电池 BMS 自动测试系统
型号 :
6020
- 系统权限分配：使用者权限管理，可不同使用者分配不同权限
- 高扩充性：适用多串电池，每个通道４串，可扩充1至16串
- 相容性高：适用于各种充放电规格，并具备多段电流保护功能测试
- 电池模拟装置模组化设计：采用1个16串或4个4串电池模拟装置可模拟0.1~5V 模拟电池电压，可以测试PCM 中核心项目，如：PCM OC 休眠自耗电，各串CELL 的充放电保护功能及平衡功能
- 对于BMS 直流内阻，交流内阻，工作消耗电流，电池单元平衡，NTC模拟，各种保护动作测试等，使用6020 BMS ATE 能够提供1 ~ 4组BMS 同时测试的高效能自动测试系统，便能对每个BMS功能逐一且快速的验证，其中在设计验证或品质检验方面就适合1组的BMS测试系统在大量生产所需的快速测试就需要4组同时测试的BMS测试系统。
- 高性价比，全功能模组化设计之测试系统
- 可同时一次测试多个待测物，大幅提升生产线产能
- Windows 7 的作业环境
- 接受客制化订制
- 开放性架构软体平台
1. 支援相关硬体扩充
2. 测试项目编辑功能
3. 测试程式编辑功能
4. 统计分析报表编辑功能
5. 线上仪控功能
6. 使用者权限设定
7. 支援 Bar Code Reader
綜合測試項目
- TI 管理芯片測試，透過99097 4 Channel通訊適配器最多可同時燒錄、校正4個BMS板。
╴I2C 資料寫入及核對
╴自動寫入生產日期和序號
╴PCM 校正
- OC靜態電流測試包含Normal 工作狀態，Sleep 工作狀態，Shout Down 工作狀態
- OV空載電壓：測量加載電壓後，MOS 是否正常打開
- CIR充電迴路阻抗
- DIR放電迴路阻抗
- NTC熱敏電阻
- ID識別電阻 (IDR)
- OVD帶載電壓：測量保護板的帶載能力
- 充電控制
╴Pack OVC 電池過壓測試恢復
╴OVC單節電池過壓保護恢復
╴OTC充電過高溫保護恢復
╴COC充電過流保護恢復
- 放電控制
╴UVD單節電池過放保護恢復
╴OTD放電過高溫保護恢復
╴OCD放電過流保護測試(50A, 55A)
╴SCD放電短路保護恢復(90A)
- LDO檢測
- OD自動放電測試
- EQ單節電池平衡功能
- SMBus 通訊檢測
6020 BMS ATE 应用说明
博计电子依据电池管理系统(BMS)市场需要，对需要锂充电电池的资讯装置包括手机，笔电，行动电源，无线吸尘器，无人机等产品，及动力电池如电动自行车，电动机车，电动汽车，电动巴士，电动船等研发完成电池BMS测试验证工具，提供单Cell 电池与多Cell 电池BMS测试及验证的平台。
电池系统中，除电池构成体积、工作温度范围，以及防尘防水等物理、环境与安全性参数外；最重要的参数为电池系统相关性能参数，包括电池容量/能量、SOC、电压参数、功率、内阻、能量效率、自放电与循环寿命等，需要单体电池芯的量测，亦需要整个动力电池系统的输入/输出(I/O)表现进行量测与验证。
BMS监控和管理晶片的选型主要跟电池串联数量有关，也即电池电压有关。目前业界单颗BMS类比前端晶片能够监控的数量（亦即通道数）为1~16节串联电池。
BMS基本上所在意的重点，仍然不脱：低功耗、高可靠度与安全性等这三个面向。市场上的所使用的电池大多为锂电池，虽然安全性上相对不是那么稳定，原因是锂的特性较为活泼，很容易引起爆炸或是燃烧，但是能量密度大。所以像是电池模组业者在BMS设计上，都十分强调保护措施，从单颗电池、电池组再到整个BMS，每个环结都设下了保护机制，以确保在能够安全无虞。
除此之外，BMS也十分强调监控功能，相较于保护机制，监控功能则能有较好的使用体验，其中最在意的，莫过于电池寿命能否进一步延长。在电池充放电时，最重要的是每个电池芯之间的平衡调整确保电池芯不会过度充电或放电。
电池管理系统(BMS)对保护电池不受损害、延长电池使用寿命及维持电池性能以执行相应功能是不可或缺的。换句话说，电池管理系统对充电电池达到安全和性能要求扮演着重要的角色。
电池系统中，除电池构成体积、工作温度范围，以及防尘防水等物理、环境与安全性参数外；最重要的参数为电池系统相关性能参数，包括电池容量/能量、SOC、电压参数、功率、内阻、能量效率、自放电与循环寿命等，需要单体电池芯的量测，亦需要整个动力电池系统的输入/输出(I/O)表现进行量测与验证。
BMS监控和管理晶片的选型主要跟电池串联数量有关，也即电池电压有关。目前业界单颗BMS类比前端晶片能够监控的数量（亦即通道数）为1~16节串联电池。
BMS基本上所在意的重点，仍然不脱：低功耗、高可靠度与安全性等这三个面向。市场上的所使用的电池大多为锂电池，虽然安全性上相对不是那么稳定，原因是锂的特性较为活泼，很容易引起爆炸或是燃烧，但是能量密度大。所以像是电池模组业者在BMS设计上，都十分强调保护措施，从单颗电池、电池组再到整个BMS，每个环结都设下了保护机制，以确保在能够安全无虞。
除此之外，BMS也十分强调监控功能，相较于保护机制，监控功能则能有较好的使用体验，其中最在意的，莫过于电池寿命能否进一步延长。在电池充放电时，最重要的是每个电池芯之间的平衡调整确保电池芯不会过度充电或放电。
电池管理系统(BMS)对保护电池不受损害、延长电池使用寿命及维持电池性能以执行相应功能是不可或缺的。换句话说，电池管理系统对充电电池达到安全和性能要求扮演着重要的角色。
1. 电池管理系统基本功能
- 测量电池电压
- 测量电池输入电流(充电时)和输出电流(放电时)
- 测量单电池电压
- 测量电池温度，当温度过高或过低时需断开或限制充电的电压或电流，又当温度回复到可使用的安全温度时，需要能恢复全部能力，以上还包括温度保护动作及回复正常工作的反应时间需符合设计值
- 当以上测量数值超过最高或最低限度时断开电池，包括电压过高(OV)，电压过低(UV)，电流过大(OCD)，短路(SCD)等，这些反应还包括保护动作及回复正常工作的反应时间需符合设计值
- 当有多个电池单元时，需要平衡电池组中各个电池储存的电量
- 检查系统元件的运行状态以保证电池管理系统的功能安全
- 计算和检测电池的充电状态(SOC)、健康状况(SOH)和功能状态(SOF)
- 以上测量值的校正，设定参数的烧录，并将资料回馈给所使用的系统
电池管理系统能否良好地执行以上功能，取决于电池感测器输入资料的精确性，另外电池及BMS直接影响到使用者的安全，所以需要100%的BMS的测试验证，由于BMS是客制程度高，与最终使用场所相关，测试验证项目相当繁复，需要逐一检查确认，才能保证正确无误的运作，因此使用ATE测试系统是最佳的选择。
由于电池BMS必须与电池配对才能使用，属于高度客制化的组件，所以BMS的各项参数都由使用者来设定，ATE只是执行并确认是否符合各项条件的工具及平台，可以快速及确实的验证，避开人为疏失，对于BMS内所烧录的各项设定参数，只能适用于特定的锂电池搭配使用，并不适用于其他不同规格的锂电池，也就是需要将锂电池与BMS电路板配对在一起，才能发挥功效，与其他标准化的单一型的组件不相同，换句话说，就是不需担心BMS的设定参数资料在ATE上运作，而是要确认ATE是否对BMS的各项保护的安全功能是否确实无误的执行。
由于电池BMS必须与电池配对才能使用，属于高度客制化的组件，所以BMS的各项参数都由使用者来设定，ATE只是执行并确认是否符合各项条件的工具及平台，可以快速及确实的验证，避开人为疏失，对于BMS内所烧录的各项设定参数，只能适用于特定的锂电池搭配使用，并不适用于其他不同规格的锂电池，也就是需要将锂电池与BMS电路板配对在一起，才能发挥功效，与其他标准化的单一型的组件不相同，换句话说，就是不需担心BMS的设定参数资料在ATE上运作，而是要确认ATE是否对BMS的各项保护的安全功能是否确实无误的执行。
2. 测试验证的解决方案
博计对于锂电池，充电器及电池BMS等，分别提供相对应的测试解决方案，博计提供业界最多最广的数十个机型电子负载产品线，能够对功率高达60KW，电压高达1000V，及电流高达1000A的测试需求都有对应的机型支援，另外博计也一直提供各种客制化规格的服务满足市场上各种测试的要求。
3. 6020 BMS ATE 的測試功能項目
- TI 管理芯片测试，透过99097 4 Channel通讯适配器最多可同时烧录、校正4个BMS板。
╴I2C 资料写入及核对
╴自动写入生产日期和序号
╴PCM 校正
- OC静态电流测试包含Normal 工作状态，Sleep 工作状态，Shout Down 工作状态
- OV空載電壓：測量加載電壓後，MOS 是否正常打開
- CIR充电回路阻抗
- DIR放电回路阻抗
- NTC热敏电阻
- ID识别电阻 (IDR)
- OVD带载电压：测量保护板的带载能力
- 充电控制
╴Pack OVC 电池过压测试恢复
╴OVC单节电池过压保护恢复
╴OTC充电过高温保护恢复
╴COC充电过流保护恢复
- 放电控制
╴UVD单节电池过放保护恢复
╴OTD放电过高温保护恢复
╴OCD放电过流保护测试(50A, 55A)
╴SCD放电短路保护恢复(90A)
- LDO检测
- OD自动放电测试
- EQ单节电池平衡功能
- SMBus通讯检测
BMS Discharge Test Diagram
BMS Charge Test Diagram
4. 6020 BMS ATE 的系统架构图
5. 特点
- 系统权限分配：使用者权限管理，可不同使用者分配不同权限
- 高扩充性：适用多串电池，每个通道４串，可扩充1至16串
- 相容性高：适用于各种充放电规格，并具备多段电流保护功能测试
- 电池模拟装置模组化设计：采用1个16串或4个4串电池模拟装置可模拟0.1~5V 模拟电池电压，可以测试PCM 中核心项目，如：PCM OC 休眠自耗电，各串CELL 的充放电保护13 pt 功能及平衡功能‧设备与系统通讯方式采RS-232 通讯。
- Gauge IC 通讯协议支持 I2C, SMBUS 及其他客制化通讯协议。
- 测试结果判定：系统可以精确量测电压与电流的变化，如测试结果NG，系统会根据保护设定条件自动停止测试，并产生告警等功能提醒使用者。
- 数据处理与人机介面：
- 测试数据可以转换为 EXCEL 文件，可选取的转换数据项目有测试项目、判定条件、测试过程等数据，支持批量查询及转换资料。
- 系统功能强大：支持测试方案导入、导出功能，系统并具手动调试功能，适合新产品的调试验证，测试项目采脚本编辑功能，方便不同测试机种的脚本编辑。
- PC 安装6020 BMS Auto Test System及IO控制
- 3300F+3311F 电子负载60V/60A/300W，含BMS功能，可瞬间吃载最大120A‧5070 DC Power Supply 120V/25A
- 99096 BMS Board 控制盒
- 99097 4 channel communication adapter
- BMS 电池模拟器 5080 Voltage Regulator 1个16串或4个4串电池模拟装置
- 34461A Digit Multi-meter
- Short/ OCP Source 5V/100A
- NTC 电阻模拟器
7. 6020 BMS ATE 的实际应用
- 单Cell BMS
- 多Cell BMS
- 研发设计验证测试
- 生产制造的大量快速测试
- Battery Pack 电池模组的验证与测试
对于BMS过电流保护功能，包括电池过充、过放、短路等异常发生时使用，博计全系列电子负载(3310F) with BMS option，便能够测试出BMS发生保护时的电流瞬时峰值及保护反应时间，依据需求从常用电流60A到1000A电流规格，这些博计都能提供对应的机型。
对于BMS 温度侦测NTC保护功能，包括过高或过低温时的保护动作及温度回复后BMS解除温度保护，博计设计的NTC模组，可以模拟电池BMS中NTC的电阻值，使用3302F with NTC Option 或6020 BMS ATE 的NTC 模拟，便能够测试验证出BMS对温度的保护及反应动作时间是否正常。
NTC 模组
对于BMS 直流内阻，交流内阻，工作消耗电流，电池单元平衡，NTC模拟，各种保护动作测试等，使用6020 BMS ATE 能够提供1 ~ 4组BMS 同时测试的高效能自动测试系统，便能对每个BMS功能逐一且快速的验证，其中在设计验证或品质检验方面就适合1组的BMS测试系统在大量生产所需的快速测试就需要4组同时测试的BMS测试系统。
对于电池组的充放电测试，博计提供已经开发完成的软体系统 9841 电池充放电测试系统，可以依需要搭配所需规格的电源及电子负载来进行电池的充电及放电的相关测试。
对于电池组的充放电测试，博计提供已经开发完成的软体系统 9841 电池充放电测试系统，可以依需要搭配所需规格的电源及电子负载来进行电池的充电及放电的相关测试。
3300F 负载控制器 OCP/Short 直流电源供应器（5V/120A）
3310F 直流电子负载 60V, 30A, 150W PSU 60-25 / PSU 150-10 直流电源供应器
5080 电压调整器（應用於BMS板電池模擬） 3311F-15 直流电子负载模组 60V / 60A / 300W , 120A pulse
3332F 双直流电子负载模组 80V,24A,120W & 80V,24A,120W 3336F 双直流电子负载模组 80V,3A,40W & 80V,3A,40W
99096 BMS板测试连接转接器 99097 通讯转换器
多功能数位电表 6020系统软体
6020系统19吋（20U）标准系统机箱 6020系统19吋（30U）标准系统机箱
商用电脑
3310F 直流电子负载 60V, 30A, 150W PSU 60-25 / PSU 150-10 直流电源供应器
5080 电压调整器（應用於BMS板電池模擬） 3311F-15 直流电子负载模组 60V / 60A / 300W , 120A pulse
3332F 双直流电子负载模组 80V,24A,120W & 80V,24A,120W 3336F 双直流电子负载模组 80V,3A,40W & 80V,3A,40W
99096 BMS板测试连接转接器 99097 通讯转换器
多功能数位电表 6020系统软体
6020系统19吋（20U）标准系统机箱 6020系统19吋（30U）标准系统机箱
商用电脑
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