科梁汽车电子电池管理系统应用案例

方案简介

动力电池作为系能源车辆重要的组件，其研发一直是新能源车辆研究的重要组成部分。科梁依托在电力动力领域多年的工程经验和技术，为动力电池的仿真和测试提供全方位的技术服务于技术开发方案。主要包括建模分析、电池模拟、故障模拟、系统集成、BMS开发支持、HiL测试等

电池单体模拟器

电池管理系统（BMS）作为储能系统的管理模块，负责控制可充电电池的充放电过程，保证电池的高效安全使用。KL2624电池单体模拟器提供了一种高效、安全并且系统化测试的方式，可以模拟电池单体的不同状态，实现BMS的硬件在环测试。

KL2624是一台24通道的高精度电池单体模拟器，每可通过实时仿真机或PC机进行控制，只需通过更换不同的MATLAb/Simulink电池模型，便可实现各类电池特性的模拟和输出。24通道的电池单体电压可在0.1V~5V内单独调整，精度在±1mV以内。每个通道可支持主动和被动均衡，双向电流输出能力均为1A，且每个通道带有电流采集功能，采集精度在±2mA以内，采集到的均衡电流反馈到上位机模型进行SOC的更新计算并相应调整输出电压，从而实现均衡过程的闭环测试。

另外，KL2624具有24个温度模拟通道以及故障注入（FIU）模块。温度模拟通道可模拟电池温度变化过程，以热敏电阻输出的形式与BMS的温度监控模块相连。故障注入模块包括单体的故障模拟和温度采集的故障模拟，可模拟单体的短路、单体间开路、温度采样线开路、短路等故障。

功能特点

模拟24节单体（电压和温度）

可堆叠至200节单体，隔离电压1500V

支持主动均衡和被动均衡

高精度的电压、电流和电阻输出

标准3U模块化硬件板卡

内置故障注入单元（FIU）

模块化设计、可配置

硬件保护设计

高隔离电压

电池模拟器具有可堆叠式设计，2500V的高隔离电压使其可以模拟电池单体串联数达到200节以上。

被动均衡和主动均衡的支持

电池模拟器各通道的电流输出能力和吸收能力都在1A以上，并具有电流回采功能，支持被动均衡和主动均衡的能力，并通过高精度模型解算后实时调整电池模拟通道的电压和SOC等，实现均衡过程的闭环。

模拟器除了电池单体模拟通道外，具有温度模拟通道，模拟电池的温度变化。温度模拟通道的大输出范围和高精度特性，使其满足各类温度传感器的模拟。其温度模拟输出可由电池热模型解算后实时地智能调整。

精密电池模型

提供成熟的电池模型，模型具有高精度和可参数化特性，真实电池实验数据的拟合使高阶电池模型能够实现电池充放电和极化过程的精密模拟，为BMS的采集精度测试提供了保障。

各类故障模拟

模拟单体电池短路、开路、过压保护、过温保护、故障诊断、隔离及充电均衡等不同的故障模式进行模拟和验证，对电池可能出现的故障进行全面的模拟，验证故障对策的有效性和性能稳定性，确保电源系统安全可靠供电，同时该系统可以代替真实电池应用于可靠性试验验证。

系统级测试

专业提供自动测试系统的完善工程配置，不仅配置电池组模拟及各类故障模拟，还配置有冷却系统模拟、安全监测系统模拟、整车控制器等其他系统模拟，为BMS创造一个极为真实的试验环境，从而实现完整有效的系统测试。该系统作为BMS的系统化测试平台，适用于对BMS做以下功能验证：

电池充放电控制功能

电池总电压和电流监测功能

电池单体电压监测功能

电池单体均衡功能

电池SOC估计功能

电池组温度管理功能

电池安全控制功能

故障诊断和处理功能

系统间通信功能

BMS硬件在环测试系统

KL2624电池单体模拟器可应用于新能源汽车、空间电源系统、微电网储能系统等各个领域的储能系统测试和验证。下述为一个典型的应用系统，该系统集成了5台KL2624模拟器来模拟一个由120节电池串联组成的电池包。

该系统由一台PC主机、一台实时仿真器、一套电池包模拟器和被测的BMS组成。PC主机运行仿真和测试的监控软件，为该系统的人机接口。实时仿真机中运行除BMS以外的所有模型，并通过数字量和模拟量的I/O以及通讯总线与BMS进行交互。电池包模拟器由5台单体模拟器级联而成，通过该模拟器，BMS的单体电压监控模块和总压监控模块可直接进行电压采集，且BMS的均衡电路也可直接进行单体间的均衡操作，产生的均衡电流在模拟器内进行采集并实时更新电池均衡后的状态，另外通过电池温度模拟模块以及电池故障注入单元等可直接验证BMS的温度采集功能和故障诊断功能。