車載充電機(jī)與BMS電池管理方案設(shè)計(jì)詳解

　　2015年第一季度，在多重利好政策的刺激下，國內(nèi)新能源汽車市場增長加快，僅第一季度新能源汽車乘用車銷售達(dá)到26581輛。當(dāng)然電動(dòng)汽車在發(fā)展的同時(shí)，離不開與之配套的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。車載充電機(jī)作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵零部件之一，對(duì)于電動(dòng)汽車的普及起到了至關(guān)重要的作用。而在車載充電機(jī)測試方案方面，能提供專業(yè)方案的供應(yīng)商并不多。艾德克斯作為在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先測試測量方案供應(yīng)商，提供的測試方案不僅能夠完全滿足不同型號(hào)的車載充電機(jī)測試的需求，還能通過一套軟件來控制測試過程與充電機(jī)本身，具有其他廠商的測試方案所不具備的獨(dú)特且重要的功能。

　　車載充電機(jī)與BMS電池管理系統(tǒng)

　　充電機(jī)主要應(yīng)用給電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池充電，按是否安裝在車上，充電機(jī)可分為車載式（隨車型）和固定式。固定式充電機(jī)一般為固定在充電站內(nèi)的大型充電機(jī)，主要以大功率和快速充電為主。而車載充電機(jī)安裝在車輛內(nèi)部，其優(yōu)勢就是可以在車庫，路邊或者住宅等任何有交流電源供電的地方隨時(shí)充電，功率相對(duì)較小。

　　目前絕大多數(shù)的車載充電機(jī)都采用智能化的工作方式給動(dòng)力電池充電，這直接關(guān)系著動(dòng)力電池的壽命和充放電過程中的安全性。作為電動(dòng)汽車最核心的動(dòng)力電池，它是一個(gè)由多個(gè)單體電池封裝成的電池組，雖然通過單體電池的電流相同，但是放電的深度會(huì)有所不同，深度放電是對(duì)電池的一種損耗；并且如果深度放電后的電池還被按照常規(guī)的電流值充電，則是對(duì)電池的進(jìn)一步損耗。因此，BMS電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的一個(gè)重要部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池電壓及剩余容量（SOC）等數(shù)據(jù)的監(jiān)控和管理。下圖中簡單表示了車載充電機(jī)和BMS電池管理系統(tǒng)之間工作流程。可見，當(dāng)車載充電機(jī)接上交流電后，并不是立刻將電能輸出給電池，而是通過BMS 電池管理系統(tǒng)首先對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行采集分析和判斷，進(jìn)而調(diào)整充電機(jī)的充電參數(shù)。

　　例如在充電前，BMS先對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測電池深度放電等原因出現(xiàn)電壓過低時(shí)，先要用小電流對(duì)其進(jìn)行修復(fù)性充電；若檢測電池電壓在正常范圍內(nèi)，則可跳過涓充這一步，直接進(jìn)入恒流充電模式。車載充電機(jī)和BMS電池管理系統(tǒng)，均采用CAN總線通信方式，目前市場應(yīng)用較多的為CAN2.0的協(xié)議。車載充電機(jī)除具備通信功能之外，還具備故障報(bào)警等機(jī)制。

　　艾德克斯車載充電機(jī)測試方案

　　根據(jù)市場的調(diào)研，目前充電機(jī)行業(yè)需求的方案應(yīng)具備如下功能：（1）充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測試（2）模擬車載控制系統(tǒng)，可以控制和監(jiān)控充電機(jī)的故障狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)（3）兼容多種充電機(jī)的充電協(xié)議，適用于多款充電機(jī)測試

　　一般來說，市場上的車載充電機(jī)測試系統(tǒng)都能滿足（1）的需求，這也是方案應(yīng)具備的最基礎(chǔ)的功能。（2）的需求是為了在測試中通過一個(gè)系統(tǒng)一套軟件來完成控制與測試整體需求，達(dá)到最方便的測試過程和最佳的測試效果，（3）的需求則是因?yàn)槟壳笆袌錾虾芏郆MS只針對(duì)某一類型甚至某一車型的電池設(shè)計(jì)制造，實(shí)際應(yīng)用于針對(duì)特定電池效果很理想，但應(yīng)用到其他型號(hào)或品牌的電池上，則失去應(yīng)有的作用，因此車載充電機(jī)的設(shè)計(jì)和研發(fā)也是有針對(duì)具體的車型或者BMS類型。這也就意味著車載充電機(jī)的生產(chǎn)廠家，會(huì)有不同充電協(xié)議的車載充電機(jī)的測試需求，這時(shí)，一套能夠兼容多種充電機(jī)的充電協(xié)議的測試系統(tǒng)是非常必要的?？v觀整個(gè)車載充電機(jī)測試方案市場，能夠滿足這三個(gè)需求的方案可為鳳毛麟角，而艾德克斯是如何滿足這些測試需求的？下面將進(jìn)行逐一解析。

　　首先，艾德克斯車載充電機(jī)測試方案的配置，硬件方面有電子負(fù)載模擬電池的放電，還需AC電源模擬電網(wǎng)給充電機(jī)供電，除此之外，還需要示波器和功率分析儀等設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)充電機(jī)完整電氣性能的測試。當(dāng)然對(duì)于整個(gè)充電機(jī)測試系統(tǒng)，上位機(jī)軟件所能實(shí)現(xiàn)的測試功能，是尤為重要和關(guān)鍵的。

　　充電機(jī)電氣性能及耐久性能的測試

　　艾德克斯車載充電機(jī)測試方案符合QC/T895-2011標(biāo)準(zhǔn)（該標(biāo)準(zhǔn)是適用于純電動(dòng)汽車和可外接充電的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車用的車載充電機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)檢測規(guī)范），能夠做標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電氣性能測試主要包含啟動(dòng)沖擊電流、電源調(diào)整率、電壓紋波系數(shù)、過載測試及充電效率等測試。目前有一些大的測量設(shè)備廠商涉足車載充電機(jī)測試系統(tǒng)，大部分是基于電源測試系統(tǒng)開發(fā)而來，而這樣的測試系統(tǒng)能否完全滿足車載充電機(jī)的測試項(xiàng)？是否足夠?qū)I(yè)？研究表明，市場上大部分的車載充電機(jī)測試系統(tǒng)都存在不專業(yè)或者軟件界面操作繁瑣等缺陷，需要操作人員有很強(qiáng)的語言編程基礎(chǔ)才能操作，并不為充電機(jī)廠商所青睞。并且很多軟件要求用戶自行編輯每個(gè)測試項(xiàng)的測試流程，測試效率低下。

　　與之不同的是，艾德克斯車載充電機(jī)測試系統(tǒng)的上位機(jī)軟件，在界面設(shè)計(jì)上更人性化和貼近需求。此套系統(tǒng)將充電機(jī)的電氣性能相關(guān)測試項(xiàng)全部內(nèi)建到軟件中，用戶只需要拖選所需的測試項(xiàng)即可。并且每個(gè)測試項(xiàng)的流程在系統(tǒng)中已經(jīng)由艾德克斯在出廠前內(nèi)建完成，用戶只需要打開對(duì)應(yīng)的測試項(xiàng)界面，填寫輸入交流值，模擬拉載值等參數(shù)即可，當(dāng)測試完成后，軟件會(huì)自動(dòng)判定測試結(jié)果。