电池管理系统(BMS)测试解决方案
电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是锂电池组最重要的组成部分之一。BMS不仅对电池电压、电流、温度等参数进行实时监视，同时兼顾电池充放过程中漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、SOC计算、SOH状态报告等功能，使电池时刻处于安全可控的充放电使用过程中，大大提高了电池在实际使用过程中的循环寿命。因此各BMS厂商对BMS研发、测试、生产等环节的检测极为重视。
参照GB∕T 34131-2023《电力储能用电池管理系统》、GB/T 38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》等新国标要求，Faithtech结合电池充放电、新能源汽车和储能系统测试经验推出完整的BMS测试解决方案，是BMS研发、生产、测试首选。
| 简述
电池管理系统（Battery Management System，简称BMS）是锂电池组最重要的组成部分之一。BMS不仅对电池电压、电流、温度等参数进行实时监视，同时兼顾电池充放过程中漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、SOC计算、SOH状态报告等功能，使电池时刻处于安全可控的充放电使用过程中，大大提高了电池在实际使用过程中的循环寿命。因此各BMS厂商对BMS研发、测试、生产等环节的检测极为重视。
参照GB∕T 34131-2023《电力储能用电池管理系统》、GB/T 38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》等新国标要求，Faithtech结合电池充放电、新能源汽车和储能系统测试经验推出完整的BMS测试解决方案，是BMS研发、生产、测试首选。
| 应用领域
电动机车动力电池BMS研发、生产测试；
光伏储能电池BMS研发研发、生产测试；
工、商业储能系统BMS研发、生产测试；
微网储能电池BMS研发、生产测试等。
| 测试功能
单体电池电压模拟、单体电池电流模拟、单体电池内阻模拟；
电池单体故障注入模拟，包括：输出短路、输出开路、串联在一起的通道间开路、采样线开路；
电池主动均衡、被动均衡模拟；
电池簇总电压模拟、充放电总电流模拟；
BMS电源供电模拟；
电池充放电曲线模拟、SOC曲线模拟；
PT温度信号、NTC温度信号、热电偶温度信号模拟；
电流传感器信号模拟；
压力，流量，液位信号模拟；
绝缘电阻模拟；
I/O驱动切换、I/O信号模拟等。
| BMS测试设备推荐清单
功能 | 设备类别 | 推荐产品或规格 | 产品特性 |
电池特性模拟 | 电池模拟器 | FT8330系列多通道电池模拟器 | 单台最多36CH，电压精度：0.01%+0.01%F.S.，电压规格：6V，电流规格：1A/2A/3A |
FT8331系列多通道电池模拟器 | 单台最多24CH，电压精度：0.01%F.S.，电压规格：5V/6V/15V/20V，电流规格：1A/2A/3A/5A/10A，可选配故障模拟 | ||
FT8340系列多通道电池模拟器 | 单台最多12CH，电压精度：0.01%+0.01%F.S.，电压规格：5V/6V/15V/20V，电流规格：±1A/±2A/±3A/±5A/±10A，可选配故障模拟 | ||
FT8350系列多通道电池模拟器 | 单台最多24CH，电压精度：0.01%F.S.，电压规格：6V/15V/20V，电流规格：±1A/±2A/±3A/±5A，可选配故障模拟 | ||
总电压模拟 | 高压直流电源 | FTP1000系列可编程直流电源 | 半19"/1U，具备2000V、3000V电压规格，电压精度可实现：0.05%F.S. |
总电流模拟 | 低压大电流电源 | FTG系列组合式超大功率可编程直流电源 | 10V规格产品，单机电流最大可实现20kA，电流精度：0.1%+0.1%F.S. |
电子负载 | FT超低电压大电流直流电子负载系列 | 单机电流最大可实现5kA，电流精度：0.05%+0.0.5%F.S. | |
FT68200系列超大功率电子负载 | 电压范围：0~1200V；功率范围：1~600kW；电压精度：.025%+0.025%F.S.；电流精度：0.05%+0.0.5%F.S.； 内置多种实用测试功能 | ||
BMS供电 | BMS供电电源 | FTP1000系列可编程直流电源 | 半19"/1U，具备36V等多种电压规格，功率等级包含600W/900W/1200W/1500W/1800W |
总电流方向切换 | 电流换向盒 | FT-TW系列电流换向盒 | 电流规格包括：200A/600A/1000A/1500A/2000A/3000A |
电流传感器信号模拟 | 电流传感器模拟器 | FTM8510A | 4CH/电压输出范围：±5V、±200mV/0.02%+0.02%F.S.；电流输出范围：±200mA/0.05%+0.05%F.S.，通道间隔离 |
温度模拟 | 热电偶温度模拟器 | FTM8200B | 最多24CH可选，输出到冷端电压：-15mV～+85mV，分辨率1.6uV，0.1%+10uV |
NTC温度模拟器 | FTM8161A | 8CH，0Ω～16MΩ,分辨率1Ω,0.1%+1Ω | |
热电阻温度模拟器 | FTM8162B | 12CH，可模拟类型：PT100/PT200/PT500/PT1000/Cu50/Cu100，多种温度分辨率可选 | |
传感器模拟 | 压力、流量、液位模拟器 | FTM8510A | 4CH/电压输出范围：±5V、±200mV/0.02%+0.02%F.S.；电流输出范围：±200mA/0.05%+0.05%F.S.，通道间隔离 |
绝缘耐压模拟 | 绝缘电阻卡 | FTM8164B | 200k～61MΩ，分辨率1kΩ，1%+1kΩ，耐压1000V，总功率3W |
FTM8264B | 最多12CH可选，50Ω～111MΩ，分辨率：50Ω，耐压2000V，精度1%+50Ω，开路电阻＞100MΩ，2U机箱 | ||
I/O切换 | 继电器卡 | FTM8090A | 24CH，最大切换功率：60AV/24W |
I/O信号仿真与检测 | I/O卡 | FTM8081A | 16CH DI/16CH DO，输入/输出间隔离，输入电压：12V～32V，输出电压：24V；输入、输出频率：0-100kHz，占空比步进1%，驱动电流：100mA MAX |
FTM8080A | 16CH DI（25MHz），16CH DO（50MHz）,输出：3.3V@24mA或5V@32mA，输入：3.3V或5V |
| 测试系统架构
| 软件功能
电池模型编辑界面主要满足客户编辑需要模拟的电池模型，包括电池单体模型，电池组模型编辑，温度模型编辑。
测试方案配置界面用于配置电池模拟器输出电池模型，同时可设置各通道温度模拟信息。
BMS测试项目 | 测试方法 |
状态检测精度测试 | 调整温度、电流、单体电压、总电压、绝缘电阻等相关参数，将标准值与电池管理系统（BMS）得到的参数进行对比，计算BMS的温度、电流、单体电压、总电压、绝缘电阻测量误差以及误差的最大值、最小值和平均值得到各参数精度。 |
SOC精度测试 | 调整电芯模拟器，使其按照电池测试工况曲线进行模拟。BMS依据检测到的数据，进行电池SOC容量估算，以测试BMS的SOC精度。 |
电池故障诊断测试 | 对BMS进行故障注入，诸如：电池单体过欠压或电池簇过欠压、电池单体或电池簇电压一致性偏差大、电池反接、电池簇过流、单体温度过高过低或一致性偏差大，电压采样线故障，温度采样线故障等一系列故障，以检测BMS的故障诊断功能 |
绝缘电阻检测测试 | 调整绝缘电阻参数，同时获取BMS的绝缘电阻的测量值，用以判定是否合格 |
通讯测试 | 测试BMS每路通讯端口的通讯功能 |
控制策略测试 | 包括充电策略、温度管理策略等控制策略测试，以检测BMS的控制测量是否符合预期 |
电气适应性测试 | 设定辅助电源电压使其高于或者低于正常工作电压，查看BMS系统的工作响应是否符合预期。 |
绝缘耐压测试 | 测试BMS的绝缘性能 |
自定义测试 | 用户可根据需求定制测试任务。 |
BMS测试项目 | 测试方法 |
状态检测精度测试 | 调整温度、电流、单体电压、总电压、绝缘电阻等相关参数，将标准值与电池管理系统（BMS）得到的参数进行对比，计算BMS的温度、电流、单体电压、总电压、绝缘电阻测量误差以及误差的最大值、最小值和平均值得到各参数精度。 |
SOC精度测试 | 调整电芯模拟器，使其按照电池测试工况曲线进行模拟。BMS依据检测到的数据，进行电池SOC容量估算，以测试BMS的SOC精度。 |
电池故障诊断测试 | 对BMS进行故障注入，诸如：电池单体过欠压或电池簇过欠压、电池单体或电池簇电压一致性偏差大、电池反接、电池簇过流、单体温度过高过低或一致性偏差大，电压采样线故障，温度采样线故障等一系列故障，以检测BMS的故障诊断功能 |
绝缘电阻检测测试 | 调整绝缘电阻参数，同时获取BMS的绝缘电阻的测量值，用以判定是否合格 |
通讯测试 | 测试BMS每路通讯端口的通讯功能 |
控制策略测试 | 包括充电策略、温度管理策略等控制策略测试，以检测BMS的控制测量是否符合预期 |
电气适应性测试 | 设定辅助电源电压使其高于或者低于正常工作电压，查看BMS系统的工作响应是否符合预期。 |
绝缘耐压测试 | 测试BMS的绝缘性能 |
自定义测试 | 用户可根据需求定制测试任务。 |
| 设备规格及特性
电池模拟器
FT8330系列电池模拟器特性：
电压精度，分辨率高达万分之一；
四线制接线，可消除导线带来的测量影响；
单台通道数可达36个；
各通道间隔离，可任意并联和串联；
RS485和以太网控制接口；
支持SCPI及Modbus协议；
标准19英寸，可安装于机架。
FT8330系列24CH型号选型表：
通道数 | A系列型号 | R系列型号 | 规格 | 高度 | 备注 |
24CH | FT833024A-6-1 | FT833024R-6-1 | 6V/1A/6W | 2U | A系列，为电流单量程；R系列，为电流双量程，高采样速率 |
FT833024A-6-2 | FT833024R-6-2 | 6V/2A/12W | |||
FT833024A-6-3 | FT833024R-6-3 | 6V/3A/18W |
FT8331系列电池模拟器特性：
电压精度高达0.01%F.S.；
电流双量程，uA级测量，可进行静态功耗测试；
体积小，高集成度，2U/12CH、3U/24CH；
通道间隔离，可多通道串联、并联使用；
具备充电测试，电池模拟，SOC模拟，脉冲功能等多种功能；
独特的故障模拟功能，模拟电池掉线，短路，反接等（仅A系列）；
具备LAN、RS485及CAN控制接口；
支持SCPI及Modbus协议；
USB接口支持文件导入、导出及截屏功能；
4.3寸高清液晶屏，支持本地/远程控制。
FT8331系列24CH型号选型表：
通道数 | A系列型号 | E系列型号 | 规格 | 高度 | 备注 |
24CH | FT833124A-6-1 | FT833124E-6-1 | 6V/1A/6W | 3U | 仅A系列具备故障模拟功能 |
FT833124A-6-2 | FT833124E-6-2 | 6V/2A/12W | |||
FT833124A-6-3 | FT833124E-6-3 | 6V/3A/18W | |||
FT833124A-6-5 | FT833124E-6-5 | 6V/5A/30W | |||
FT833124A-15-1 | FT833124E-15-1 | 15V/1A/15W | |||
FT833124A-15-2 | FT833124E-15-2 | 15V/2A/30W | |||
FT833124A-20-1 | FT833124E-20-1 | 20V/1A/20W |
FT8340系列电池模拟器特性：
电压范围：±5V/±6V/±15V/±20V（正负电压仅A系列）；
两个电流量程，uA级测量，可进行静态功耗测试；
具备独立的DVM通道，可进行高精度测量（仅A系列）；
源、载无缝切换，强大的电池特性模拟功能；
独特的故障模拟功能，模拟电池掉线，短路，反接等（仅A系列）；
具备电池模拟功能；
通道间隔离，可多通道串联使用；
RS485和双以太网控制接口；
标准19英寸、2U机箱设计，便于机架安装。
FT8340系列24CH型号选型表：
通道数 | A系列型号 | E系列型号 | 规格 | 高度 | 备注 |
12CH | FT834012A-5-10 | FT834012E-5-10 | 5V/±10A/50W | 2U | 仅A系列具备DVM模块及故障模拟功能 |
FT834012A-6-1 | FT834012E-6-1 | 6V/±1A/6W | |||
FT834012A-6-2 | FT834012E-6-2 | 6V/±2A/12W | |||
FT834012A-6-3 | FT834012E-6-3 | 6V/±3A/18W | |||
FT834012A-6-5 | FT834012E-6-5 | 6V/±5A/30W | |||
FT834012A-15-1 | FT834012E-15-1 | 15V/±1A/15W | |||
FT834012A-15-2 | FT834012E-15-2 | 15V/±2A/30W | |||
FT834012A-15-3 | FT834012E-15-3 | 15V/±3A/45W | |||
FT834012A-15-5 | FT834012E-15-5 | 15V/±5A/75W | |||
FT834012A-20-1 | FT834012E-20-1 | 20V/±1A/20W | |||
FT834012A-20-3 | FT834012E-20-3 | 20V/±3A/60W | |||
FT834012A-20-5 | FT834012E-20-5 | 20V/±5A/75W |
FT8350系列电池模拟器特性：
电压范围：6V/15V/20V；
电流范围：±1A/±2A/±3A/±5A；
电压精度高达0.01%F.S.；
电流双量程，uA级测量，可进行静态功耗测试；
体积小，高集成度，3U/24CH；
独特的故障模拟功能，模拟电池掉线，短路，反接等（仅A系列）；
具备充放电测试，电池模拟，SOC模拟，脉冲功能等多种功能；
通道间隔离，可多通道串联使用；
具备LAN、RS485及CAN控制接口；
支持SCPI及Modbus协议；
USB接口支持文件导入、导出及截屏功能；
4.3寸高清液晶屏，支持本地/远程控制。
FT8350系列24CH型号选型表：
通道数 | A系列型号 | E系列型号 | 规格 | 高度 | 备注 |
24CH | FT835024A-6-1 | FT835024E-6-1 | 6V/±1A/6W | 3U | 仅A系列具备故障模拟功能 |
FT835024A-6-2 | FT835024E-6-2 | 6V/±2A/12W | 3U | ||
FT835024A-6-3 | FT835024E-6-3 | 6V/±3A/18W | 3U | ||
FT835024A-6-5 | FT835024E-6-5 | 6V/±5A/30W | 3U | ||
FT835024A-15-1 | FT835024E-15-1 | 15V/±1A/15W | 3U | ||
FT835024A-15-2 | FT835024E-15-2 | 15V/±2A/30W | 3U | ||
FT835024A-20-1 | FT835024E-20-1 | 20V/±1A/20W | 3U |
可编程直流电源
FTP1000系列可编程直流电源特性：
单机功率输出范围：600W/900W/1500W/1200W/1800W；
电压输出范围：0～3000V；
单机电流输出范围：0～120A；
体积小，1U/½19”或全19”；
输入高功率因数，低谐波；
支持电压远端补偿；
标配RS232，LAN，RS485；
支持标准SCPI及Modbus-RTU通讯协议。
FTP1000系列600W规格部分型号选型表：
型号 | 电压 | 电流 | 功率 | 型号 | 电压 | 电流 | 功率 |
FTP1060-15-60 | 15V | 60A | 600W | FTP1060-150-06 | 150V | 6A | 600W |
FTP1060-36-30 | 36V | 30A | 600W | FTP1060-150-12 | 150V | 12A | 600W |
FTP1060-60-15 | 60V | 15A | 600W | FTP1060-300-03 | 300V | 3A | 600W |
FTP1060-60-30 | 60V | 30A | 600W | FTP1060-600-015 | 600V | 1.5A | 600W |
FTP1060-80-12 | 80V | 12A | 600W | FTP1060-1000-009 | 1000V | 0.9A | 600W |
FTP1060-100-10 | 100V | 10A | 600W | FTP1060-2000-009 | 2000V | 0.9A | 600W |
FTP1060-120-08 | 120V | 8A | 600W | FTP1060-3000-003 | 3000V | 0.3A | 600W |
FTG系列组合式超大功率可编程直流电源特性：
单机范围：
电压：0～1500V
电流：0～20000A
功率：4～600kW
高精度的电压电流控制与测量；
恒压、恒流、恒功率输出功能；
具备电压远端补偿及保护功能，远端近端自动切换，使用方便；
提供RS232、LAN、RS485（选）、CAN（选）多种远程通信接口；
标准SCPI及Modbus-RTU指令，方便组建智能化测试平台和进行二次开发；
模块堆叠组合、标准机架式设计，便于安装、维护；
TFT彩色液晶显示屏，支持简体中文、繁体中文与英文显示；
方便、实用的序列功能，可实现各种电压电流波形输出；
复杂的波形编辑功能，可实现各种复杂的电压电流波形输出
FTG系列10V规格部分型号选型表：
电压 | 型号 | 电流 | 功率 | 电压 | 型号 | 电流 | 功率 |
10V | FTG040-010 | 400A | 4kW | 10V | FTG160-010 | 1600A | 16kW |
FTG080-010 | 800A | 8kW | FTG200-010 | 2000A | 20kW | ||
FTG120-010 | 1200A | 12kW | FTG240-010 | 2400A | 24kW |
可编程直流电子负载
FT68200系列大功率可编程直流电子负载特性：
功率密度6kW/3U，单机功率：4kW～60kW；
通过主/从并联，最大功率可扩展至600kW；
电压范围：150V、600V、1200V；
高精度，电压精度为(0.025%+0.025%F.S.)；
电流精度为(0.05%+0.05%F.S.)；
时间测量，(Vpk+/-)测量功能；
自动测试功能，正弦波带载功能，序列功能；
外部模拟编程输入与电流监视输出，且具备高压隔离能力；
瞬时过功率带载功能，瞬间过载能力超过额定功率的两倍以上；
配备多种通信接口：RS232、RS485、LAN、USB，GPIB（选配）、CAN（选配）；
支持SCPI与ModBus通讯协议。
FT68200系列12kW以内部分型号选型表：
产品系列 | 功率等级 | 150V | 600V | 1200V |
E系列 | 4kW | FT68204E-150-400 | FT68204E-600-280 | FT68204E-1200-160 |
5kW | FT68205E-150-500 | FT68205E-600-350 | FT68205E-1200-200 | |
6kW | FT68206E-150-600 | FT68206E-600-420 | FT68206E-1200-240 | |
8kW | FT68208E-150-800 | FT68208E-600-560 | FT68208E-1200-320 | |
10kW | FT68210E-150-1000 | FT68210E-600-700 | FT68210E-1200-400 | |
12kW | FT68212E-150-1200 | FT68212E-600-840 | FT68212E-1200-480 |
电流换向盒
FT-TW系列电流换向盒特性：
具备电流自动换向功能；
吸合/断开时间：≤30ms；
导通压降小，最小为50mV；
控制接口类型：继电器；
切换电流等级：200A、600A、800A、1000A、1500A、2000A、3000A；
标准19英寸、4U机箱设计，可安装于机架。
FT-TW系列部分电流换向盒部分型号选型表：
名称 | 型号或规格 | 说明 |
电流换向盒 | FT-TW200A | 最大切换电流200A |
FT-TW600A | 最大切换电流600A | |
FT-TW1000A | 最大切换电流1000A | |
FT-TW2000A | 最大切换电流2000A | |
FT-TW3000A | 最大切换电流3000A |
电流、压力、流量、液位传感器模拟
FTM8000系列中的FTM8510A具备高精度模拟量输出能力。其特性如下所示。
型号 | 通道 | 特性说明 |
FTM8510A | 4CH | 电压输出范围：±5V、±200mV/0.02%+0.02%F.S.； 电流输出范围：±200mA/0.05%+0.05%F.S.，通道间隔离 |
温度模拟
FTM8000系列中提供了热电阻，热电偶及NTC电阻等多种类型温度传感器模拟。其部分型号及特性如下所示。
类型 | 型号 | 通道数 | 规格参数 |
NTC型电阻模拟器 | FTM8161B-2 | 12CH | 0Ω～262kΩ,分辨率4Ω,0.1%+4Ω |
FTM8161A | 8CH | 0Ω～16MΩ,分辨率1Ω,0.1%+1Ω | |
热电偶温度模拟器 | FTM8200A-08 | 8CH | 输出到冷端电压：-15mV～+85mV，分辨率1.6uV，0.1%+10uV，通道间隔离 |
FTM8200A-12 | 12CH | ||
FTM8200B-08 | 8CH | 输出到冷端电压：-15mV～+85mV，分辨率1.6uV，0.1%+10uV，通道间非隔离 | |
FTM8200B-12 | 12CH | ||
FTM8200B-24 | 24CH | ||
PT热电阻温度模拟器 | FTM8162B-1 | 12CH | 0～512Ω，分辨率0.01Ω，0.1%+0.01Ω，可模拟类型：PT100/PT200(≤410℃)/Cu50/Cu100 |
FTM8162B-2 | 0～1024Ω，分辨率0.02Ω，0.1%+0.02Ω，可模拟类型：PT100/PT200/PT500(≤270℃)/Cu50/Cu100 | ||
FTM8162B-3 | 0～2048Ω，分辨率0.04Ω，0.1%+0.04Ω，可模拟类型：PT100/PT200/PT500/PT1000(≤280℃)/Cu50/Cu100 | ||
FTM8162B-4 | 0～4096Ω，分辨率0.08Ω，0.1%+0.08Ω，可模拟类型：PT100/PT200/PT500/PT1000/Cu50/Cu100 |
绝缘耐压模拟
FTM8000系列中提供了多种类型绝缘电阻模拟。其部分型号及特性如下所示。
类型 | 型号 | 通道数 | 规格参数 |
绝缘电阻卡 | FTM8164B | 1CH | 200k～61MΩ，分辨率1kΩ，1%+1kΩ，耐压1000V，总功率3W |
FTM8264B-01 | 1CH | 50Ω～111MΩ，分辨率：50Ω，耐压2000V，精度1%+50Ω，开路电阻＞100MΩ，2U机箱 | |
FTM8264B-02 | 2CH | ||
FTM8264B-04 | 4CH | ||
FTM8264B-08 | 8CH | ||
FTM8264B-12 | 12CH |
I/O切换
BMS中存在多路需继电器驱动的I/O端口信号。FTM8000系列提供了专门的继电器切换卡，具体特性如下。
型号 | 通道数 | 规格参数 |
FTM8090A | 24CH | 单刀单掷继电器 |
最大切换电压（单通道）：120Vac/60Vdc | ||
最大切换功率（单通道）：60VA/24W | ||
最大切换电流（单通道）：1A | ||
最大承载电流（单通道）：2A |
I/O信号仿真与检测
BMS系统中有多个IO接口和外部相连，如高压互锁(HVIL)检测、交直流充电检测、车辆碰撞信号等，此部分测试需要模拟外部对BMS输入信号查看BMS是否正常，BMS向外部输出信号是否正常。FTM8000系列提供了数字I/O仿真与检测卡，具体特性如下。
型号 | 通道数 | 规格参数 |
FTM8081A | 16CH DI/16CH DO | 输入/输出间隔离，输入电压：12V～32V，输出电压：24V；输入、输出频率：0-100kHz，占空比步进1%，驱动电流：100mA MAX， |
FTM8080A | 16CH DI/16CH DO | 16CH DI（25MHz），16CH DO（50MHz）,输出：3.3V@24mA或5V@32mA，输入：3.3V或5V |
