本實用新型涉及電動汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電動汽車電池管理的多功能自動檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，全球能源和環(huán)境系統(tǒng)面臨巨大的挑戰(zhàn)，汽車作為石油消耗和二氧化碳排放的大戶，需要進(jìn)行革命性的變革。全球新能源汽車發(fā)展已經(jīng)形成了共識。眾所周知，新能源電動汽車的核心之一是電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)（BMS，以下簡稱BMS）能實時監(jiān)測動力蓄電池組的各項參數(shù)，如總電壓、總電流、絕緣電阻等，以便在電池狀態(tài)異常時做出正確的故障判定和相關(guān)處理方式。

傳統(tǒng)的檢測設(shè)備在檢測前要先確定BMS的電源供電（12V或24V）、總電壓范圍（0~150V、0~220V、0~420V等）、總電流范圍（0~100A、0~200A、0~400A），對應(yīng)絕緣電阻故障值以及均衡類型等等，然后再選擇合適的設(shè)備來進(jìn)行檢測。其存在如下缺點：

1、對于不同的項目要重新配置參數(shù)，程序和故障應(yīng)對策略，造成很大的不便；

2、單體電壓檢測電路用鋰電池提供單體電壓，一方面要給這些電池充電和維護(hù)；另一方面電池的串?dāng)?shù)又要根據(jù)項目的需要而要人工進(jìn)行切換，既浪費(fèi)資源又有安全隱患；

3、標(biāo)定總電壓、總電流、絕緣后沒有檢測是否標(biāo)定成功，無法保證標(biāo)定成功；

4、均衡不能兼容被動均衡和主動均衡；

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于電動汽車電池管理的多功能自動檢測系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種用于電動汽車電池管理系統(tǒng)的多功能自動檢測系統(tǒng)，包括MCU、及與MCU電氣連接的電源模塊、外置存儲模塊、外部信號模塊、繼電器驅(qū)動模塊、通訊模塊、總電壓模塊、總電流模塊、人機(jī)交互模塊；

所述電源模塊為電壓在0-60V可調(diào)型模塊；

所述外置存儲模塊存儲有BMS的參數(shù)；

所述通訊模塊用于MCU與各個模塊及BMS之間的通訊；

所述總電壓模塊包括高壓源、電子開關(guān)及不同檔位電阻，MCU控制電子開關(guān)選擇檔位電阻，將不同的總電壓配置相應(yīng)的電阻參數(shù)予以測量，并發(fā)給BMS標(biāo)定，當(dāng)標(biāo)定誤差滿足預(yù)設(shè)條件時，標(biāo)定成功；

所述總電流模塊供給BMS總電流，將總電流予以標(biāo)定，當(dāng)標(biāo)定誤差滿足預(yù)設(shè)條件時，標(biāo)定成功；

所述MCU分別讀取外置存儲模塊的BMS的各項參數(shù)，包括總電壓、總電流的閾值、校正參數(shù)及故障范圍；通過通訊模塊與BMS進(jìn)行通訊，依次控制各個模塊向BMS給出激勵信號，根據(jù)反饋檢測BMS的功能；總電壓模塊、總電流模塊向BMS發(fā)出的數(shù)據(jù)以供標(biāo)定，并檢測BMS的測量值，當(dāng)標(biāo)定誤差不滿足預(yù)設(shè)條件時，MCU將標(biāo)定失敗記錄儲存在外部存儲模塊，并通過人機(jī)交互模塊顯示出來。

較佳地，所述預(yù)設(shè)條件為誤差小于0.5%。

較佳地，所述自動檢測系統(tǒng)還包括單體模塊；所述單體模塊包括若干串聯(lián)電阻、及與每一電阻并聯(lián)的電子開關(guān)，所述電子開關(guān)由MCU控制開啟與閉合，串聯(lián)電阻兩端由總電壓模塊供電。

較佳地，所述自動檢測系統(tǒng)還包絕緣模塊；所述絕緣模塊用于調(diào)節(jié)總正對地和總負(fù)對地的功率電阻，供給BMS進(jìn)行標(biāo)定。

較佳地，所述自動檢測系統(tǒng)還包括均衡模塊，所述均衡模塊與MCU連接。

較佳地，所述自動檢測系統(tǒng)還包括報警模塊，所述報警模塊包含包括S燈與FAIL燈，當(dāng)檢查后一切正常，MCU指令報警模塊的S燈會點亮；若在測量期間出現(xiàn)任何異常，在檢測完成后點亮FAIL燈。

采用上述方案，本實用新型電動汽車電池管理的檢測系統(tǒng)具有以下有益效果：

1、將不同的項目的參數(shù)、程序和故障應(yīng)對策略寫入一個對應(yīng)的U盤中，設(shè)備可通過訪問外置的U盤來讀取項目資料。不僅省時省力，還能靈活運(yùn)用；

2、單體檢測電路無需大量鋰電池，只需一些電阻便可實現(xiàn)，并能實現(xiàn)任意串?dāng)?shù)的自動配置，即安全又方便；

3、自動標(biāo)定總電壓、總電流、絕緣并能檢測標(biāo)定是否成功；

4、能兼容主動均衡和被動均衡。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為本實用新型中外置存儲模塊與MCU連接示意圖；

圖3為本實用新型中總電壓模塊示意性電路圖；

圖4為本實用新型中總電流模塊示意性電路圖；

圖5為本實用新型中單體模塊示意性電路圖；

圖6為本實用新型中絕緣模塊示意性電路圖；

圖7為本實用新型示中均衡模塊意性電路圖；

圖8為本實用新型檢測示意性流程圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1，本實用新型提供一種用于電動汽車電池管理系統(tǒng)的多功能自動檢測系統(tǒng)，包括MCU 101、及與MCU 101電氣連接的電源模塊102、外置存儲模塊103、外部信號模塊104、繼電器驅(qū)動模塊105、通訊模塊106、總電壓模塊107、總電流模塊108、單體模塊109、絕緣模塊110、均衡模塊111、報警模塊112、及人機(jī)交互模塊113。

其中：

電源模塊102，是一種0-60V的電壓可調(diào)型供電電源模塊。

參考圖2，外置存儲模塊103，是一個存儲EEP，存有BMS的參數(shù)、程序和故障應(yīng)對策略；MCU與EEP之間連有對應(yīng)的4個端口，分別為5V、SCL、SDA、GND端。

外部信號模塊104，該模塊是一個信號發(fā)生器，可產(chǎn)生各種激勵信號。

通訊模塊106，該模塊為設(shè)備與BMS和設(shè)備內(nèi)部的通訊；通訊可以是RS485、RS232、IIC、SPI、CAN總線等一切通訊方式。

參照圖3，總電壓模塊107，U由控制電壓源的給出；S1-S6是一種可由MCU控制的電子開關(guān)，可以是MOS管或繼電器等器件；R1-R6是一串分壓電阻。MCU計算出U的值給BMS進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定成功后再給出一個值讓BMS測量，然后對比自己測量的從而來判斷標(biāo)定是否正確。

參照圖4，總電流模塊108，該模塊I由設(shè)備控制電流源給出，R’是分流器或霍爾線圈；S1’、S2’是由MCU控制的電子開關(guān)，可以是MOS管或繼電器等器件。

參照圖5，單體模塊109，該模塊U”由設(shè)備給出，R1”-Rn”是一串電阻，n是BMS的采集單體數(shù)量，S1”-Sn”是由MCU控制的電子開關(guān)，可以是MOS管或繼電器等器件。

參照圖6，絕緣模塊110，該模塊中U設(shè)備提供，R1’’’-R20’’’為不同阻值的功率電阻，S1’’’-S20’’’為由MCU控制的MOS管或繼電器。

參照圖7，均衡模塊111，該模塊可兼容主動均衡和被動均衡兩種方式。其機(jī)理是通過220V系統(tǒng)變壓整流后從電源模塊輸出0-5A、0-10V電，然后MCU根據(jù)人機(jī)交互所選的方式，來配置相應(yīng)的電路。以主動均衡為例，MCU使S1開啟，S2-S60截止，S1’打到1號檔，使BMS均衡開啟，然后電流檢測電路通過檢測R1-R60的電流來判定均衡能否開啟。

報警模塊112，包括S燈與FAIL燈，該模塊能以光信號顯示檢測結(jié)果；如檢查后一切正常，則報警模塊的S燈會點亮；若在測量期間出現(xiàn)任何異常，在所有檢測完后亮FAIL燈。

參照圖1至圖8，本實用新型的具體工作方式如下：

1、設(shè)備上電后MCU訪問外置的存儲電路讀取項目的參數(shù)、程序和故障應(yīng)對策略，從而來配置相應(yīng)的檢測電路。根據(jù)總電壓、總電流的范圍來配置設(shè)備測量電路的開關(guān)選擇合適的基準(zhǔn)電路；由項目的串?dāng)?shù)來選擇單體檢測電路的電阻串?dāng)?shù)配置單體等；

2、設(shè)備給BMS提供電源，之后發(fā)送數(shù)據(jù)與BMS進(jìn)行通訊；

3、設(shè)備讓信號發(fā)生器向BMS給出IGN、CC、CC2等激勵信號，BMS作出相關(guān)響應(yīng)并發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備，設(shè)備檢測這些數(shù)據(jù)；

4、設(shè)備讓BMS將繼電器驅(qū)動信號發(fā)出，設(shè)備通過測量BMS與相連的60Ω（或120Ω）電阻的電平狀態(tài)來檢測BMS的繼電器驅(qū)動電路是否正常；

5、設(shè)備將外置的存儲電路的參數(shù)、故障閾值及處理方式，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給BMS讓其標(biāo)定。BMS完成后會將標(biāo)定的數(shù)據(jù)發(fā)送給設(shè)備，設(shè)備然后來檢測這些數(shù)據(jù)是否正常。如果不正常，則重復(fù)標(biāo)定，若三次失敗，則跳過這一步并記錄至設(shè)備存儲中；

6、設(shè)備讓電壓源給BMS提供合適的總電壓，然后通過控制電壓模塊的S1-S6來選擇正確的電阻檔位，設(shè)備會先將這個電壓進(jìn)行計算并校準(zhǔn)，再發(fā)送給BMS，BMS將這個電壓標(biāo)定進(jìn)其存儲（如EEPROM，以下都稱EEP）。設(shè)備再讓電壓源給BMS提供另一個電壓，BMS測量成功后發(fā)送給設(shè)備，設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若誤差小于0.5%，視為準(zhǔn)確，即標(biāo)定失??；否則重新進(jìn)行標(biāo)定，直至成功為止，三次失敗后，跳過這一步并記錄至設(shè)備存儲中；

7、設(shè)備讓電流源給BMS提供合適的總電流I（如100A，視情況而定，這個由第一步選擇而定）。設(shè)備將S1’、S2’打到1，設(shè)備根據(jù)分流器R’進(jìn)行計算并校準(zhǔn)，讓BMS將這個電流標(biāo)定進(jìn)其存儲（如EEPROM，以下都稱EEP）；然后設(shè)備將S1’、S2’打到2，設(shè)備根據(jù)分流器R’進(jìn)行計算并校準(zhǔn)，BMS將這個電流標(biāo)定進(jìn)其存儲。之后設(shè)備再讓電流源給BMS提供另一個電流，BMS測量成功后發(fā)送給設(shè)備，設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，若誤差小于0.5%，視為準(zhǔn)確，即標(biāo)定失?。环駝t重新進(jìn)行標(biāo)定，直至成功為止，三次失敗后，跳過這一步并記錄至設(shè)備存儲中（注意，電流要標(biāo)定兩個方向，即放電電流和充電電流）；

8、設(shè)備讓電壓源開啟，給提供BMS額定總電壓，并通過控制S1-S20調(diào)節(jié)總正對地和總負(fù)對地的功率電阻，讓BMS進(jìn)行標(biāo)定。然后MCU再改變總正對地和總負(fù)對地的功率電阻大小使其在故障閾值外，讓BMS測量并發(fā)送給設(shè)備，設(shè)備檢查BMS測量值是否準(zhǔn)確和有無作出故障提示和以及的相應(yīng)處理操作；

9、設(shè)備根據(jù)所選的單體的串?dāng)?shù)n，然后將多余的電阻R用對應(yīng)的開關(guān)S短路。從而來模擬對應(yīng)的單體串?dāng)?shù)，讓BMS來測量這些串?dāng)?shù)的單體是否每一個都正常。同時BMS也會實時測量這些單體電壓值，并能自行校準(zhǔn)。BMS將其測量的值發(fā)送給設(shè)備，設(shè)備根據(jù)自己的計算值來進(jìn)行比較，從而判定BMS的功能是否正常；

10、設(shè)備根據(jù)所選的均衡類型來進(jìn)行檢測。對于主動均衡MCU使S1開啟，S2-S60截止，S1’打到1號檔，使BMS均衡開啟，然后電流檢測電路通過檢測R1-Rn的電流來判定均衡能否開啟；然后使S2開啟，S1、S3-S60截止，S1’打到1號檔，檢測BMS第二節(jié)電池的均衡電路功能狀態(tài)；依次類推，可以測60節(jié)電池均衡電路的狀態(tài)。對于被動均衡，可使60路開關(guān)S1-S60同時開啟，S1’-S60’同時打到2，同時檢測60路的均衡電路功能。當(dāng)然，此處只以60為例，實際可隨意配置；

11、上述檢測完成后，如果一切正常，設(shè)備會亮S燈表示通過。而如果在測量期間出現(xiàn)任何異常，都會記錄異常信息，在所有檢測完后亮FAIL燈，并全部通過人機(jī)交互界面反饋出來，以便維修人員的后續(xù)工作。

以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。