BMS 将控制电池封装与控制系统的监测作业、控制作业,与电路安全性;可精确监控电池充电量;平衡电池之间的电压,以维持稳定的封装电压;并避免串联的 12 组电池封装发生过电压与过电流,以保护整个系统。此外,BMS 可监控系统温度;进入休眠模式节省系统电路,以降低电流牵引 (Current draw);并可衔接外部控制器,提供系统的相关响应。因为有多款电池管理机板 (包含独立封装的平衡与监控机板,还有系统控制机板),我们将说明所有类型的 BMS。

BMS 的功能与需求

由于 BMS 掌控 PHEV 电池的效能、安全性,与使用寿命,因此各组机板必须确实符合相关规格。电池电压必须达到毫伏 (Millivolt) 的监控精确度,安全瑕疵不能超出容错范围,且 BMS 必须从各个电池牵引电流,以平衡整个封装的电压。这些程序的功能测试,将需要精确、弹性,且耐用的测试系统,以仿真电池封装、达到系统电压、量测电池与系统的电压/电流,并能沟通 UUT。

系统硬件设计

我们以 Bloomy Comtrols 公司的 PXI 通用测试系统开始,建构弹性且高精确度的基本平台,并内含标准的 Mass interconnect 功能,透过可互换的设备,测试 BMS 电路卡的多款模型。我们的系统可集中约 6 组 NI PXI-4110 - 3 输出的可程序化直流电源供应器,可模拟最多 12 组锂电池封装。

我们亦使用高精确度的 NI PXI-4071 多功能数字电表 (DMM),以量测毫伏单位的电压;并新增 NI PXI-6221 - M 系列 DAQ 模块,达到模拟输出、TTL 数字 I/O,与较高速的模拟输入量测作业。我们所建置的 NI PXI-6514 工业级数位 I/O 模块,可读取切换器并驱动设备的继电器。除了 PXI 硬件之外,我们亦使用固定式电源供应器,还有可程序化的高电压/电流供应器,以满足测试所需的额外系统功率。

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