BTS 8.0 OW矩阵功能使用介绍

新威研选
2026.01.14 16:01:17
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1. 背景

传统恒流/恒压工步把电流写死,但电池实际允许的「安全窗口」随温度、SOC、膨胀力、冷却状态时刻变化。

OW(Operating Window)矩阵=“让BTS 8.0每秒钟查一次表”,把实验室经验浓缩成一张多维表格,实时输出当前最严限值,既保证安全又榨干性能。


2. 快速上手

2.1 矩阵及其相关功能参数解释

(1)矩阵:用户自定义的一维、二维、三维的参数表;

(2)表名:定义的参数表的名称;

(3)矩阵名:选择的参数表名称;

(4)解析矩阵:遍历矩阵各轴,根据已知数据进行查询得到需要的值;

(5)矩阵信号:查表得到的数值的名称,通常能表明该数值的意义;

(6)全局变量参数初始值:在工步编辑界面的一个窗口,可以定义“常量”、“全局变量”;

(7)全局如果条件:工步编辑界面右侧的一个可以拉出和收起的窗口,用于管理、编辑全局变量、定义复杂表达式;

(8)全局变量数组运算:全局如果条件界面一个可用于比较变量并赋值给新变量的功能(最大值,最小值,平均值,极差值,累加值)。

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图1 矩阵功能界面


2.2 工步测试执行逻辑介绍

测试系统通过实时查询预定义的多维参数矩阵,将其与实时运行参数进行比对与计算,周期性刷新并动态生成安全操作限值。

此机制确保了对电池的充放电过程始终在“自适应、最优化”的安全边界内进行。


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图2 普通工步测试执行逻辑

 

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图3  添加“矩阵”功能后测试执行逻辑(例)


2.3 工步编辑流程图

可插入外部excel表格作为工步需要的矩阵表,也可以直接在BTS 8.0手动编辑矩阵表。

 

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图4 工步编辑流程图


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图5 矩阵编辑界面示例

 

2.4 全局变量

使用全局变量界面编辑需要使用的变量类型,如“容量”、“能量”、“当前循环最高电压”、“SOC”等,其中最关键的是可以使用矩阵作为变量的表达式,例如:“User1 = 矩阵1”。例:可以使用表达式定义:

1) User1=矩阵1;

2) User2=矩阵2;

3) User3=时间积分{电流*电流};

4) User4=Min{User2,User3};

5) (此处User都是可以任意命名的)。

这些变量的值可以作为工步中的“限值”,影响工步中相关变量的输出。

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图6 RT/DF设置和全局如果条件


2.5 外部设备说明

系统把油冷机、压力盒等外设直接接入同一平台,水温、油温、膨胀力实时变成查表参数——压力一超标,电流立刻收紧,提前截断热失控风险,无需再人工拼接数据。

示例:系统可实时读取油冷机的出口水温、油温和压力盒子监测的电池膨胀力,并将其作为“矩阵”及其相关功能的输入条件之一。当监测到电池压力异常升高时,可动态触发更严格的电流限制,实现对潜在热失控等风险的超前预警和防护。

 

3.  限值逻辑

此处只是举例说明简单的限值逻辑,此外还有例如模拟工况中的限值转换逻辑、同时设置功率上限、电流上限、电压下限等判断逻辑。

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图7 设置电流限值后的工步运行逻辑

 

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图8 设置电压限值后的工步运行逻辑

 

4. 应用介绍

由图例所示,本测试系统核心流程是持续监测电芯的实时状态如温度、SOC、电压等,同时根据这些数据进行“矩阵”查表,计算电芯在测试中的两大安全边界——热限制和析锂限制。在驾驶与充电模式下,系统会分别动态生成一个最严格的安全电流窗口([I_min,I_max])。测试设备接收到的任何工步设置的电流指令I_req,都必须经过此安全窗口的裁决,最终以被约束后的安全电流I_end施加于测试设备,这就是“限值”。

同时,外部设备油冷机与系统协同,温度工况文件下发到测试柜,控制油冷机温度,给电芯提供所需的温度环境,电芯温度也会实时通过测试柜返回到测试系统,进行精确的热管理,为安全电流边界提供支持。

(1)驾驶模式(放电)下的“放电的最小限值电流”

在驾驶模式(放电)中,测试系统通过计算确定一个放电电流下限值I_min。该值代表了在当前电池状态下,同时满足“不过热”与“不析锂”两大安全条件下最严格的放电电流限值。

工作机制:测试系统利用“矩阵”查表和“全局变量表达式”运算,计算热极限电流与析锂极限电流。为绝对安全起见,系统将选取两者中“限制更为严苛”的值作为最终的I_min。

应用实例:

1) 假设系统计算出热极限电流为-200A,析锂极限电流为 -150A。

2) 比较两者,-150A是限制更严苛的限值(因其绝对值更小)。因此,系统将I_min 设定为-150A。

3) 若初始工步文件请求的放电电流I_req = -180A,系统将判定该请求超出了安全边界。此时,系统会进行强制干预,将实际放电电流I_act 限制在-150A,从而有效避免触发电芯析锂风险。

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图9 充放电限值设置界面


(2)充电模式下的“充电的最大限值”

在充电模式下,系统通过计算确定一个充电电流上限值I_max。该值代表了在当前状态下,电池所能安全接受的最大充电电流。

工作机制:系统同样并行计算充电工况下的热极限与析锂极限电流,将选取两者中的“最小值”作为最终的 I_max。

应用实例:

1) 假设系统计算出热极限充电电流为100A,析锂极限充电电流为80A。

2) 比较两者,80A是限制更严苛的限值。因此,系统将I_max设定为80A。

3) 若测试脚本请求的充电电流I_req = 90A,系统将判定该请求不安全(因 90A > 80A)。此时,系统会进行强制干预,将实际充电电流I_act限制在80A,从而确保充电过程既不会导致电芯过热,也不会引发析锂。

4) 总而言之,“最小限值电流”、“最大限值电流”是整个系统的安全阀。它们不是固定的数值,而是根据电池的实时状态如温度、SOC以及外部设备数据等动态计算出的当前工况下最严格的安全边界。

本测试系统(尤其是OW矩阵及其相关功能)通过实时比较测试请求与这些边界,确保每一安培的电流都运行在绝对安全、科学的区间内,从而为客户的电池测试数据提供最高级别的可靠性与安全性保障。

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