Тест BMS — ISO 6469/ISO 26262/IEC 62619

Что такое BMS?

Тест системы управления аккумулятором проверяет электронный блок, который контролирует напряжение, ток и температуру аккумулятора, а также выполняет балансировку элементов, ограничение заряда/разряда и отключение в случае неисправности. BMS является компонентом безопасности: отказ защитной функции может напрямую привести к перегреву.

BMS: цель

Цель состоит в том, чтобы проверить, что защитные функции активируются при определенных пороговых значениях и в течение определенного времени, что измерения имеют заявленную точность и что система переходит в безопасное состояние в условиях неисправности.

К каким изделиям применяется BMS?

Блоки управления аккумуляторами электромобилей
Платы сотового мониторинга (CMU/CSC)
Системы хранения энергии Блоки BMS
Легкие электромобили BMS

В каких отраслях применяется BMS?

Автомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектрика и электроника

Стандарты, связанные с BMS

ISO 6469-1
ISO 26262
IEC 62619безопасность литиевых батарей в промышленном применении тест
ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест
ISO 11898 (Канада)

BMS: условия

Пороги защиты: Пороги повышенного, пониженного напряжения, сверхтока, а также превышения и понижения температуры проверяются на соответствие определениям производителя.
Точность измерения: Точность измерения напряжения, тока и температуры проверяются на соответствие заявленным допускам.
Внесение неисправностей: Применяются сценарии отключения датчика, короткого замыкания и потери связи.

Оборудование для BMS

Симулятор ячейки (эмулятор батареи)
Программируемый источник питания и электронная нагрузка
Анализатор данных CAN/LIN
Система тестирования HIL (аппаратное обеспечение в цикле)
Климатическая камера
Высокоточные эталонные измерительные приборы

Требования к образцам для BMS

Основной блок BMS и платы мониторинга ячеек
Жгут проводов и разъемы
Должны быть определены версия программного обеспечения и набор параметров.
Необходимо предоставить определение интерфейса (матрица CAN) и список порогов защиты.

BMS: продолжительность

Функциональная проверка занимает несколько дней; вместе с комплексными сценариями тестирования на основе HIL и экологическими испытаниями это может занять недели.

BMS: порядок проведения

1BMS подключается к симулятору ячейки, и связь проверяется.
2Точность измерения напряжения, тока и температуры сравнивается с эталонными приборами.
3Для каждой защитной функции происходит постепенное превышение порога и измерение времени срабатывания.
4Функция балансировки ячеек проверена.
5Применяются сценарии внедрения неисправностей и проверяется переход в безопасное состояние.
6Оценивается точность оценки состояния заряда (SOC) и состояния здоровья (SOH).
7При необходимости испытания повторяются в условиях окружающей среды.

BMS: критерии приёмки

Критерием приемки являются пороги защиты, время срабатывания и допуски точности измерений, определенные производителем. Для функций в рамках функциональной безопасности основой являются безопасное состояние и интервал времени отказоустойчивости, определенные в ISO 26262.

Оценка результатов

Оцениваются отклонения измерений, время отклика и ошибка оценки SOC. Защитная функция, активирующаяся до достижения порога (раннее срабатывание), является таким же важным фактом, как и отсутствие порога; оба влияют на доступность или безопасность.

BMS: протокол

Описание BMS, версия аппаратного и программного обеспечения
Проверенные защитные функции и пороги
Результаты точности измерений
Измерение времени отклика
Сценарии неисправностей и реакции системы
Результаты коммуникационных тестов

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

ЕЭК ООН R100
Требования функциональной безопасности по ISO 26262

Otomotiv Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание BMS; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Автомобильные испытания показывают, что компонент продолжает работать в условиях, представляющих нагрузки, с которыми он столкнётся за срок службы автомобиля. Автомобиль — это не единичный продукт, а СРЕДА: вибрация, температурные циклы, солёная вода, удары камней, электрические переходные процессы и электромагнитные помехи присутствуют одновременно и годами.

Особенность этого семейства в том, что СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ надстраиваются над стандартами. Публикации ISO и SAE устанавливают общую основу; но Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota и Renault определяют в своих собственных спецификациях разные уровни жёсткости, дополнительные испытания и разные критерии приёмки. Для компонента фразы «соответствует автомобильным стандартам» самой по себе недостаточно; нужно ответить, спецификация какого производителя и какая её редакция имеется в виду.

Семейство объединяет три отдельных процесса, которые часто путают. Омологация охватывает официальные утверждения типа, необходимые для допуска автомобиля к движению, и проводится под государственной властью. Одобрение поставщика означает прохождение собственных требований производителя автомобиля к качеству и испытаниям и является коммерческими отношениями. Третье — верификация конструкции: инженерная команда демонстрирует, что её собственная конструкция соответствует поставленным целям.

На уровне компонента план испытаний строится вокруг МЕСТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Модуль в моторном отсеке и модуль в багажнике не проходят через один и тот же температурный и вибрационный профиль; компонент внутри двери и компонент в потолочной консоли не подвергаются одинаковому воздействию воды и пыли. Серия ISO 16750 — общая структура для этого подхода на основе местоположения.

Переход к электромобилям изменил эту область. Высоковольтная безопасность, координация изоляции, безопасность батарей, соответствие зарядного интерфейса и электромагнитное поведение высоковольтных компонентов были добавлены к классическому набору автомобильных испытаний. В тихом автомобиле изменились и ожидания по акустике и вибрации; звуки, ранее маскируемые двигателем внутреннего сгорания, теперь слышны.

Сторону системы качества нельзя отделить от испытаний в этой области. Производитель по IATF 16949 представляет результаты испытаний в файле PPAP; анализ измерительной системы, исследование пригодности процесса и план контроля окружают протокол испытания. Одного хорошего результата недостаточно — нужно показать, что процесс способен его повторять.

Группы методов в этой области

Экологический и климатический
Температурные циклы, термошок, влажное тепло, солевой туман, проникновение пыли и воды (IP), солнечное излучение. Уровни жёсткости варьируются в зависимости от места установки.
Механический
Синусоидальная и случайная вибрация, удар, механические нагрузки, момент затяжки крепежа и циклы долговечности.
Электрический
Колебания напряжения питания, переходные процессы (ISO 7637), обратная полярность, перенапряжение, короткое замыкание и измерения тока покоя.
ЭМС
Эмиссия компонента (CISPR 25), излучаемая и кондуктивная помехоустойчивость (серия ISO 11452), электростатический разряд (ISO 10605).
Материалы и выбросы
Запах, конденсация (fogging) и выбросы ЛОС от материалов салона; воспламеняемость; УФ-старение; стойкость покрытия и удары камней.
Функциональная безопасность и кибербезопасность
Доказательства функциональной безопасности по ISO 26262 и инженерия кибербезопасности по ISO/SAE 21434; они привязаны к регулированию через UNECE R155 и R156.

Часто путаемое в этой области

Автомобильный отчёт без ссылки на спецификацию не принимается в цепочке поставок; необходимо указать, какая спецификация OEM и её редакция были применены.
Официальное утверждение типа и одобрение поставщика — разные процессы. Компонент с одобрением E-Mark не считается тем самым прошедшим собственные приёмочные испытания OEM.
Результат, полученный на прототипе, не переносится на серийное производство; PPAP выполняется с деталями серийного производства.
Со стороны ЭМС измерение только эмиссии неполно; помехоустойчивость — отдельная область и более критична в автомобиле.
На компонентах электромобилей высоковольтная безопасность — отдельная компетенция; классическая испытательная инфраструктура на 12 В недостаточна.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Одобрение компонента поставщика и файл PPAP
Официальное утверждение типа UNECE и маркировка E-Mark
Верификация конструкции и доказательство долговечности
Анализ первопричин полевых жалоб и гарантийных возвратов
Оценка влияния изменения конструкции или поставщика

Связанные тесты

BMS: частые вопросы

Заменяет ли тестирование BMS оценку функциональной безопасности?

Нет. Тестирование BMS проверяет работоспособность функций; Функциональная безопасность в соответствии с ISO 26262 касается всего процесса разработки, назначения ASIL и обоснования безопасности. Тест является частью этого доказательства, а не всем.

Достаточно ли использовать симулятор вместо реальных клеток?

Для функциональной проверки предпочтителен симулятор; это позволяет безопасно и повторяемо устанавливать пороговые значения. Однако окончательную проверку также предполагается провести на настоящей батарее.