電池管理系統(BMS)車廠環境可靠性測試及emc測試條件解析

電池管理系統(BMS)車廠環境可靠性測試及emc測試條件解析

1、本解析規定了電動汽車用電池管理系統技術要求、術語與定義、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、存儲等。

本解析適用于新能源汽車動力電池管理系統，其他車輛的控制模塊可參考。

2 規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T 2423.1-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗A: 低溫 GB/T 2423.2-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗B: 高溫 GB/T 2423.5-1995 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Ea和導則:沖擊

GB/T 2423.6-1995 電工電子產品環境試驗第2部分: 試驗方法試驗Eb和導則: 碰撞

GB/T 2423.8-1995 電工電子產品環境試驗第2部分: 試驗方法試驗Ed:自由跌落 GB/T 2423.10-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Fc: 振動(正弦)

GB/T 2423.17-2008 電工電子產品環境試驗 第2部分: 試驗方法 試驗Ka:鹽霧 GB/T 2423.22-2002 電工電子產品環境試驗第2部分: 試驗方法試驗N: 溫度變化 GB/T 2423.34-2005 電工電子產品環境試驗 第2部分:試驗方法 試驗Z/AD:溫度/濕度組合循環試驗

GB/T 18655-2010 車輛、船和內燃機 無線電騷擾特性 用于保護車載接收機的限值和測量方法

QC/T 413-2002 汽車電氣設備基本技術條件

ISO 16750-2-2012 道路車輛.電氣和電子設備的環境條件和試驗.第2部分:電力負載 ISO 7637-2-2011 道路車輛.傳導和耦合引起的電干擾.第2部分:僅沿電源線瞬間電導

ISO 11452-2-2004 道路車輛.用窄帶發射的電磁能量進行電子干擾.部件試驗方法.第2部分:吸收電磁室

ISO 11452-4-2005 道路車輛.窄帶輻射電磁能量產生的電子干擾用部件試驗方法.第4部分:大容量電流注入(BCI)

ISO 10605-2008 道路車輛.靜電放電引起的電干擾的試驗方法

GBT 17626.12-1998 振蕩波抗擾度

GB/T 191-2008 包裝儲運圖示標志

GB/T 2408-2008 塑料 燃燒性能測定 水平法和垂直法

QCT 897-2011 電動汽車用電池管理系統技術條件

3 術語與定義

3.1

電池管理系統 battery management system(BMS)

電池管理系統主要通過對電池電壓、溫度、電流等信息的采集，實現高壓安全管理、電池狀態分析、能量管理、故障診斷管理、電池信息管理等功能，并通過CAN總線將電源系統關鍵參數與整車通訊，從而實現對電池系統的安全有效管理，避免電池過充、過放，延長電池壽命。

3.2

電源系統 battery system

能量存儲裝置，包括電池單體或電池模塊的集成、電池管理系統、高壓電路、低壓電路、冷卻裝置以及機械總成。

3.3

電池荷電狀態 SOC （客戶自行完成）

電源系統荷電狀態(State Of Charge，簡稱SOC)不僅可以指示電池剩余容量，準確預測車輛的續駛里程，更是優化電池充放電控制的一個重要因素。

4 技術要求

4.1 工作環境

4.1.1 在-40℃,+70℃環境溫度下電池管理系統應能按規定要求正常工作。

4.1.2電池管理系統具有抗鹽霧、濕度的能力，并滿足GB/T 2423.17-2008的有關規定。

4.2 系統功能

4.2.1 電池管理系統應有對電池單體或者電池模塊的數據采集、信息傳遞和安全管理的功能。  電池管理系統應能檢測電池與熱和電相關的數據，相關數據至少包括電池單體或者電池

模塊的電壓、電池組回路電流和電池包內部溫度等參數。

4.2.2電池管理系統應能對動力電池的荷電狀態(SOC)進行實時估算。

4.2.3 電池管理系統應能對電池系統進行故障診斷，并可以根據具體故障內容啟動相應的故障處理機制，比如故障碼上報、實時警示和故障保護等。

4.2.4電池管理系統應有與車輛的其他控制器基于總線通訊方式的信息交互功能。

4.2.5電池管理系統應能通過與車載充電機或者非車載充電機的實時通訊或者其他信號交互方式實現對充電過程的控制和管理。

4.2.6 電池管理系統具備高壓安全管理功能，保障人員和整車資源安全。

4.2.7 電池管理系統具備能量管理功能，包括功率限制管理、均衡管理、熱管理等。

4.3 電氣性能

4.3.1 電源

電池管理系統在ISO 16750-2-2012中 4.2條的規定供電條件下應正常工作。

4.3.2 耐電源過電壓性能

電池管理系統應具有耐電源過電壓性能，符合ISO 16750-2-2012

中 4.3條的規定。

4.3.3 耐電源疊加交流電性能

電池管理系統應滿足ISO 16750-2-2012中4.4.3規定的疊加交流電測試要求。

4.3.4 耐電源電壓跌落性能

電池管理系統應滿足ISO 16750-2-2012中4.6.2.3規定的電壓跌落測試要求。

4.3.5 耐電源啟動特性

電池管理系統應滿足ISO 16750-2-2012中4.6.3.3規定的啟動特性測試要求。

4.3.6 耐電源極性反接性能

電池管理系統應具有耐電源極性反接性能，符合ISO 16750-2-2012中 4.7.3條的規定。

4.3.7 耐振蕩波抗擾度性能

按照GBT 17626.12-1998 振蕩波抗擾度中的規定進行測試，功能狀態等級均要求滿足B等級要求。

4.3.8 電磁抗擾度

按照ISO 11452-4-2005中的規定進行測試，功能狀態等級均要求滿足A等級要求。 按照ISO 10605-2008中的規定進行測試，功能狀態等級均要求滿足A等級要求。 按照ISO 11452-2-2004中的規定進行測試，功能狀態等級均要求滿足A等級要求。

4.3.9 絕緣電阻

電池管理系統與動力電池相連的帶電部件和其殼體之間的絕緣阻值應不小于2MΩ。

4.3.10 絕緣耐壓性能

電池管理系統應能經受5.3要求的絕緣耐壓性能試驗，在試驗過程中應無擊穿或閃絡等破壞性現象。

4.4 機械性能要求

4.4.1 掃頻振動性能

經過5.4.1條振動試驗后檢查電路板，無元器件松動和損壞現象，通電測試功能正常。

4.4.2 定頻振動性能

經過5.4.2條的定頻振動試驗后，無任何電氣故障，機殼、接插件等不應有嚴重變形，檢查各項功能應保持正常。

4.4.3 自由跌落性能

電池管理系統在GB/T 2423.8-1995 電工電子產品環境試驗第2部分測試后，功能正 常，外殼無損壞。

4.5 塑料阻燃性能

按照GB/T 2408-2008要求試驗，防火安全性能滿足水平燃燒達到HB級，垂直燃燒達到V-0級的要求。

4.6 線束阻燃性能

線束各原材料的阻燃特性應滿足GB/T 2408-2008的要求，其中:水平燃燒達到HB級，垂直燃燒達到V-0級。

4.7 電池系統狀態監測功能

電池管理系統電壓、電流、溫度采樣精度滿足如下要求:

表1 電池系統狀態參數精度要求

4.8 SOC估算功能

電池管理系統SOC

估算功能，要求在測試臺架上驗證是，滿足如下精度要求:

表2 SOC 估算精度要求

4.9 電池故障診斷功能

電池管理系統對于電池系統進行故障診斷的基本項目見表3。表3中所列的故障診斷項目是基本要求，根據整車功能設計和電池系統的具體需要，電池管理系統產品的具體診斷內容可以不限于表3所列項目。電池管理系統具備如下報警功能，并在出現報警時，及時輸出。

表3 電池系統故障診斷基本要求項目

5 試驗方法

5.1 試驗條件 5.1.1 標準環境要求

按QC/T 413-2002中的4.1.1、4.1.2、4.1.3、4.1.4條的規定。 5.1.2 試驗設備要求

按QC/T 413-2002中的4.1.4、4.1.5、4.1.6條的規定。 5.1.3 外形和性能參數檢測

按QC/T 413-2002中的4.2條的規定。

5.2 電氣性能試驗

5.2.1 工作電壓試驗

按ISO 16750-2-2012中4.2.2條的規定進行。滿足4.3.1要求，電池管理系統正常工作。

5.2.2 過電壓試驗

按ISO 16750-2-2012中4.3.2.2條的規定進行。滿足4.3.2要求，電池管理系統正常工作。

5.2.3 疊加交流電測試

按ISO 16750-2-2012中4.4.2規定的疊加交流電測試嚴酷等級三的要求進行。滿足

4.3.3要求，電池管理系統正常工作。

5.2.4電源電壓跌落測試

按ISO 16750-2-2012中4.6.2.2規定的電壓跌落測試要求進行。滿足4.3.4要求，電池管理系統正常工作。

5.2.5 電源啟動特性測試

按整車控制器應滿足ISO 16750-2-2012中4.6.3.2規定的啟動特性測試嚴酷等級三的要求進行。滿足4.3.5要求，電池管理系統正常工作。

5.2.6 反向極性保護試驗

按ISO 16750-2-2012中4.7.2條的規定進行。滿足4.3.5要求，電池管理系統正常工作。

5.2.7 振蕩波抗擾度試驗

按照GBT 17626.12-1998 振蕩波抗擾度中的規定進行測試，其中施加到電池管理系統CAN信號的振鈴波和阻尼振蕩波為等級1;施加到電池管理系統電源的振鈴波和阻尼振蕩波為等級2。滿足4.3.7要求，功能狀態等級均要求滿足B等級要求。

5.2.8電源線瞬態抗干擾試驗

按ISO 7637-2-2011中測試布置和試驗方法相關規定進行，試驗脈沖等級及功能狀態要符合如下表：

5.2.9輻射抗擾度試驗

按照ISO 11452-2-2004中的規定進行測試，測試場強等級50V/m。滿足4.3.8要求。

5.2.10 大電流注入試驗

按照ISO 11452-4-2005中的規定進行測試，注入電流等級50mA。滿足4.3.8要求。

5.2.11 絕緣電阻

在電池管理系統的電壓采樣電路和其殼體之間施加500V DC的電壓進行絕緣電阻測量。 滿足絕緣阻值大于2MΩ。滿足4.3.9要求。

5.2.12 絕緣耐壓性能

按照QC/T897-2011中5.3的要求進行測試，滿足4.3.10要求。

5.2.13靜電放電試驗

按照ISO 10605-2008中測試及布置相關規定進行測試，測試分有源模式和無源模式兩種，測試等級如下表所示。滿足4.3.8要求。

5.2.14傳導騷擾試驗

按照GB/T 18655-2010中的規定進行測試，應符合GB/T 18655-2010中傳導發射和射頻發射等級限值三的要求。

5.2.15 輻射騷擾試驗

按照GB/T 18655-2010中的規定進行測試，應符合GB/T 18655-2010中傳導發射和射頻

5.3 電池系統狀態監測

5.3.1 將動力電池系統，按正常工作要求裝配、連接或者通過模擬系統提供電池管理系統需要監測的電氣和溫度環境，正確安裝布置檢測設備的電壓、電流、溫度傳感器，接通電池管理系統工作電源。

5.3.2 將電池管理系統采集的數據(單體或模塊電壓采集通道數不少于8點，溫度采集通道數不少于5點，電流采集點數不少于1點，電流采集點盡可能合理分布)與檢測設備檢測的對應數據進行比較，確認其測試誤差的大小。符合4.7的精度要求。

5.4 SOC估算 （該項客戶自行完成）

5.4.1 將動力電池系統按正常工作要求裝配、連接或者通過模擬系統提供電池管理系統需要監測的電氣和溫度環境，正確安裝布置檢測設備的電壓、電流、溫度傳感器，接通電池管理系統工作電源。

5.4.2 在常溫下，將電池組充滿電，模擬整車工況曲線編寫程序，記錄測試設備放電量，分別記錄在設備放電為100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%時，BMS顯示的SOC值;

5.4.3 在常溫下，將電池組放完電，模擬整車工況曲線編寫程序，記錄測試設備充電量，分別記錄在設備充電為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%時，BMS

顯示SOC值。符合4.8的精度要求。

5.5 電池故障診斷

通過模擬系統，改變電壓、溫度等輸入信號，使其滿足表3所列故障項目的觸發條件，監測電池管理系統通訊接口上報的數據，記錄相應故障項目及其觸發條件。根據制造商技術規范的要求，對于其他故障診斷項目進行功能確認。

5.6 環境適應性試驗

5.6.1 低溫試驗

按 GB/T 2423.1-2008中試驗Ae相應試驗方法規定進行。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.6.2 高溫試驗

按 GB/T 2423.2-2008中試驗Ae相應試驗方法規定進行。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.6.3 溫度變化試驗

按 GB/T 2423.22-2002中試驗Na相應試驗方法規定進行。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.6.4 溫度/濕度組合循環試驗

按 GB/T 2423.34-2005中試驗Z/AD 溫濕度組合循環實驗方法的規定進行。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.6.5 鹽霧試驗

按GB/T 2423.17-2008中Ka試驗方法規定進行,要求試驗周期為48h。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.6.6 淋雨試驗

按 GB/T 4942.2-1993中的IPX3規定進行。滿足4.1工作環境要求，電池管理系統正常工作。

5.7 機械性能試驗

5.7.1 振動試驗

按 GB/T 2423.10-2008中Fc試驗方法的規定進行。滿足4.4.1要求。

5.7.2 定頻振動試驗

按照 GB/T 2423.10-2008中Fc試驗方法的規定進行。滿足4.4.2要求。

5.7.3 跌落試驗

按照 GB/T 2423.8-1995 試驗方法試驗Ed:自由跌落規定進行。滿足4.4.3要求。

5.8 材料阻燃性能試驗

按照GB/T 2408-2008要求，符合4.5的要求。

5.9 線束阻燃性能試驗

線束按照GB/T 2408-2008要求，符合4.6的要求。

廣電計量檢測環境實驗室具備涵蓋民用及軍工領域產品的全部環境試驗項目能力，擁有國內先進環境試驗設備400余臺套，滿足GJB150-1986、GJB150A-2009、GB/T2423、RTCA/DO-160G、GJBA-1986、IEC-60068、各車廠標準、非標等試驗要求，實現力學環境、氣候環境、綜合環境、特種環境及電源適應性等試驗需求。

   廣電計量汽車電子產品電磁兼容測試能力全面，是目前華南地區唯一能夠滿足ISO7637標準要求的實驗室。測試范圍包括輻射抗擾度、無線電騷擾、零部件/模塊的傳導和輻射發射、電壓瞬時騷擾、電源線瞬時傳導抗擾度、信號線瞬時傳導抗擾度、靜電放電、電波暗室法輻射抗擾度和大電流注入法輻射抗擾度，完全滿足ISO7637汽車電子產品瞬時抗擾度測試標準，同時還滿足了各大汽車廠商如大眾、寶馬、奔馳、吉利、日產等的企業標準的要求。

檢測零部件范圍：

     汽車發動機控制器、導航、倒車雷達、行車記錄儀、控制器單元ECU、空調總成、汽車燈具、喇叭、車載接收機、汽車用交流發電機、接線盒、汽車用蜂鳴器、汽車倒車報警器、汽車信號閃光器、汽車儀表。

      與我們合作汽車客戶代表：大眾、沃爾沃、廣汽、東風日產、東風本田、中國一汽、長城汽車、江淮汽車、北汽集團、海馬汽車、長安汽車、五菱汽車、東風汽車、比亞迪、奇瑞、吉利汽車。

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張海鵬（業務經理）-廣州廣電計量檢測股份有限公司

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