隨著全球新能源汽車滲透率和儲能電站裝機量年增長量的不段提高，電池管理系統(tǒng)（BMS）作為電池的“大腦”，BMS承擔著監(jiān)控、控制和保護電池安全運行的重要職責。而BMS硬件在環(huán)（HIL）測試通過高精度仿真與硬件閉環(huán)驗證，在虛擬環(huán)境中再現(xiàn)真實世界的極端工況（如高溫、低溫、短路、電池老化等），是驗證BMS的故障檢測與保護邏輯，實現(xiàn)對電池的全面監(jiān)控和管理，確保其在各種工況下的高效、安全運行的核心技術之一。

北匯信息在汽車電子測試領域深耕多年，從2002年開始就針對新能源測試領域，與當時德國最知名的電力電子仿真測試專家Scienlab公司（現(xiàn)已并入Keysight公司）合作，在國內(nèi)開始推廣和交付逆變器的Power HiL、電池充放電測試、BMS HiL以及充電測試等系統(tǒng)。在交付了當時電池單體模擬最高特性的BMS HiL之后，我們在2015年發(fā)布了《基于VT和電池單體模擬的BMS HiL解決方案》一文，填補了當時國內(nèi)BMSHIL功能驗證的高端空白，該測試設備十年來還一直在使用中，為客戶的產(chǎn)品研發(fā)提供了重要支撐。

我們十年之前的BMS HiL方案基于VT系統(tǒng)（Vector工具鏈）以及Scienlab的BMS測試柜組成。該方案硬件上通過模塊化的架構設計，軟件上通過等效電路模型（如RC模型）模擬電池單體行為，也支持SOC估算、均衡控制等基礎功能的閉環(huán)測試，解決了早期BMS開發(fā)中真實電池環(huán)境難以復現(xiàn)的痛點。但當時的方案是為了匹配當時400V時代的“功能驗證”需求，隨著新能源技術的演變，我們的方案也不斷地優(yōu)化、更新。

一、BMS的演變與擴展

隨著消費者對充電速度和性能的需求提升，從2015年至今，汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）在技術架構、功能集成和測試驗證等方面經(jīng)歷了顯著變革，尤其在高壓化、多域融合和儲能領域表現(xiàn)突出。以下是具體分析：

1.高壓架構與系統(tǒng)集成的演變

1. 隨著消費者對充電速度和續(xù)航里程需求的提升，高壓平臺從400V逐步向800V演進，如今800V以上的電壓的架構也逐漸興起。
2. BMS架構從集中式架構向分布式架構轉變，支持模塊化擴展。例，分布式架構普及之后，菊花鏈通信變成了BMS從板之間和主、從板之間的主要通信方式。

2. 國標充電協(xié)議的演變：GB T 27930-2011——GB T 27930-2015——GB T 27930-2024

3. 多域融合的演變：BMS與整車控制器、電機控制器、充電系統(tǒng)等深度融合

例：某主機廠將以VCU為基礎，將BMS、DC/DC等模塊的軟硬件集成到一個域控制器內(nèi)，通過高性能芯片支持跨域算法融合，來實現(xiàn)動力系統(tǒng)的全局優(yōu)化。

4.車用BMS到儲能BMS的拓展

隨著全球能源結構加速向可再生能源轉型和政府政策的大力支持，儲能系統(tǒng)作為平衡電網(wǎng)波動、提升能源利用效率的核心技術，正迎來爆發(fā)式增長。BMSHIL作為BMS驗證的核心手段之一，其高效、安全、可控的特性同樣可為儲能BMS開發(fā)提供關鍵支撐。北匯憑借在BMS方向上積累的成熟經(jīng)驗和車用BMS HIL方案的基礎上形成了針對儲能BMS HIL的新方案并完成了多個儲能項目的成功實施。

二、BMS HIL方案的演變

為應對上述BMS的演變與擴展內(nèi)容和滿足客戶的實際需要，我們在基于Vector工具鏈方案的基礎上對我們的軟件和硬件都做了相應的調(diào)整，具體的內(nèi)容如下：

1. 高壓平臺從400V逐步向800V演進的影響：

1. 400V的高壓平臺上我們通常串聯(lián)96節(jié)電芯即可，但到800V平臺上就需要串聯(lián)192節(jié)電芯。電芯數(shù)量的增多其實也對我們選配的電池模擬器的硬件接口擴展性和CAN通信協(xié)議兼容性提出了要求。
2. 設備對高壓的要求，也提高了我們對機柜內(nèi)部連接器的選型、設備整體布局、絕緣性能以及安全保護方面的標準。
3. 對總壓仿真的電壓源選型和絕緣電阻板卡的阻值及設備的耐壓要求提出了更高的要求。

2. 國標充電協(xié)議的演變的影響：

1. 國標充電協(xié)議的變化在推動著我們試驗管理軟件中的相關的充電協(xié)議功能不斷地完善。
2. 國標充電協(xié)議的變化也在推動我們不斷地更新相應標準的測試用例庫。

3.BMS架構從集中式架構向分布式架構轉變的影響：

隨著800V高壓平臺的發(fā)展和分布式架構應用的增多，使BMS架構中的AFE芯片數(shù)量也在增多，這里部分客戶有從全實物測試到部分實物和部分菊花鏈仿真聯(lián)合測試再到全部使用菊花鏈仿真測試的方式來完成多電池簇并聯(lián)管理的需求變化，這里我們也根據(jù)客戶的需求制定出了相應的解決方案。

4. 多域融合及三電協(xié)同測試的演變的影響：

1. 雖然控制器多域融合及三電協(xié)同測試導致整個系統(tǒng)中的I/O和通信資源的數(shù)量增多，但基于Vector工具鏈的開放式架構和豐富接口資源，系統(tǒng)具備高度靈活性與可擴展性的優(yōu)勢，使我們可以對測試方案進行靈活調(diào)整，以契合各種測試場景。
2. 多域融合及三電協(xié)同測試的演變也推動著我們在電池模型、電機模型、熱管理模型、車輛動力學模型上的不斷更新與完善。

5.車用BMS到儲能BMS的拓展的影響：

1. 新能源汽車BMS大多使用的是被動均衡的方式，但到儲能系統(tǒng)中會有使用主動均衡的需求，這就需要我們方案中配備支持更高均衡電流的設備。
2. 針對儲能國標《GB_T 34131-2023電力儲能用電池管理系統(tǒng)》我們也做出了相應的解決方案并完成設備交付。
3. 儲能系統(tǒng)BMS需與能源管理系統(tǒng)（EMS）、冷卻系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等外圍設備建立通信，我們也在多套實際項目的交付中行成了成熟、標準的仿真方案，可助力客戶縮短開發(fā)周期，加速產(chǎn)品落地。

6. 基于VT HIL的其他業(yè)務擴展

Vector工具鏈中高性能的VT系統(tǒng)（VT System）與VN系列接口設備（如VN16xx/VN50xx），具備高精度、強實時性和高可靠性的優(yōu)點。使用VT HIL平臺不僅可以完整覆蓋BMS的復雜功能驗證，我們還通過VT HIL平臺擴展支持電機控制器（MCU）、整車控制器（VCU）及充電系統(tǒng)的深度測試，實現(xiàn)不同控制器多種工況需求覆蓋。
為滿足新能源汽車“三電”系統(tǒng)集成化測試需求，早在2021年我們使用VT HIL平臺已擴展至“三電”HIL（電池、電機、電控）聯(lián)合驗證領域，可模擬真實工況下的能量流交互與極限邊界條件，支持動力域全棧閉環(huán)測試。

憑借多年在BMS HIL項目中積累的豐富經(jīng)驗，以及基于Vector工具鏈構建的高精度仿真平臺，我們也為新能源汽車、儲能系統(tǒng)及動力電池企業(yè)提供全場景、全生命周期的BMS測試驗證服務，來幫助客戶縮短驗證周期，助力產(chǎn)品快速迭代。

三、總結

2015年至今，隨著新能源汽車和儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，HIL已成為BMS開發(fā)中不可或缺的環(huán)節(jié)，BMS技術圍繞高壓化、集成化和智能化方向快速發(fā)展。800V平臺推動架構革新，多域融合提升系統(tǒng)效率，而三電聯(lián)合測試則為整車安全與性能提供保障。未來，隨著800V+高壓平臺普及和AI技術的深度融合，BMS將進一步成為電動汽車與儲能系統(tǒng)的核心“大腦”。而北匯也會緊跟新能源汽車和儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷優(yōu)化我們的解決方案，為新能源汽車相關企業(yè)和儲能領域相關企業(yè)提供從研發(fā)到量產(chǎn)的全程賦能，共同迎接能源變革的新時代。