新能源汽车动力电池需要一个智能的电池管理系统（BMS），其重要程度日益凸显。因为BMS承担了关键的安全功能、控制功能和调节功能。不仅检测各种参数（电压、电流和温度等）来决定SOC，而且还负责热管理和能量管理、电池单体均衡和性能等。要保证BMS的可靠功能，就必须对其在不同的单体状态、环境条件和故障场景下进行各种全面的功能验证测试。BMS HiL可以替换掉真实的电池包，在模拟的环境下，安全地对BMS进行快速有效的测试。

作为德国Vector公司和Scienlab公司的合作伙伴，北汇信息将为中国汽车客户提供高精度的安全可靠的模块化的BMS HiL解决方案，适用于各种不同的电池单体、各种不同类型的BMS（集中式或者主从式），提供可复现的同步测量结果。

系统组成

整个测试环境由Vector公司的VT HiL系统以及Scienlab的BMS测试柜组成。Vector公司的VT系统将会提供除电池包之外的所有信号及信号检测，包括数字I/O，模拟I/O，PWM，CAN等其他BMS需求信号。Scienlab公司将提供BMS测试环境中与电池包相关的所有信号模拟，包括电池单体，温度传感器，电流传感器、绝缘电阻、总压模拟等，以及电池单体模型（如果客户没有自己的模型）。

北汇信息将负责整个BMS HiL系统的搭建、集成和调试、BMS测试用例等服务。

Scienlab的BMS测试机柜

Scienlab提供了目前市场上精度最高的电池单体模拟板卡，并且可以满足未来技术发展的要求，可以有效地节省长期投资成本。

电池单体模拟板卡CE：

• 电压范围大：0~8V

• 电压测量精度高：1mV，纹波有效值低于0.16mV

• 电压动态特性好：3V升至5V，只需80μs

• 电流范围大：单通道±5 A （并联可达±10 A）

• 电流测量精度高：全量程测量值的0.05%

• 集成了故障注入功能：开路、短路、反极性、过压/欠压等

• 高安全性：各通道之间1000V电隔离

• 1ms更新周期

温度传感器模拟板卡TSE：模拟各种不同类型的温度传感器，如Pt100, Pt500, Pt1000, Ni & KTY

电流传感器模拟板卡CSE：模拟各种不同类型的电流传感器，如霍尔、分流器、CAN等

绝缘电阻模拟板卡IRE：模拟电池包正极或负极对地的绝缘电阻；

电池总包电压模拟HVS：用于测试BMS对于不正确的总压测量的反应。

Vector的VT HiL测试机柜

VT系统作为整个测试系统的控制和实施主体，集成了工控机，VT板卡，程控电源等组件。VT系统实现BMS测试环境的硬件基础，提供各种测试所需信号和各类信号测量功能，拥有丰富的软件资源，同时还可以借助VT及CANoe在网络开发与诊断方面的丰富配置实现网络开发和验证。

根据系统测试资源的需要，可以选择如下板卡：

• VT1004 负载仿真与信号测量

• VT2004A 信号激励板卡，用于各类信号激励

• VT2516 数字信号板卡，用于数字信号激励和测量

• VT2816 模拟信号板卡，用于模拟信号激励和测量

• VT2820 继电器板卡，用于构建继电器矩阵，实现故障注入和信号切换

• VT2848 通用数字信号板卡，可实现PWM测量和仿真功能

• VT6104 通讯板卡，集成CAN，LIN

• VT7001A 供电控制板卡，用于对BMS供电进行控制

软件架构

软件主要包括两部分，一部分是Simulink模型，包括单体模型、热模型、传感器模型、整车相关模型以及VT相关的模型；另一方面是基于VT系统的控制及测试软件，包括CANoe，vTESTstudio，Graphical Test Design等。

电池单体模型

客户可以使用自己的模型或者选择Scienlab的电池单体模型。通过参数化可以模拟各种不同的电池单体，并且可以使用更复杂的模型，考虑温度、SOC、SOH的影响等。

BMS功能测试场景

• 测试BMS的安全相关的算法，比如单体欠压过压，过电流，温度过高或过低，开路短路，验证单体的连接时间，验证BMS的绝缘检测等

• 验证SOC、SOH、SOF计算算法，一个或者多个充电循环后的SOC，充电控制测试等

• 测试主动及被动均衡功能，均衡过程中的最大电压检测，故障检测，同一SOC验证，均衡电流验证等

• 测试总线通信和故障，测试所有电信号的故障注入