帶你了解BMS涉及的電氣試驗

電氣測試內容對于硬件設計是很重要的，我們開發人員要了解每個電路會遭受到什么樣子的電氣應力，這樣才能針對性的做好防護設計；電氣測試對應參照標準的順序是GB/T 38661-2020（BMS技術條件）→GB/T 28046.2-2019（ISO 16750-2），照本宣科。

直流供電電壓測試

用來檢驗DUT在最低和最高供電電壓范圍內的性能，尤其是低壓時。

試驗方法與要求：按照下表給出的電壓范圍進行試驗，DUT的功能狀態符合等級A。

這里面有個事，一般要求供電范圍是9V~16V，要求全功能達到等級A；不過現在要求越來越嚴苛，很多要求6V~16V范圍內功能正常（除了繼電器驅動功能外），甚至更低，所以這種就需要SBC前級有BOOST功能。

過電壓測試

包含兩個試驗，分別在（Tmax-20℃）與室溫下進行，針對12V電源端口進行。

在Tmax-20℃下試驗：目的是用來模擬發電機調節器失效造成的輸出電壓升高的場景，這個測試試驗時間比較久，又叫做長時間過電壓測試。

試驗方法與要求：

在室溫下試驗：目的是用來模擬輔助起動時向DUT輸入的過高電壓。

試驗方法與要求：

這兩個試驗中的測試電壓很多廠家有不同的要求，有些要求更高。

疊加交流電壓

目的是模擬直流供電下出現的紋波電壓，測試對象是12V電源線；下圖為臺架示意圖以及電源供電的大概波形，它的頻率也是范圍變化的，這個測試一般不會出問題。

試驗方法與要求：波形的具體參數要求如下圖，對于12V系統，一般選擇Upp=4V，；要求功能狀態達到A。

供電電壓緩升和緩降

目的是模擬蓄電池逐漸放電和充電的電壓變化。

試驗方法與要求：標準中是定義Usmin與0V兩個點往復，也有的廠家要求UsmaxUsmin?V三個點做往復；要求的功能狀態等級在標準中寫得不詳細，應該根據供電電壓區間來定義各個區間的功能狀態等級。

供電電壓瞬態變化

或稱為供電電壓瞬態跌落，目的是模擬其他電路內的常規熔斷器熔斷時引起的電壓瞬時下降，意思是指12V電源總線上面的其他ECU的供電線短路后，會熔斷其供電線上面的保險絲，這個過程中會造成12V電源總線上面產生一個電壓的短時間下降。

試驗方法與要求：具體的測試波形如下，供電電壓由Usmin下降到4.5V，持續100ms后恢復到Usmin；一般要求整個過程達到功能狀態A（繼電器除外）。

反向電壓

目的是模擬車輛輔助啟動時對蓄電池的反向連接，這個試驗比較常見；

試驗方法與要求：測試電壓為-14V，持續60s。

復位特性

這個測試是用來模擬產品在不同的電壓驟降下的復位性能，從Usmin開始，例如9V。

試驗方法與要求：標準中要求以5%的步長從Usmin降低到0.95Usmin，保持5s后再上升到Usmin并保持至少10s；然后幅值變成降低到0.9Usmin，重復以上過程；標準中要求當供電電壓達到Usmin時，功能狀態為C；但是很多廠家要求功能狀態為A，而且下降的步進可能是按照電壓絕對值進行，而不是百分比。

這個測試遇到過一些問題，就是復位造成的傳感器軟件配置丟失，但是控制器的電源有BOOST功能卻沒有復位，這樣就可能導致控制器不知道傳感器已經丟失配置了。

啟動特性

此測試目的是用來模擬DUT在車輛啟動時的性能，因為在車輛啟動過程的12V供電是不穩定的，它就是模擬這個過程是否會對產品的性能造成影響。

試驗方法與要求：啟動特性的測試供電波形如下圖，標準中建議將波形中的電壓施加到產品的供電輸入端，進行10次。

具體的測試等級如下，分了四個等級，有的主機廠要求全部都做，有的做部分；對應的功能狀態在下圖中也有定義，實際按照供電范圍來劃分，例如a標注的供電范圍是6V~16V，對應要求在試驗過程中達到第一行的功能狀態，即ABBA。

參考接地偏移和供電偏移

標準中表述是當DUT存在兩條或多條供電線時，用來模擬多路供電的地或電源發生偏移的情況下，DUT的功能是否符合要求。

試驗方法與要求：具體過程如下，整體來講，BMS的KL30供電與繼電器供電可能是分開的，而且這兩路電源各自可能會存在多條供電電源線與地線，但是一般在單板內部各自的電源線與地線都是接在一起的，所以針對電源線與地線的偏移測試一般都不出問題，標準中要求達到功能狀態A。

除了供電與地線外，BMS上面還有一些外部的數字IO以及模擬量輸入，對數字IO來講，地偏移一般也沒有問題，但是針對一些外部的模擬量輸入來講，地偏移會導致采集不準確。

短路保護

這個就是那個比較重要的短地、短電源測試，用來模擬DUT在輸入或輸出端發生短路時的性能。

試驗方法與要求：標準中將DUT電路分成了信號電路與負載電路兩種，其中信號電路測試方法如下，要求功能狀態達到C；其實這里的測試順序還有一些事情，例如DUT在工作情況下，對外輸出的電路需要做使能與不使能兩種情況下的短地、短電源，還要做DUT只斷開電源線時信號電路的短地、短電源測試；有的甚至需要做DUT只斷開地線時信號電路的短地、短電源測試。

而負載電路的測試要求如下：這里寫得不太清晰，看起來只做負載短路測試，而不是短路到地或電源。

在BMS中一般都是按照信號電路來測試，對于繼電器的高低邊驅動電路以及外部傳感器的供電電路也是如此；這個測試中同樣會出現各種問題，例如電源芯片的損壞、MCU的復位等等，這些內容后面準備單獨來做案例分析。

審核編輯：劉清