一、背景

“雙碳”目標驅動下，新型電力系統加速構建，儲能正從能源革命的“后備軍”躍升為支撐高比例新能源消納、保障電網穩定運行的“主力擔當”。然而，儲能電站動輒兆瓦級的能量吞吐與長達十年以上的運行壽命承諾，其背后是對儲能BMS控制器極高的安全與可靠性要求。隨著行業對設備安全性、經濟性、適應性等要求的不斷提升，特別是《GB/T 34131-2023》新國標的發布，提升了儲能BMS的技術門檻，也對測試系統、測試方法和測試能力提出了更高要求。傳統測試方法存在效率低、極限工況難模擬、自動化程度不足等弊端，難以滿足新國標對測試的需求。

通過搭建儲能系統仿真測試HIL平臺，可以對儲能BMS的通信、采樣、故障響應機制等功能進行驗證。可將儲能BMS的開發與驗證工作在高效率、高覆蓋率的“虛擬實驗室”中完成，能在研發早期高效定位并修復缺陷，大幅縮短開發周期并降低現場調試成本，是實現儲能系統“安全、高效、可靠”交付的關鍵支撐。

二、系統組成:

軟件：采用CANoe作為測試上位機，進行測試流程的整體調度和執行，搭配vTESTstudio進行測試腳本編輯和管理。

硬件：測試系統集成了實時處理器、VT板卡、VN通信硬件、程控電源、電池模擬器等組件。可精確、安全、高效地來模擬BMS控制器的外圍工作狀態和外部環境信號，同時提供CAN、RS485/RS232、LAN等通訊接口，根據相應協議可模擬外圍設備與BMS的數據交互，以實現對BMS功能和性能的驗證。

待測件BMS：具有采樣、電池狀態估算、均衡控制、報警與保護、通信及診斷等功能；

三、核心模塊：

（一）軟件：

1. CANoe是分布式網絡/總線系統、ECU和軟件系統開發、測試和分析的專業工具，支持從需求分析到系統實現的整個系統的開發過程。包括仿真、測試、診斷及分析等功能。

2. vTESTstudio是一個高效的測試用例設計工具，可覆蓋HIL、SIL、MIL等多環節的測試工作，用于創建ECU的自動化測試。為了提高測試設計的效率和簡化可重用性，它提供了狀態圖、序列圖、表格法、CAPL和C#等編輯方式，適用于所有產品從模型測試到系統驗證的所有階段。

（二）硬件：

• 實時處理器：強大的處理器性能，可確保系統的高實時性；
• VT板卡：可模擬外部設備與儲能BMS進行IO接口的匹配；
• VN通信接口卡：可提供CAN、RS485、以太網接口來滿足儲能BMS的通信測試要求；
• 低壓程控電源：用來給控制器供電，可實現對儲能BMS的供電電壓、過電壓、反向電壓等測試項的測試；
• 高壓程控電源：用來模擬電池簇的總電壓，可實現對儲能BMS的總壓精度采集測試項的測試；
• 電池單體電壓模擬器：可用于模擬電池單體電壓，實現對儲能BMS單體電壓精度采集測試項、均衡測試項等內容的測試；
• 電池單體溫度模擬器：采用電阻的形式模擬電池單體溫度，實現對儲能BMS單體溫度精度采集測試項的測試；
• 絕緣電阻仿真板卡：該板卡可用于模擬絕緣電阻阻值的輸出，實現對儲能BMS絕緣電阻測試項的測試；
• 電流源/電流仿真板卡：用來模擬電池簇的總電流，可實現對儲能BMS電流采集精度測試項的測試；
• 故障注入板卡：用于實現儲能BMS測試中的電壓采集線、溫度采集線、通信線故障等內容的測試；

（三）模型

1. 電池模型：包含二階RC等效電路模型和初始模式設置模型。二階RC等效電路模型基于數學方程搭建，參數化描述電池性能，例如容量、SOC、功率、電流和電壓等，模型可集成到CANoe來測試BMS的算法、邏輯功能。
2. PSC模型：可仿真一個虛擬PCS與真實BMS進行通訊。可以在PCS硬件就緒前，提前驗證BMS下發的功率指令和狀態切換邏輯是否正確。
3. 溫控模型：可仿真空調或其他冷卻系統與BMS的通訊，可以模擬風扇、空調或液冷機等設備的啟停、轉速及制冷/制熱命令。
4. EMS模型：可仿真EMS下發調度指令給BMS，進而實現對儲能系統“大腦”與“執行層”之間交互邏輯的全面驗證。更好地確保儲能系統在真實運行場景下的安全性和可靠性。

四、測試內容

除上述所列的國標測試項目外，企業標準的ISO功能安全測試、SOC/SOH的計算和校準測試、告警測試、充放電管理、均衡管理、熱管理、配電管理、通訊診斷等用戶自定義的企業標準測試項目均可在本系統中進行研發和測試階段的測試與驗證工作。

五、總結

北匯信息擁有專業的儲能技術服務團隊，多年來已為國內多家頭部儲能企業和中國電科院等儲能測試機構提供儲能測試系統和駐地測試服務，不僅緊跟儲能新舊國標的發展，也為企業標準提供定制化方案和服務，助力儲能行業更好地發展。如果您想要了解更多的信息，歡迎聯系北匯信息。