BMU电池管理系统通用技术规范

1、管理编号电池管理系统通用技术规范（BMU通用技术规范）? 江苏利维能电池系统有限公司文 件 编 号：产 品 名 称：JS20151120-01电池管理系统（ BMS）V1.0文 档 版 本：批准审核校对编制技术部2015年 8 月 1日版本履历版本日期变更者变更章节变更内容变更理由第 1.0 版2015.05.10赵远所有管理编号目录1 概述 32 引用标准 33 术语定义 34 测试设备 35 测试对象 46 测试项目 47 测试方法及结论 5.7.1 BMS 电气安全性测试 5.7.1.1 绝缘电阻测试 5.7.1.2 绝缘耐压测试 5.7.2 BMS（MBU ）基本功能性能 6.7.2.

2、2 欠电压运行测试 6.7.2.3 反接保护测试 6.7.2.4 单体电压采集精度测试 6.7.2.5 总电压采集精度测试 7.7.2.6 电流采集精度测试 8.7.2.7 温度采集精度测试 9.7.2.8 SOC 计算精度测试 9.7.2.9 绝缘电阻检测功能测试 9.7.2.10 电池故障诊断及安全保护测试 1.37.2.11 BMS 功耗测试 1.3.7.2.12 均衡性能测试 1.4.7.2.13 热管理功能测试 1.4.7.2.14 电池充放电数据记录功能测试 1.47.2.15 软件在线升级功能测试 1.57.3 BMS 环境适应性测试 1.5.7.3.1 高温工作测试 1.5.7

3、.3.2 低温工作测试 1.5.? 江苏利维能电池系统有限公司37.3.3 高温存储测试 1.6.7.3.4 低温存储测试 1.6.7.3.5 耐湿热性能测试 1.6.1.77.4 EMC 性能测试 试验设备： HP 8591EM7.5 BMS 容错性能试验 1.7.7.5.1 温度采集丢失试验 1.7.7.5.2 电压采集丢失试验 1.7.7.5.3 电流采集丢失试验 1.7.附录 A 实验电路示意图 1.8.管理编号1 概述本文描述 EVPS 电池管理系统（主控单元 / 采集单元）产品测试项目、测试方法以及 测试原理。2 引用标准QC/T897-2011-电动汽车用电池管理系统技术条件GB

4、/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法GB/T 18384.3-2001 电动汽车安全要求 第 3 部分：人员触电防护3 术语定义BMS 电池管理系统EMC 电磁兼容性4 测试设备编号仪表名称参考型号备注10-80V 可编程电源DWW-K0-80VV/0-30A20-500V 直流电源自制2A3数字万用表FLUKE-17B4台式数字万用表FLUKE-455计算机及 CAN收发器6多点测温计DX220-1-330 通道7耐压测试仪CC2672A8高低温箱SDJ605F9兆欧表500V10模拟马达负载自制0-75KW11模拟 DC/DC负载自制0-5KW12模

5、拟空调 / 暖风负载自制0-5KW13模拟液压负载自制0-5KW? 江苏利维能电池系统有限公司4管理编号14充电设备自产6KW15电池组144V/32AH40 串5 测试对象序号名称型号数量1主控模块BP288 MBU12采集模块BP288 BMS43双量程霍尔传感器DHAB S/1514主正继电器EVR250-AB15主负继电器EVR250-AB16暖风/ 空调继电器EVR30-12S17液压控制继电器EVR30-12S18预充电继电器EVR30-12S19预充电阻50 /100W16 测试项目序号类别测试项目测试标准及方法1BMS 电气安全 性测试绝缘电阻测试QC/T 897-2011-5

6、.2绝缘耐压性能测试QC/T 897-2011-5.3过电压运行测试QC/T 897-2011-5.7欠电压运行测试QC/T 897-2011-5.8反接保护测试QC/T 897-2011-5.172BMS 基本功 能性能测试单体电压采集精度测试QC/T 897-2011-5.4总电压采集精度测试QC/T 897-2011-5.4电流采集精度测试QC/T 897-2011-5.4温度采集精度测试QC/T 897-2011-5.4SOC计算精度测试QC/T 897-2011-5.5绝缘电阻检测测试GB/T 18384.3-2001电池故障诊断及安全保护测试QC/T 897-2011-5.6BMS

7、功耗测试均衡功能测试热管理功能测试电池充放电数据记录功能测试软件在线升级功能测试3BMS环境适应 性测试高温工作测试QC/T 897-2011-5.9低温工作测试QC/T 897-2011-5.10高温存储测试QC/T 897-2011-5.11低温存储测试QC/T 897-2011-5.12? 江苏利维能电池系统有限公司12耐湿热性能测试GB/T 2423.44EMC 性能测试电磁辐射抗扰性GB/T 17619-19985BMS 容错性能 测试温度采集丢失测试电压采集丢失测试电流采集丢失测试7 测试方法及结论7.1 BMS 电气安全性测试7.1.1 绝缘电阻测试试验设备： 500V 兆欧表。

8、 试验方法：将电池管理系统接高压信号端子（总压采集 线、电池单体电压采集线等）短接在一起 记为高压端子，将 BMS低压信号端口（ 12V/24V 电源输入线、 CAN通信线等）与外壳短接在一起，作为低压端子，在高压端子和低压端子 之间施加 500VDC电压进行绝缘电阻测量。试验结果：绝缘电阻 >5M。优于引用标准中规定绝缘电阻 >2M 的技术要求。7.1.2 绝缘耐压测试试验设备：耐压测试仪。 试验方法：将电池管理系统接高压信号端子（总压采集 线、电池单体电压采集线等）短接在一起作为高压端子，将 BMS低压信号端口（ 12V/24V电 源输入线、 CAN通信线等）与外壳短接在一起，

9、作为低压端子，在高压端子和低压端子之 间施加频率为 50HZ的正弦波交流电压，试验电压幅值见下表。项目型号BP288 MBU主控单元BP288 BMS采集单元高低压端子间施加的试验电压3000Vac1500Vac试验结果 ：试验过程中无击穿或闪络发生。 满足引用标准中规定耐压测试过程中无击 穿或闪络等破坏性放电现象的技术要求。7.2 BMS（MBU ）基本功能性能7.2.1 过电压运行测试试验结论BMS 总压电压采集最大误差为 -0.4V （-0.2%FS）。优于引用标准要求的总压电压采样 误差±2%FS。试验设备： DWW-直K 流电源试验方法：将直流电源的输出调整为恒压 32.5

10、V ，连接到 BMS （MBU）电源输入线， 开启直流电源，持 续 1 小时，通过上位机或显示屏观察 BMS（MBU） 工作状态。试验结果：运行 1 小时后，上位机和显示屏上无异常显示， BMS（ MBU）工作状正 常。优于引用标准中规定的 BMS（MBU） 在 32V 过电压运行下正常工作的技术要求。7.2.2 欠电压运行测试试验设备： DWW-K直流电源。试验方法：将直流电源的输出调整为恒压 8.8V，连接到 BMS（MBU ） 电源输入线， 开启直流电源，持 续 1 小时，通过上位机或显示屏观察 BMS （MBU ）工作状态。试验结果：运行 1 小时之后，上位机和显示屏上无异常显示， B

11、MS 工作状态正常。满 足引用标准中规定的 BMS（MBU ） 在 9V 欠电压运行下正常工作的技术要求。7.2.3 反接保护测试试验设备： DWW-K直流电源。试验方法：将直流电源的输出调整为恒压 24V，正负极反接到 BMS （MBU）电源输入 端，持续 5 分钟； 再将电源正确连接到 BMS（MBU） 输入端，观察 BMS （MBU）能否正 常工作。试验结果：在正负极反接完成之后，上位机和显示屏上无异常显示， BMS （MBU）工 作状态正常。满足引用标准中规定的 BMS（MBU） 应具有反接保护功能的技术要求。7.2.4 单体电压采集精度测试试验设备： DWW-K直 流电源， FLUK

12、E-45万用表。 试验方法：对电池进行充放电，用万 用表测量并记录在不同电压下的单体电压值，同时记录 BMS 自身采集的电池的单体电压 值。试验结果： 40 串单体电池电压 BMS 采集值如下表所示试验结论：对于试验的 40 支电池， BMS 单体电压采集最大误差为 5mV（0.1%FS。） 优于 引用标 准要求的单体电压采样误差 <± 0.5%FS。7.2.5 总电压采集精度测试试验设备： 0-500V 直流电源 （ 自制） ，可调直流稳压电源， FLUKE-45数字万用表。 试验方法：将电池组总压采集线接到 0-500V 直流电源 （ 自制）可调直流稳压电源输出端，调 整输

13、出电压从 0200V 变化，用数字万用表测量电池组总电压值并记录，同时记录 BMS 所 采集的电池组总电压值。试验结果：电池组总电压 BMS 采集值与实测值对比如下表所示 :序号BMS 采集电压（ V ）实测母线电压 （V）误差 （V）1000225.125.20.1350.250.30.1475.375.60.35100.3100.60.36125125.30.37150.5150.30.28175.4175.80.4试验结论： BMS 总电压采集最大误差为 0.4V （0.2%FS）。优于引用标准要求的总压电压采样 误差 <±2%FS。去掉外接的可调直流电源，电压采样线接上

14、实际电池组，接入自制充电机设定10A充电时，BMS 总电压采集数据 147.065V，见下表，实测总电压为 146.1V，误差约 0.6V （0.3%FS）。优于引用标准要求的总压电压采样 误差 <±2%FS。7.2.6 电流采集精度测试试验设备：自制充电机， FLUKE-45数字万用表。 试验方法：将自制充电机接入电路，充电电流设定为 10A, 充电电流由（霍尔器件）采 集，再经主控单元 MBU处理，读数见下表，和 FLUKE-45数字万用表实际读数相差 0.09A.管理编号 :管理编号 :试验结论： BMS电 流霍尔电压采集处理后最大误差为 0.09A （0.09%FS）。

15、优于引用标 准要求的电流采 样误差 <±3%FS。7.2.7 温度采集精度测试试验设备： SDJ605F， DX220-1-3多点测温仪。试验方法：在 7.3 环境适应性测试过程中，待温度稳定后，用多点测温仪记录探头 温度，记录 BMS 的温度测量值，对比测试数据，计算测量误差；超过85 后，不再加热 BMS，仅单独加热温度 传感器，对比测试数据，计算测量误差。 试验结果：温度 BMS 采集值与实测值如下表所示。探头温度T1（）T2（）T3（）T4（）T5（）T6（）-35 测量数据-35.3-35.5-35.6-35.3-35.4-35.2-35 测量误差-0.3-0.5-0

16、.6-0.3-0.4-0.225测量数据24.224.424.624.724.524.825测量误差-0.8-0.6-0.4-0.3-0.5-0.266测量数据65.465.665.665.365.465.466测量误差-0.6-0.4-0.4-0.7-0.6-0.685测量数据84.684.384.284.384.284.385测量误差-0.4-0.7-0.8-0.7-0.8-0.7121测量数据120.2120.1120120.3119.8119.9121测量误差-0.8-0.9-1-0.7-1.2-1.1试验结论： 85以下 BMS 温度采集最大误差为 -0.8 ， 120时 BMS 温

17、度采集最大 误差为 -1.2 。 优于引用标准要求的电流采样误差 <±2。7.2.8 SOC 计算精度测试试验设备： DWW-K直 流电源，自制充电机 , FLUKE-45 数字万用表。 试验方法：充电机电流调整为 10A，运行 30 分钟，记 录 BMS 中记录的 SOC 增加 值 ，和 FLUKE-45数字万用表读取的电流实际值，比较计算。 试验结果：稳流状态 下 SOC 的 BMS 计算值与实际值误差 <1.6%。 测试结论：优于引用标准要求的 SOC 计算精度 <± 10%的要求。7.2.9 绝缘电阻检测功能测试试验设备： Chroma AC SO

18、URCE model 6408，FLUKE 17B 数字万用表，待测电? 江苏利维能电池系统有限公司15管理编号阻若干只实验原理：电阻短接点? 江苏利维能电池系统有限公司26试验方法：将高压直流源接入 BMS 母线电压测量信号端口，母线电压调整到 0- 600V,按照上图接线测试。试验结果：模拟( 0：无故障 (>500 /V) ，1：一般故障( 100500 /V )，2： 严重故障( <100 /V )。三种情况下的绝缘电阻状况，由于 0-600V范围内数据太33k ohm 基准3310000kohm)多，不能一一列出电压实际测量相对误差实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm

19、)Rp(kOhm)(%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)317333712.12%961026.25%-33356.06%3994082.26%-33369.09%100010323.20%-333712.12%5000566513.30%60033369.09%3994113.01%-3325-24.24%1000992-0.80%-33369.09%500052044.08%-33356.06%800081612.01%33369.09%10000100400.40%测试结果：在范围内测试误差可以接受)96k ohm 基准( 96k40Mohm)电压实际测量相对误差实际 Rn测量相对误

20、(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)(%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)317961037.29%961037.29%-96971.04%100010404.00%-9695-1.04%500052314.62%600961015.21%961015.21%-96960.00%100010222.20%-96960.00%500050981.96%-96960.00%20000215907.95%-96960.00%400004404910.12%699k ohm 基准( 1M100M ohm)电压实际测量相对误差实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)(%)(kOh

21、m)Rn(kOhm)差(%)3176997071.14%99910020.30%-6997020.43%300030080.27%-6997020.43%600060400.67%-6997010.29%20000202591.30%6997020.43%40000417554.39%699697-0.29%开路9861156006997020.43%999995-0.40%-6997020.43%30002999-0.03%-6997010.29%600060010.02%-6997000.14%20000209344.67%-6997010.29%40000411382.85%699700

22、0.14%1000001021972.20%699697-0.29%开路10724261M ohm 基准( 1M100Moh)m电压实际测量相对误差实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)(%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)317100010080.80%100010060.60%-100010040.40%500050060.12%-100010030.30%10000100320.32%-100010020.20%30000311453.82%-100010030.30%60000603960.66%-100010020.20%1000001007930.79%10

23、0010010.10%开路726911600100010040.40%100010030.30%100010030.30%50004991-0.18%-100010020.20%10000100200.20%-100010030.30%30000301080.36%-100010020.20%60000606271.05%-100010030.30%1000001011291.13%1000997-0.30%开路8673795M ohm 基准( 5M100Moh)m电压实际测量相对误差实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)(%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)31750

24、0050841.68%500050501.00%-500050771.54%10000100690.69%-500050711.42%30000306912.30%-500050551.10%60000615872.65%-500050521.04%10000097320-2.68%500050410.82%开路877627600500050741.48%500050460.92%-500050561.12%100009986-0.14%-500050470.94%30000302960.99%-500050460.92%6000059868-0.22%-500050521.04%100000

25、1003150.32%500050390.78%开路78873310M ohm 基准( 10M100Moh)m电压(V)实际Rp(kOhm)测量Rp(kOhm)相对误 差 (%)实际 Rn (kOhm)测量Rn(kOhm)相对误 差(%)31710000101521.52%10000101921.92%-10000101941.94%30000305111.70%-10000102632.63%6000058993-1.68%-10000102012.01%10000098464-1.54%-10000101511.51%开路101335460010000101071.07%100001014

26、21.42%-10000101781.78%30000301380.46%-10000101361.36%6000059881-0.20%-10000101541.54%1000001002160.22%-10000101261.26%开路271591850M ohm 基准( 50M100Moh)m电压实际测量相对误实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)差 (%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)31750000549829.96%50000519443.89%-50000534316.86%70000707621.09%-50000535237.05%100000100

27、9100.91%-50000544418.88%开路955944-60050000545759.15%50000522204.44%-50000534766.95%70000704990.71%-50000518133.63%1000001000680.07%-50000528115.62%开路635783100M ohm 基准( 100M ohm)电压实际测量相对误实际 Rn测量相对误(V)Rp(kOhm)Rp(kOhm)差 (%)(kOhm)Rn(kOhm)差(%)3171000001080268.03%1000001096139.61%-1000001092559.26%开路103295

28、76001000001058665.87%1000001062066.21%-100000106206开路测试结论： BMS的 绝缘检测功能够实现标准要求，绝缘检测精度满足分级告警判断要 求，( 0：无故障(>500 /V) ，1：一般故障( 100500 /V )，2：严重故障( <100 /V)。7.2.10 电池故障诊断及安全保护测试试验设备： DWW-K直 流电源，电池组，直流信号源，可调电阻。 试验方法： BMS 正常 工作过程中，模拟各种继电器操作 / 模拟各种故障情况，记录 BMS 的告警及保护动作。 试 验结果：试验记录如下：序号故障情况BMS 告警及保护动作1电池

29、温度高于设置定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器2电池温度低于于设置定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器3单体电压高于设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器4单体电压低于设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器5单体电压压差大于设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器6电池组放电电流过大BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器7电池组充电电流过大BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器8系统漏电流超过设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器9电池组总压高于设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器10电池组总压低于于设定值BMS

30、分两级进行告警，严重告警切断继电器11电池组内部温差大于设定值BMS 分两级进行告警，严重告警切断继电器12BMS 内部通信故障BMS 进行告警功能状况备注预充电继电器预充功能正常预充时间 300mS主负继电器 合/ 分正常MBU控制主正继电器 和/ 分正常MBU控制/ 模拟整车控制暖风/ 空调继电器 合/分EVR30-12SMBU控制/ 模拟整车控制液压控制继电器 合/ 分EVR30-12SMBU控制/ 模拟整车控制测试结论： MBU/BMS能 够正确进行故障诊断告警及保护动作7.2.11 BMS 功耗测试试验设备： DWW-K直 流电源。试验方法： BMS正 常工作过程中，调整电源输入电压

31、，计算在不同电压下 BMS 的功 耗。 试验结果：试验数据如下。电源电压BP288 MBUBP288 BMS(V)电流(A)功率( W)电流(A)功率( W)90.353.150.181.62240.1152.760.061.44320.082.560.0571.824测试结论：主控器在 24V 额定电压下的功率为 2.76W , 采集模块的功率为 1.44W。 BMS 系统在未检测到 ON 信号前处于休眠状态，系统功耗接近 0W, 在运行过程中， BP288_MB主U控单元可以根据工况控制采集模块进入低功耗状态，进一步降低系统功耗。7.2.12 均衡性能测试试验设备： DWW-K直 流电源，

32、电流表。试验方法： BMS系 统接入实际电池组，设置均衡启动条件使 BMS 启动均衡模式，使用 电流表检 测均衡单体的均衡电流。试验结果：均衡条件满足后， BMS 自动启动均衡，使用电流表测量均衡电流 1A。 试验结论：均衡策略与设计相符，均衡电流等于 0.997A。7.2.13 热管理功能测试试验设备： DWW-K直 流电源，可调电阻。 试验方法：在电池管理系统温度采集端口上 接入可变电阻，通过调节电阻模拟环境温度的变化， 观察风扇控制和加热控制端口的动作 情况。试验结果：温度升高到指定点后，风扇启动，温度降低到设定点后，风扇停止；温度 降低到指定点后，加热启动，风扇同时启动，温度升高到设定

33、点后，加热和风扇停止。 试验结论：热管理功能与设计相符。7.2.14 电池充放电数据记录功能测试试验设备： DWW-K直 流电源。试验方法： BMS正 常运行 1 个小时后，关闭 BMS 电源，然后再启动 BMS，使用后台 工具查 BMS 历史运行记录数据。试验结果： BMS运 行过程中系统的实时数据会通过 GPRS 无线传输到远程终端，用户 可以在线 查看，或者事后下载历史运行数据， BMS 本地也自动记录电池组所有历史告警信 息。试验结论：数据记录功能与设计相符7.2.15 软件在线升级功能测试试验设备： DWW-K直 流电源。试验方法： BMS正 常运行运行过程中，在不打开 BMS 外壳

34、，不使用外部跳线的情况 下，通过 CAN 通信口或者 USB 口对 BMS 进行程序升级，升级后 BMS 应能够正常运行 试验结果： BMS 支持 CAN 或者 USB 升级功能，升级后可以正常运行。试验结论：软件在线升级功能与设计相符。7.3 BMS 环境适应性测试7.3.1 高温工作测试试验设备： SDJ605F，DX220-1-3 多点测温仪， FLUKE-45数字万用表。 试验方法：将处于工作状态的电池管理系统放入初始温度为室温的恒温箱中，温度升 至 66 后 保持 1 小时，继续升温至 85 后保持 1 小时，试验过程中记录电池管理系统 采集的数据，并与 检测设备进行对比。试验结果：

35、升温到 66 后单体电压采集值最大漂移 4mV, 升温到 85 后单体电压采 集值最大漂 移 5mV, 均小于 10mV，温度测量误差最大 1，优于 QC/T 897-2011-5.9 要求的单体电压采样误 差 <± 0.5%FS，温度采样误差 <± 2的要求。试验结论： BMS高 温工作性能满足标准要求。 注：测试过程中电池置于常温环境下。7.3.2 低温工作测试试验设备： SDJ605F，DX220-1-3 多点测温仪， FLUKE-45数字万用表。 试验方法：将处于工作状态的电池管理系统放入初始温度为室温的恒温箱中，温度降 低至 -25 后保持 1 小时，

36、继续降温至 -35 后保持 1 小时，试验过程中记录电池管理系 统采集的数据，并 与检测设备进行对比。试验结果：降温到 -25 后单体电压采集值最大漂移 7.5mV, 降温到 -35 后单体电压 采集值最大漂 移 9.1mV, 均小于 10mV，温度测量误差最大 1 ，优于 QC/T 897-20115.9 要求的-35 下单体电压 采样误差 <±0.5%FS，温度采样误差 <±2的要求。管理编号试验结论： BMS低 温工作性能满足标准要求。注：测试过程中电池置于常温环境下7.3.3 高温存储测试试验设备：重庆银河 SDJ605F，DX220-1-3 多点测温仪， FLUKE-45数字万用表。 试验方法：将处于非工作状态的电池管理系统放入初始温度为室温的恒温箱中，温度 升至 85 后保持 4 小时，恢复到室温稳定后，使电池管理系统处于工作状态，记录电池 管理系统采集数据 的误差。试验结果：试验后单体电压采集值最大误差 <2mV,温度测量误差 <0.3 ，优于 QC/T 897-2011-5.9要求的单体电压采样误差 <±0.5%FS，温度采样误差 <± 2的要求。 试验结论： BMS 高温存储性能满足标准要求。注：测试过程中电池置于常温环境下。7.3.4 低温存储测试试验设备：重庆银河 SDJ60