，并且供电方便，安全无人 员触电和电池故障等危险，方便对电池管理系统进行各种环境试验和电磁试验。3、本发明可以通过平台与PC机的链接，通过PC上的监控界面，全面方便的对电池 管理系统进行监视和控制，以及保存记录测试数据，以供追溯参考。综上，该检测平台能够真实模拟动力电池，准确的检验电池管理系统的功能及精 度，能够模拟环境影响，对电池管理系统进行极限条件试验，使平台的测试过程简单化、快 速化，让测试平台成为电池管理系统量产的基础和保障。


图1为本发明提出的电池管理系统智能检测平台检测策略总体结构框图； 图2为本发明提出的电池管理系统智能检测平台模块电压采集原理示意图； 图3为本发明提出的电池管理系统智能检测平台电压输出模块原理示意图； 图4为本发明提出的电池管理系统智能检测平台总电流采集原理示意图。
具体实施例方式图1为电池管理系统智能检测平台检测方法总体结构框图。平台首先向电池管理 系统输出持续稳定的电池模拟信号，包括多路电压信号、电流信号和温度信号，然后根据PC (上位机)监控界面下发的命令决定是否向电池管理系统写入时间数据，之后周期性的通过 CAN网络向电池管理系统发送控制命令，使电池管理系统周期性的向检测平台传送各模块 的数据，包括电压电流温度和时钟数据以及绝缘握手继电器状态数据，以供分析电池管理系统的整体状态。最后再将分析得到所有数据上传到PC监控界面。以下结合附图对本系统主要信号模块作进一步说明。图2和图3为电压控制模块原理示意图，电压控制模块由电压采集模块、电压输出 模块等组成。图2为模块电压采集原理示意图，模块电压信号由检测平台产生，通过DSP检测到 该信号，经过模数DAC、运算放大电路、数模ADC电路后发送到电压输出模块。图3模块电压输出原理示意图，该模块通过HV/12V来控制继电器的吸合与断开， 进而产生电路轮流切换，将各模块电压输出，并通过通信模块将各电压信号发送给处理器 控制模块，在设定电压之间可通过PC监控界面进行任意配置，此外系统自身也对此电压信 号进行采集，以确定其实际精度。图4为电流控制模块原理示意图，总电流信号由检测平台产生，通过DSP检测到该 信号，经过模数DAC、电阻分压、运算放大电路、数模ADC电路后发送到处理器控制模块，并 且在设定电流之间可通过PC监控界面进行任意配置，此外系统自身也对此电流信号进行 采集，以确定其实际精度。同时，电池管理系统智能检测平台还对电池管理系统的数据通信和数据存储进行 检验。以确保电池管理系统的核心器件和软件的正确运作。
权利要求
1.一种电池管理系统智能检测平台，其特征在于所述智能检测平台包括电源管理模 块、电压控制模块、电流控制模块、温度输出控制模块、处理器控制模块、输入/输出控制模 块、通信模块和上位机模块；所述电源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、输入/输出 控制模块和通信模块分别与处理器控制模块相连接，同时上位机模块通过通信模块与处理 器模块进行数据通信；所述电源管理模块除对上位机模块以外的其他所有模块进行直接供电，同时该模块还 对被测试设备，即电池管理系统进行直接供电；该模块提供其他模块和被测试设备需要的 各种直流电源和信号，其中提供给被测试设备的电源在6V-18V之间自动循环调整，用以检 测被测试设备的电源电压适应性；所述电压控制模块与处理器模块连接，接收处理器的控制命令，然后根据命令内容通 过数模转换电路向被测设备输出相应的电压信号，然后再通过通信模块将被测设备的测得 电压信号的数据传回处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的电压采集模块是否正 常，进而完成被测设备电压模块的检测；另外电压控制模块输出的电压信号在一定的电压 值范围之内可通过PC监控界面进行任意配置，电压控制模块自身也对此电压信号进行采 集，以确定其实际精度；所述电流控制模块与处理器模块连接，接收处理器的控制命令，然后根据命令内容通 过数模转换电路向被测设备输出相应的电流信号，然后再通过通信模块将被测设备的测得 电流信号的数据传回处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的电流采集模块是否正 常，进而完成被测设备电流模块的检测；另外电流控制模块输出的电流信号在一定的电流 值范围之内可通过PC监控界面进行任意配置，电流控制模块自身也对此电流信号进行采 集，以确定其实际精度；所述温度输出控制模块直接与被测设备连接，无需接收处理器的控制命令，由被测设 备直接对其进行控制，所述检测平台通过通信模块将被测设备的测得温度信号的数据传回 处理器，通过分析该数据即能得到被测设备的温度采集模块是否正常，进而完成被测设备 温度采集模块的检测；所述处理器模块除与上位机模块直接相连外，还对其他模块进行综合管理和控制，读 取各个模块的工作状态和数据，同时控制相应的模块进行指定的操作；此外，处理器模块还 进行数据处理，解析上位机通过通信模块下发的命令，并将运算结果通过通信模块上传到 上位机显示界面；所述输入/输出控制模块与处理器模块连接，接收被测设备的I/O信号并传送给处理 器，同时接收处理器的命令，向被测设备发送I/O信号；该模块完成一些简单的开关信号通 信或者开关的打开与关闭；所述通信模块由CAN通信与串口通信组成，CAN通信连接于处理器模块和被测设备之 间，串口通信连接于处理器模块与上位机模块之间，该模块负责所有的数据传递；所述上位机模块通过通信模块的串口与处理器模块相连，用于显示处理器模块上传的 所有信号数据，以及下发用户对测试平台的控制命令和数据。
2.利用权利要求1所述的电池管理系统智能检测平台进行检测的方法，其特征在于， 检测平台首先向电池管理系统输出持续稳定的电池模拟信号，包括多路电压信号、电流信 号和温度信号，然后根据上位机监控界面下发的命令决定是否向电池管理系统写入时间数据，之后周期性的通过CAN网络向电池管理系统发送控制命令，使电池管理系统周期性的 向检测平台传送各模块的数据，包括电压电流温度和时钟数据以及绝缘握手继电器状态数 据，以供分析电池管理系统的整体状态，最后再将分析得到所有数据上传到上位机监控界 面，完成电池管理系统的检验，实现真实模拟动力电池，准确的检验电池管理系统的功能及 精度。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统智能检测平台进行检测的方法，其特征在于 所述检测方法中检测项目包括对以下功能模块的检测电池电压控制模块，检测电池的总 电压；电流控制模块，检测电池总电流；温度输出控制模块，检测电池的温度；各功能模块 将检测到的信号通过通信模块传输到处理器，处理器得到的信号量与上位机发送的信号进 行对比，以确定实际精度。
全文摘要
本发明提出了一种电池管理系统智能检测平台及检测方法，所述平台包括电源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、温度输出控制模块、处理器控制模块、输入/输出控制模块、通信模块和上位机模块；所述电源管理模块、电压控制模块、电流控制模块、输入/输出控制模块和通信模块分别与处理器控制模块相连接，同时上位机模块通过通信模块与处理器模块进行数据通信。该检测平台能够真实模拟动力电池，准确的检验电池管理系统的功能及精度，能够模拟环境影响，对电池管理系统进行极限条件试验，使平台的测试过程简单化、快速化，让测试平台成为电池管理系统量产的基础和保障。
文档编号G01R31/36GK102073017SQ20101059418
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月18日 优先权日2010年12月18日
发明者万礼华, 姚振辉, 张后亮, 朴昌浩, 杨辉前, 苏岭, 赵立波, 陈星灿 申请人:重庆金美通信有限责任公司, 重庆长安新能源汽车有限公司, 重庆长安汽车股份有限公司