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BMS-HIL测试系统CARSIM


1.概述

1.1 目前以混合动力和纯电动汽车为代表的环保驱动技术正处于高速发展阶段,作为电力驱动系统的动力来源,车载动力电池组的充电和电池管理技术成为研究的焦点。通过硬件在环仿真, 能迅速构建起试验平台,成本低,效率高,成为预研和开发过程中的重要环节。

1.2 BMS-HIL硬件在环实时仿真测试,采用真实的控制器,被控对象和系统运行环境采用或者部分采用实时仿真模型来模拟,实现整个系统的仿真测试,在缩短BMS控制策略的开发周期和降低成本的同时可以有效提高软件质量,降低BMS控制功能的潜在风险。

1.3 核心系统由三个主要部分组成:操作界面、实时处理器和I/O接口板卡。

1.4 实时处理器是HIL测试系统的核心。它提供大多数HIL测试系统的确定执行,例如硬件I/O通信、数据记录、激励生成和模型执行。

1.5 I/O接口是与被测部件交互的模拟,数字和总线信号。用它们来产生激励信号,获取用于记录和分析的数据,并提供被测的BMS与模型仿真的虚拟环境之间的传感器/执行器交互。

1.6 操作界面与实时处理器通信,提供测试命令和可视化。在大多数情况下,这个部件也提供配置管理、测试自动化、分析和报告任务。

1.7 CARSIM_BMS硬件提供了一个模块化的和可配置的平台,用来满足不同的电池输入信号,比如电池单体的数量,传感器,IO信号,和需要用来模拟BMS的测试环境的通信。

1.8 系统可配置多个高压可编程电源用于模拟内部与外部高压,电源通过CAN总线与PXI主机连接,可直接在上位机软件调整电压输出值。

1.9 电池模拟单元采用联合仪器推出的专门针对混合动力汽车,纯电动汽车BMS的测试产品,通过CARSIM上位机模型编程,精确模拟锂电池,镍氢电池等各种电池的充电和放电过程,可以模拟电芯单体的各个状态,触发BMS高压故障处理,欠压故障处理,压差故障处理,均衡测试。

1.10 RS-100可编程电阻箱是易鼎丰公司开发的一款可编程的阻抗模拟箱,可用于为BMS绝缘检测功能测试提供模拟阻抗。

1.11 通过上位机控制电阻箱阻抗的输出,阻抗可设置为短路、开路和100Ω~65.536MΩ可调三种状态。电阻箱通过LCD显示器告知用户当前设置的阻抗状态。

2.试验管理软件

2.1 以NI VeriStand 为核心,与实时处理器通过以太网连接,配合LabVIEW、TestStand、MathWorks Simulink及其他丰富的功能扩展包开发的测试系统。

2.2 该系统是一个模块化的和可配置的平台,用来满足不同的电池输入信号,比如电池单体的数量,传感器,IO,和需要用来模拟BMS的测试环境的通信。

2.3 实验管理软件主要功能包括:硬件配置管理、仿真模型导入、硬件 I/O 映射、 I/O 接口配置、计算通道及事件报警、故障信号模拟、用户界面创建、测试激励 生成、自动化测试序列编写、数据记录与回放、自动化测试执行及报告生成。

3.测试解决方案的优势

3.1 基于高配置的实时仿真硬件

(1)具备强大的模型运算能力,在一台RTPC 上可完成整个整车仿真模型的运算。这样避免了多台模型运算设备协同工作的调试难度以及实时同步性问题。

(2)PXI架构提供开放的接口,买方可以在其中集成自主开发或第三方的软件和硬件,以高性价比实现特殊的功能。

3.2 高性价比的CAN总线测试节点

(1)每个CAN 总线端口可单独设置为使用高速CAN 或低速CAN 进行通信。

(2)可方便的管理剩余网络仿真。

3.3 高标准的车辆信号发生和测量

(1)采用NI的硬件板卡提供更高的精度,更大的输出电流和更大的输入阻抗,满足高性能系统的需求。

(2)所有主要板卡均为从美国直接进口,质量能确保系统稳定性与耐用性。

3.4 易于扩展的模块化产品组件

(1)专业的模块化产品例如I/O板卡箱、RTPC、故障注入单元、BOB、标准负载仿真箱等。

(2)简化系统集成工作, 加快调试和操作时间,加快项目切换速度。

(3)易于连接线束的标准化,使机柜布局和内部连接更合理。

(4)用户可以通过增加模块和线束非常容易地进行系统扩展和升级。

3.5 专业的紧凑型故障仿真模块:使用户可以进行真正的实时故障仿真,除了短路断路之外还提供漏电流、虚接和抖动等故障模式。

3.6 严格分离仿真模型与硬件接口

(1)仅调整硬件接口而不改变模型结构时,无需调用Matlab进行编译,在系统调试阶段节省宝贵时间。

(2)将仿真模型在不同硬件平台上转移不需改变模型本身内容。


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