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更新时间：2024-12-25 
浏览次数：74ISO-SPI模拟技术：高压电池BMS测试的高效解决方案
电动车电池电压有从400V往800V增加，及大型储能系统电池电压从600V - 900V往1500V增加的趋势，工程师在提出高压电池BMS硬件在环（HIL）需求时，面临电池芯通道数与仿真效果的两难选择：当通道数不足时往往需使用测试版韧体来缩小系统规模，如此不仅省略了真实系统中数以百计电池芯串数的系统复杂性，也难以精确仿真完整系统发生同时多处异常，或不同异常情境互相影响等的复杂工况；而配置满信道数的电芯仿真器则又会导致成本与空间需求大幅增加。
这些高电压电动车锂电池组与大型储能系统广泛采用分布式BMS架构，其中包含BCU （电池控制单元）与BMU（电池管理单元）。BMU负责监测电芯电压与温度等数据，并执行电芯平衡功能；BCU根据BMU传递的信息进行电池组管理、安全保护及外部通讯。在高压环境中，ISO-SPI通讯技术以高压隔离与低成本特性，成为内部通讯的主流选择。
透过ISO-SPI模拟技术来模拟BCU与BMU互动情境，可使BCU主板辨识虚拟BMU为完整系统的一部分，亦可以模拟BCU来单独测试BMU子板，因此无需准备满信道数的电芯仿真器与全部的待测物，即可构建完整的测试平台。
▲以ISO-SPI simulator虚拟数个BMU与电芯仿真器搭配的混合测试系统
▲以ISO-SPI simulator可模拟BCU，对BMU单独进行测试
该技术需满足两大关键要求：
高速性：以BMS常使用的NXP MC33771B及 MC33664的 IC组合为例，ISO-SPI速率达2Mbps，仿真系统需能快速响应并维持稳定通讯。
高兼容性：不同厂牌的IC在数据格式与控制程序上差异大，仿真器需具备硬件与软件的更新适配能力，实现广泛兼容。
ISO-SPI模拟技术以FPGA架构为核心，透过韧体升级灵活支持多种BMS使用的前端处理与通讯 IC，满足高速与兼容需求。
在环测试平台运用此技术，实现电芯仿真器搭配虚拟待测物的方式建立完整的BMS测试平台，进行包含真实与虚拟的动态场景、故障注入、模型导入等测试，显著降低测试成本，成为电池开发与测试的高效工具。
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