電池管理系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)綜述

常宏 劉篤優(yōu) 解坤 王斌 劉仕強(qiáng) 陳敬朝

摘要：動(dòng)力電池系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部分，保證電動(dòng)汽車(chē)的安全、可靠運(yùn)行，而其中電池管理系統(tǒng)對(duì)電池狀態(tài)的估算起到了至關(guān)重要的作用。本文對(duì)電池管理系統(tǒng)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了介紹及項(xiàng)目對(duì)比，闡述了標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容變化的意義、測(cè)試方法的細(xì)節(jié)及項(xiàng)目要求等，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)，電池管理系統(tǒng)，QC_T 897-2011，GB/T 38661-2020

電動(dòng)汽車(chē)愈發(fā)受到廣泛重視，隨著電動(dòng)汽車(chē)的廣泛應(yīng)用相應(yīng)的事故也隨之而來(lái)。大多數(shù)事故多集中于充電、放置等期間，部分由于涉水、碰撞等引發(fā)。在面臨故障時(shí)，BMS的好壞直接影響到電動(dòng)汽車(chē)的可靠、安全性。BMS功能強(qiáng)大對(duì)故障診斷及時(shí)、準(zhǔn)確可以讓電池系統(tǒng)及時(shí)的定位、處理故障，避免發(fā)生重大損失;BMS性能可靠令BMS在面對(duì)惡劣的工作環(huán)境時(shí)也能有準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)行結(jié)果。

1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

隨著相關(guān)硬件技術(shù)的發(fā)展和算法、模型及大數(shù)據(jù)等方面支持下軟件功能的不斷進(jìn)步，BMS基于越來(lái)越廣泛的應(yīng)用需求基礎(chǔ)上各方面功能也愈發(fā)強(qiáng)大，隨之而來(lái)的是對(duì)BMS各方面功能的安全性、可靠性能否對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池系統(tǒng)全生命周期負(fù)責(zé)的疑問(wèn)。從國(guó)家、社會(huì)、行業(yè)的角度出發(fā)對(duì)BMS安全、可靠性、性能的要求也越來(lái)越高。以BMS相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展來(lái)看，2011年的QC_T 897-2011《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》到2020年3月剛剛發(fā)布的GB/T 38661-2020 《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》，以及尚未發(fā)布的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)功能安全要求及試驗(yàn)方法》和若干行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，隨著B(niǎo)MS的各方面功能強(qiáng)大、結(jié)合BMS越來(lái)越廣泛、復(fù)雜、高要求的使用場(chǎng)景，國(guó)家對(duì)BMS的要求也是從最初的滿(mǎn)足最基本的應(yīng)用要求發(fā)展為對(duì)BMS多方面功能、可靠性、安全性有了更多、更高的目標(biāo)。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)布對(duì)BMS的狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度、SOC估算、故障診斷、絕緣性能、環(huán)境適應(yīng)性幾個(gè)方面作出了更明確、更高的要求，同時(shí)對(duì)QC_T 897中未作要求的電氣適應(yīng)性能、電磁兼容性能方面參考現(xiàn)行的其他標(biāo)準(zhǔn)也提出了相應(yīng)要求，力求達(dá)到對(duì)BMS產(chǎn)品更嚴(yán)格的品質(zhì)控制，減少電動(dòng)車(chē)出現(xiàn)事故的概率。

本文旨在對(duì)現(xiàn)行的BMS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)說(shuō)明，結(jié)合實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)闡述標(biāo)準(zhǔn)方法、要求的變化造成的測(cè)試結(jié)果的差異以及此差異的影響。

2 標(biāo)準(zhǔn)介紹

2.1 QC_T 897-2011《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》

QC_T 897-2011《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》于2011年12月20日發(fā)布，2012年7月1日實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)與定義、要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志等，適用于電動(dòng)汽車(chē)所用動(dòng)力電池的管理系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)主要定義了電池管理系統(tǒng)子系統(tǒng)的電池電子部件、電池控制單元，以及作為電池管理系統(tǒng)載體的電池包和電池系統(tǒng)的定義。QC_T 897-2011的發(fā)布對(duì)于處于尚處于空白的BMS行業(yè)有著重要的指導(dǎo)性意義，作為電動(dòng)車(chē)剛剛興起的2012年，BMS行業(yè)水平良莠不齊，各家技術(shù)方案、能力水平各不相同，QC_T 897-2011的發(fā)布對(duì)BMS行業(yè)提出了最基本的技術(shù)要求，對(duì)BMS最基本能力、功能提出指標(biāo)，對(duì)行業(yè)發(fā)展起到了重要的推進(jìn)作用。

2.2 GB/T 38661-2020 《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》

GB/T 38661-2020 《電動(dòng)汽車(chē)用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》于2020年3月31日發(fā)布，2020年10月1日實(shí)施，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)用BMS的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等，適用于電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子動(dòng)力蓄電池和鎳氫動(dòng)力蓄電池的管理系統(tǒng)，其他類(lèi)型動(dòng)力蓄電池的管理系統(tǒng)可參照?qǐng)?zhí)行（如儲(chǔ)能、船舶等）。GB/T 38661-2020 的發(fā)布對(duì)于處于高速發(fā)展的BMS行業(yè)有著及時(shí)的補(bǔ)充和促進(jìn)作用。隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)BMS的技術(shù)也有了巨大的進(jìn)步，BMS各部分硬件的發(fā)展如采樣芯片、CPU、電源芯片等極大的提升了采樣精度、運(yùn)算速度、運(yùn)行功耗、封裝體積、可靠性等方面的能力，同時(shí)硬件性能的提高也帶動(dòng)了軟件技術(shù)的進(jìn)步，在更精確的采樣、更快的運(yùn)算速度的支持下BMS的控制策略可以做到更精準(zhǔn)、更有效，功耗和體積的減小也讓BMS可以裝配更多復(fù)雜的功能。在此情況下，GB/T 38661-2020從安全出發(fā)對(duì)BMS的各方面功能提出了更高的要求。

3 標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目對(duì)比

3.1 使用環(huán)境及基本要求

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)首先對(duì)BMS檢測(cè)功能提出要求，要求BMS能檢測(cè)電池單體、模組電壓、電池包內(nèi)部溫度、系統(tǒng)電流等，GB/T 38661-2020更多提出了對(duì)電池系統(tǒng)總壓檢測(cè)的要求，防止系統(tǒng)電壓僅通過(guò)單體電壓累加導(dǎo)致單體采樣故障對(duì)總壓的判斷。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求BMS具有SOC估算功能，QC_T 897-2011中要求BMS對(duì)最大充放電電流進(jìn)行估算，GB/T 38661-2020則更為明確的指出通過(guò)SOP現(xiàn)BMS對(duì)最大充放電能力的估算。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求BMS能對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷并對(duì)故障做出處理，GB/T 38661-2020中進(jìn)一步要求BMS對(duì)故障信息進(jìn)行記錄，且BMS應(yīng)具有自檢功能，對(duì)系統(tǒng)的一場(chǎng)功能進(jìn)行篩查、識(shí)別、報(bào)警。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求BMS與車(chē)輛其他控制器具有信息交互功能，GB/T 38661-2020對(duì)交互功能的實(shí)現(xiàn)方式可基于除總線(xiàn)通信外的其他方式。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求BMS對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行控制和管理，GB/T 38661-2020明確提出與非車(chē)載充電機(jī)的通信協(xié)議應(yīng)符合GB/T27930的要求。

新標(biāo)準(zhǔn)聚焦電池系統(tǒng)安全方面，對(duì)BMS提出額外的基本要求包括應(yīng)對(duì)電池系統(tǒng)絕緣電阻進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)具備高壓互鎖功能的BMS應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)充放電高壓互鎖的監(jiān)控，并明確指出BMS應(yīng)具有最基本的保護(hù)功能包括防止過(guò)充電、過(guò)放電、過(guò)流過(guò)溫，并提出了BMS宜具有延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命的均衡功能。明確了BMS的工作溫度、濕度、貯存溫度及供電電壓，不僅給定了推薦范圍，且允許制造商根據(jù)BMS安裝位置確定使用環(huán)境。

3.2 狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)電池系統(tǒng)最基本的狀態(tài)參數(shù)（總電壓值、電流值、溫度值、單體或模塊電壓）提出了測(cè)量精度要求，GB/T 38661-2020還增加了對(duì)絕緣電阻的測(cè)量精度要求，具體要求如下：

QC_T 897-2011在測(cè)試方法上對(duì)連接方式做出基本要求并要求采樣通道數(shù)量電壓不少于5個(gè)，溫度不少于2個(gè);GB/T 38661-2020進(jìn)一步要求了電壓采集通道應(yīng)不少于一個(gè)獨(dú)立采樣單元，且在此基礎(chǔ)上明確了每個(gè)狀態(tài)參數(shù)測(cè)量應(yīng)處于低溫、常溫、高溫三種不同環(huán)境狀態(tài)，且需要分別檢測(cè)所檢測(cè)對(duì)象至少三個(gè)表示全部正常工作范圍的狀態(tài)值（電壓、電流為最低值、最高值、平均值，溫度為正常工作范圍內(nèi)從低溫到高溫5個(gè)工作點(diǎn)，絕緣電阻為不同電壓范圍下5組絕緣阻值）。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BMS至少一個(gè)完整的子采樣系統(tǒng)在電池系統(tǒng)全工作環(huán)境、全工作狀態(tài)下的狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度提出了明確的要求，這種要求對(duì)BMS本身測(cè)量功能和產(chǎn)品在不同環(huán)境下溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響有了更多的考驗(yàn)，避免BMS出現(xiàn)在高溫、低溫環(huán)境下采樣芯片、傳感器等電子元件檢測(cè)能力產(chǎn)生溫度漂移，在測(cè)量數(shù)值較小時(shí)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果較大等情況。

3.3 電池故障診斷

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BMS故障診斷的要求均分為基本項(xiàng)目和推薦的擴(kuò)展項(xiàng)目。

故障診斷的基本項(xiàng)目如下表3所示，基本項(xiàng)目中的差異點(diǎn)為新標(biāo)準(zhǔn)將電池溫度低移除了基本項(xiàng)目。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中要求的相同基本項(xiàng)目均為直接影響到電池系統(tǒng)安全的根本問(wèn)題，移除的低溫故障是因?yàn)槟壳靶袠I(yè)中普遍認(rèn)為低溫狀態(tài)對(duì)于電池來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)由于電池自身引起的故障狀態(tài)且不會(huì)引起較為嚴(yán)重的安全問(wèn)題，且目前的電池系統(tǒng)通過(guò)多種熱管理方式可以避免電池處于較低溫度使用導(dǎo)致壽命快速衰減。

故障診斷的擴(kuò)展項(xiàng)目如下表4所示，擴(kuò)展項(xiàng)目中的差異點(diǎn)為新標(biāo)準(zhǔn)增加了電池溫度低、SOC跳變、將舊標(biāo)準(zhǔn)的電池連接松動(dòng)明確為了系統(tǒng)高壓互鎖故障，將舊標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)、外部通信接口故障和內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)故障整合為內(nèi)、外部通信故障。兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中列出的擴(kuò)展項(xiàng)目均為不會(huì)直接影響到電池系統(tǒng)安全的主要問(wèn)題，但是列出的故障會(huì)影響到電池系統(tǒng)的正常運(yùn)行，新標(biāo)準(zhǔn)中增加的SOC跳變故障診斷針對(duì)目前電動(dòng)汽車(chē)使用時(shí)出現(xiàn)的由于外部環(huán)境溫度改變、行駛方式改變或BMS內(nèi)部算法問(wèn)題導(dǎo)致的剩余里程跳水式減少的問(wèn)題;整合的高壓互鎖故障診斷、內(nèi)外部通信故障診斷也都是針對(duì)BMS在實(shí)際運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)不易查明的無(wú)法閉合主回路、數(shù)據(jù)不更新等問(wèn)題，從另一個(gè)角度避免了一些安全隱患發(fā)展成嚴(yán)重安全問(wèn)題的情況。

3.4 狀態(tài)估算精度

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)BMS最基本的SOC估算精度提出了明確要求。標(biāo)準(zhǔn)要求、測(cè)試重點(diǎn)及差異如下表5所示。

QC_T 897-2011測(cè)試條件相對(duì)寬松，選取的測(cè)試溫度為常溫和偏低溫度的環(huán)境，針對(duì)BMS的SOC工作范圍選取了高、中、低三個(gè)工作點(diǎn)，通過(guò)10次循環(huán)放電工況對(duì)SOC估算誤差進(jìn)行測(cè)評(píng)，選取的溫度條件不會(huì)對(duì)電池系統(tǒng)的額定容量有較大影響進(jìn)而影響到SOC計(jì)算的基數(shù)，同時(shí)鑒于目前BMS多采用的安時(shí)積分SOC計(jì)算方式，10次的循環(huán)工況下電流的累積誤差對(duì)整體SOC的影響相對(duì)較小，總體來(lái)說(shuō)在滿(mǎn)足電流采樣精度的情況下SOC精度通常并不會(huì)超過(guò)10%的要求。GB/T 38661-2020相比于舊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件要求BMS樣品在最低溫度工作條件、最高溫度工作條件和常溫工作條件進(jìn)行測(cè)試，對(duì)BMS樣品的環(huán)境適應(yīng)性能要求更為嚴(yán)格，同時(shí)以主放電工況進(jìn)行N*10次長(zhǎng)時(shí)間工況和充電的循環(huán)測(cè)試對(duì)SOC估算誤差進(jìn)行測(cè)評(píng);測(cè)試選擇了樣品全部工作溫度范圍，更多的考驗(yàn)BMS樣品電子元件和SOC估算精度相關(guān)配件本身對(duì)環(huán)境適應(yīng)的性能，元件如果收到溫度變化產(chǎn)生溫度漂移的影響會(huì)隨著長(zhǎng)時(shí)間的循環(huán)測(cè)試被逐漸積累，同時(shí)BMS的相關(guān)采樣精度本身的誤差也會(huì)隨著長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行體現(xiàn)在對(duì)SOC估算精度的誤差上，測(cè)試方案較為嚴(yán)格。所以新標(biāo)準(zhǔn)在SOC估算精度的要求上對(duì)不同體系、不同應(yīng)用場(chǎng)景的樣品也作出了不同的規(guī)定，更加適應(yīng)了行業(yè)本身的需求和發(fā)展。

在電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際使用時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間放置導(dǎo)致實(shí)際SOC低于BMS當(dāng)前估算值的情況，此時(shí)BMS能否對(duì)SOC的誤差做出快速修正就是對(duì)BMS的SOC估算提出了更高的要求;同時(shí)SOC僅能體現(xiàn)剩余電量既續(xù)駛里程，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)行駛時(shí)出現(xiàn)急加速、剎車(chē)時(shí)，電池系統(tǒng)能否滿(mǎn)足車(chē)輛對(duì)此時(shí)輸入、輸出功率的要求更多的是需要BMS估算出準(zhǔn)確的SOP去衡量。GB/T 38661-2020考慮到電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的需求和行業(yè)的技術(shù)水平，雖然并沒(méi)有對(duì)SOC誤差修正速度和SOP估算誤差兩方面做出要求，但也給出了具體的推薦測(cè)試方法。

SOC誤差修正速度要求電池系統(tǒng)在-20 ℃～65℃范圍內(nèi)選取至少包括高溫、常溫、低溫三個(gè)溫度點(diǎn)分別進(jìn)行試驗(yàn)，分別在初始SOC處于SOC≥80%、80%≥SOC≥30%、30%≥SOC的范圍內(nèi)對(duì)BMS上報(bào)SOC值進(jìn)行調(diào)整并通過(guò)工況與充電的循環(huán)測(cè)試考驗(yàn)BMS對(duì)SOC誤差修正能力。SOP估算誤差要求電池系統(tǒng)在-20 ℃～65℃范圍內(nèi)選取至少包括高溫、常溫、低溫三個(gè)溫度點(diǎn)、在0～100%SOC范圍內(nèi)選取至少包括高端、低端和中間段三個(gè)SOC點(diǎn)分別進(jìn)行試驗(yàn)，在每個(gè)溫度狀態(tài)的SOC點(diǎn)進(jìn)行至少5次峰值功率充（放）電，通過(guò)多次放電功率與持續(xù)放電時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)擬合得到SOP真值并與BMS上報(bào)的SOP進(jìn)行比較得到SOP估算誤差。

3.5 絕緣耐壓性能

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BMS的絕緣耐壓性能均提出了明確要求，標(biāo)準(zhǔn)要求、測(cè)試方法、位置及差異如下表6所示。

BMS作為連接高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)的橋梁其絕緣耐壓性能是衡量BMS是否安全可靠的重要依據(jù)，當(dāng)電池系統(tǒng)由于充電、異常運(yùn)行或發(fā)生安全性問(wèn)題導(dǎo)致系統(tǒng)電壓瞬間升高時(shí)，絕緣耐壓性能較差的BMS會(huì)產(chǎn)生擊穿導(dǎo)致電池系統(tǒng)整體短路引發(fā)安全事故。隨著電池系統(tǒng)的發(fā)展系統(tǒng)工作電壓也隨著系統(tǒng)能量的提高不斷增加，舊標(biāo)準(zhǔn)500V左右的測(cè)試條件比部分電池系統(tǒng)額定電壓還低無(wú)法滿(mǎn)足安全要求;新標(biāo)準(zhǔn)從測(cè)試方法和要求上針對(duì)不同電壓等級(jí)的BMS做出不同級(jí)別的規(guī)定，同時(shí)考慮到電池系統(tǒng)處于濕熱環(huán)境下可能會(huì)對(duì)絕緣耐壓性能造成影響的問(wèn)題要求在濕熱循環(huán)測(cè)試后30min內(nèi)也需要進(jìn)行絕緣耐壓測(cè)試，從樣品電壓等級(jí)、使用環(huán)境等多方面條件考慮開(kāi)展測(cè)試。

3.6 環(huán)境適應(yīng)性能

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中均對(duì)BMS的工作環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行了模擬測(cè)試，以驗(yàn)證BMS能夠在全部溫度范圍以及實(shí)際條件下正常運(yùn)行，具體測(cè)試項(xiàng)目如下表7所示。QC_T 897-2011中環(huán)境適應(yīng)性能項(xiàng)目要求各項(xiàng)測(cè)試中或測(cè)試后BMS能夠正常工作且狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度滿(mǎn)足要求。GB/T 38661-2020中環(huán)境適應(yīng)性能項(xiàng)目要求各項(xiàng)測(cè)試中或測(cè)試后BMS功能狀態(tài)滿(mǎn)足功能狀態(tài)等級(jí)要求且無(wú)零部件脫落。

在試驗(yàn)方法上，QC_T 897-2011試驗(yàn)方法如下：高、低溫運(yùn)行時(shí)將BMS置于65℃、-25℃環(huán)境下保持1h期間BMS正常工作;高、低溫存儲(chǔ)將BMS存儲(chǔ)于85℃、-40℃環(huán)境下保持4h，恢復(fù)室溫后BMS正常工作;耐溫度變化性能將BMS置于-40℃～85℃環(huán)境下每種溫度保持2h，轉(zhuǎn)換時(shí)間30s，循環(huán)5次;耐濕熱性能將BMS置于高濕度且溫度在25℃～55℃條件下以24h為一個(gè)循環(huán)進(jìn)行2個(gè)循環(huán)，恢復(fù)室溫后BMS正常工作;耐鹽霧性能將BMS按照實(shí)際裝配狀態(tài)置于鹽霧環(huán)境下16h，恢復(fù)室溫后BMS正常工作;耐振動(dòng)性能要求BMS進(jìn)行三個(gè)方向每個(gè)方向8h的掃頻振動(dòng)試驗(yàn)（10Hz～500Hz，1.2mm～30，m/s2），試驗(yàn)后BMS正常工作。GB/T 38661-2020試驗(yàn)方法如下：正弦、隨機(jī)振動(dòng)按照GB/T28046.3-2011根據(jù)BMS安裝位置經(jīng)協(xié)商確定試驗(yàn)方法和等級(jí);機(jī)械沖擊試驗(yàn)對(duì)工作模式3.2的BMS以實(shí)際發(fā)生沖擊的方向或6方向上進(jìn)行每方向10次的500m/s2 6ms的半正弦波沖擊;高、低溫運(yùn)行時(shí)將BMS置于Tmax、Tmin環(huán)境下保持96h、24h，期間BMS正常工作;高、低溫存儲(chǔ)將BMS存儲(chǔ)于85℃、-40℃環(huán)境下保持48h、24h;溫度梯度將BMS環(huán)境以5℃溫度梯度從20℃降至Tmin再升至Tmax且每達(dá)到新的溫度要分別對(duì)BMS按照最高、最低工作電壓上電進(jìn)行功能試驗(yàn);溫度循環(huán)將BMS置于Tmax～Tmin交替環(huán)境下，每個(gè)循環(huán)480min持續(xù)10個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)第210～410min期間以工作模式3.2上電工作;耐鹽霧將根據(jù)BMS的安裝位置選擇是否進(jìn)行及實(shí)驗(yàn)條件等級(jí);濕熱循環(huán)將根據(jù)BMS的安裝位置選擇實(shí)驗(yàn)條件等級(jí)進(jìn)行最高溫度65℃循環(huán)5次的濕熱試驗(yàn)。

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都考慮了在實(shí)際運(yùn)行中面臨的各種嚴(yán)酷的機(jī)械負(fù)荷、氣候負(fù)荷，舊標(biāo)準(zhǔn)的氣候負(fù)荷方面試驗(yàn)條件和判定依據(jù)多是根據(jù)市場(chǎng)上大多數(shù)BMS的普遍工作條件及存儲(chǔ)條件，沒(méi)有考慮到BMS具體工作環(huán)境及裝配方式，機(jī)械負(fù)荷方面也僅考慮到最基本的掃頻振動(dòng)，未涉及到汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行時(shí)更真實(shí)的隨機(jī)振動(dòng)情況。新標(biāo)準(zhǔn)更多的考慮到產(chǎn)品實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，如高、低溫工作、溫度梯度、溫度循環(huán)等測(cè)試條件更多的是參考BMS本身工作的極限條件，耐鹽霧試驗(yàn)也考慮到BMS裝配的電池系統(tǒng)滿(mǎn)足防護(hù)等級(jí)的情況下可以免做此項(xiàng)，機(jī)械負(fù)荷方面振動(dòng)測(cè)試的正弦、隨機(jī)振動(dòng)均考慮實(shí)際測(cè)試條件根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇測(cè)試方式，同時(shí)加入了機(jī)械沖擊測(cè)試對(duì)電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)的碰撞沖擊情況進(jìn)行模擬，考慮到了特殊情況下BMS的可靠程度。新標(biāo)準(zhǔn)在環(huán)境測(cè)試方面基本覆蓋了BMS在使用中面臨的各種機(jī)械、環(huán)境條件，同時(shí)測(cè)試方法還充分兼顧了BMS實(shí)際的裝配、使用條件，能夠更準(zhǔn)確的測(cè)試出BMS的相關(guān)能力。

3.7 電氣適應(yīng)性能

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)BMS的電氣適應(yīng)性能做出了一定要求，具體測(cè)試項(xiàng)目如下表8所示。QC_T 897-2011由于發(fā)布較早，標(biāo)準(zhǔn)中僅對(duì)BMS的過(guò)壓、欠壓運(yùn)行進(jìn)行了考量，針對(duì)BMS的12V/24V供電需求分別對(duì)BMS施加16V/32V和9V/18V供電電源持續(xù)1h驗(yàn)證BMS的過(guò)壓、欠壓運(yùn)行能力，要求BMS在運(yùn)行期間狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度滿(mǎn)足要求。GB/T 38661-2020中對(duì)BMS的電氣適應(yīng)性能引入了更多更全面的測(cè)試，新標(biāo)準(zhǔn)參考了GB/T28046.2-2011中多項(xiàng)測(cè)試，對(duì)BMS的供電能力從過(guò)電壓、交流干擾、電壓波動(dòng)、反接以及信號(hào)線(xiàn)短路等方面性能進(jìn)行全面測(cè)試，且要求BMS在不同項(xiàng)目需要滿(mǎn)足相應(yīng)的功能狀態(tài)等級(jí)。

新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)BMS電氣適應(yīng)性能的測(cè)試比起舊標(biāo)準(zhǔn)僅涉及到的過(guò)壓、欠壓運(yùn)行能力，充分模擬了BMS供電可能出現(xiàn)的各種由整車(chē)系統(tǒng)供電引起的干擾、變化情況，同時(shí)考慮到電池系統(tǒng)出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)BMS輸入、輸出信號(hào)回路發(fā)生對(duì)電源短路的狀況，避免短路導(dǎo)致的BMS失效發(fā)生。標(biāo)準(zhǔn)更多的考慮了BMS在應(yīng)用場(chǎng)景下面臨的各種情況，納入了與BMS電氣適應(yīng)性緊密相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)條款，覆蓋面更廣。

3.8 電磁兼容性能

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)BMS的電磁兼容能力做出了一定要求，QC_T 897-2011作為先行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布時(shí)行業(yè)上可參考引用的標(biāo)準(zhǔn)較少，所以標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了參考GB/T17619標(biāo)準(zhǔn)中的電磁輻射抗擾性進(jìn)行測(cè)試，要求BMS在測(cè)試期間能夠正常運(yùn)行且狀態(tài)參數(shù)測(cè)量精度滿(mǎn)足要求。GB/T 38661-2020考慮到BMS實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中裝配在整車(chē)上運(yùn)行、充電等復(fù)雜條件下可能出現(xiàn)的各種信號(hào)源引起的電磁干擾，針對(duì)BMS的電源、采樣、通信、控制線(xiàn)路和輻射脈沖等進(jìn)行抗干擾測(cè)試及靜態(tài)放電測(cè)試，新標(biāo)準(zhǔn)中參考了GB/T18655-2018中傳導(dǎo)干擾、輻射干擾，GB/T21437.2-2008中電源線(xiàn)瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度，GB/T21437.3-2012中信號(hào)線(xiàn)/控制線(xiàn)瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度，GB/T17626.4-2018中電快速瞬態(tài)脈沖群抗擾度，GB/T33014中輻射抗擾度，GB/T19951中靜態(tài)放電，引用了多項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)BMS的電磁兼容性能進(jìn)行了全面的測(cè)試考量。

4 結(jié)語(yǔ)

縱觀舊標(biāo)準(zhǔn)QC_T 897-2011到新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38661-2020的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目覆蓋范圍的擴(kuò)大，對(duì)具體項(xiàng)目從要求到方法的分類(lèi)、細(xì)化、明確，都充分體現(xiàn)出BMS行業(yè)技術(shù)的發(fā)展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的影響。隨著B(niǎo)MS技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)推行的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)更加切合BMS的能力范圍、使用條件、裝配環(huán)境，只有這樣標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BMS的評(píng)定才更加有效，更為行業(yè)接受，更能保證BMS作為電池系統(tǒng)核心部件的安全性、可靠性;緊密聯(lián)系產(chǎn)品、行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)才能促進(jìn)BMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)行業(yè)的進(jìn)步起到積極有效的促進(jìn)作用。

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作者簡(jiǎn)介：常宏 （1990.2-） 男 漢 天津 碩士 職稱(chēng)：工程師 研究方向：動(dòng)力電池測(cè)試。