[发明专利]一种HIL系统测试系统和测试方法

说明书

本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种HIL系统测试系统和测试方法。测试系统包括：上位机、实时系统、电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统。真实电芯测试系统用于模拟电芯工作的真实环境和电芯工作状态，同时采集电芯工作状态信息，电池模拟器用于将电芯工作状态信息模拟成电池包工作；待测BMS用于对模拟成的电池包进行工作状态管理以获取电池包工作状态信息，上位机用于将电芯工作状态信息和电池包工作状态进行对比分析，并根据对比分析结果确定待测BMS是否合格。本申请直接利用真实电芯的真实特性参数替代传统仿真模型对BMS进行H I L测试的方案，这种测试系统能真实反映电池的动态特性，有效提高BMS测试验证的准确性。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种HIL系统测试系统和测试方法。

背景技术

电池管理系统(BMS)作为新能源车三大核心电控系统之一，是对电池进行监控和管理的系统，通过对电池电压、电流、温度、SOC(State of Charge，荷电状态)以及SOH(State of Health，电池健康状态)等参数的采集、计算，进而控制电池的充放电过程，实现对电池的保护，提升电池的综合性能。BMS也是衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，直接影响着新能源车的安全、寿命、能耗、行驶里程等，对其性能的衡量具有极其重要的研究意义。硬件在环(HIL)测试是实现BMS验证的重要手段，其通过建立虚拟的电池仿真模型，模拟实物的电池包，实现在半虚拟半实物的条件下对BMS进行测试验证。通过HIL测试，可以模拟各种极端工况，甚至危险工况，比如电池包过放电工况，或者过充电工况，来检验电池管理系统的性能，而不必使用真的电池包做危险的破坏性试验，这样可以避免采用实际电池包做实验产生的危险，并能有效缩短产品的开发周期、降低开发费用。目前BMS(电池管理系统)的HIL(车用电控单元的硬件在环)测试系统主要包括仿真模型以及待测BMS这两个关键部件，其中常用的仿真模型主要有等效电路模型、分数阶模型、P2D(Pseudo-Two-Dimensional，伪二维)模型等。等效电路模型和分数阶模型属于半经验模型，基于电池过去的数据来预测其未来的状态，利用RC电路拟合电池外特性曲线，主要优点是模型结构简单，计算仿真速度快，但是模型里的参数为经验值，不能真实反映电池内部的各种物理、化学变化，并且计算出的电池特性数据无法随着电池的老化更新。P2D模型是基于浓溶液理论与多孔电极为基础建立的，利用锂离子电池第一性原理模型建立起电池内部参数与电池外部电流、电压行为之间关系的定量描述，然后采用参数估计由电池外部行为估计内部参数，实现对电池内部参数的检测。P2D模型可以较为准确地分析出电池中电荷和锂离子的分布状态及动力学过程，但是P2D理论模型的求解过程十分复杂，并且电池实际应用过程较为复杂，其理论计算结果与实际存在偏差。

总而言之，基于这些仿真模型对BMS进行HIL测试虽然具有计算速度快等优点，但是与真实使用中的电池相比，存在SOC区间段的输出数据精度不高、在条件急剧变化(如瞬时短路)或在极端工况(如高、低温)下使用时，难以真实反应出真实电池性能变化等的缺陷。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有的基于仿真模型对BMS进行HIL测试时精度低。

一种HIL系统测试系统,其包括：上位机、实时系统、电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统；

所述实时系统分别与所述上位机、电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统相连，用于实时对所述上位机、电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统进行模数转换及数据交互；

所述上位机用于通过所述实时系统向所述电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统下发测试控制信号，所述电池模拟器、待测BMS和真实电芯测试系统收到所述测试控制信号后启动测试过程；

所述真实电芯测试系统用于模拟电芯工作的真实环境和电芯工作状态，同时采集电芯工作状态信息，并将采集的电芯工作状态信息通过所述实时系统发送给所述上位机和电池模拟器；该电芯工作状态信息包括电芯工作的环境信息以及充放电状态信息；