ISO-SPI模擬技術：高壓電池BMS測試的高效解決方案

電動車電池電壓有從400V往800V增加，及大型儲能系統電池電壓從600V - 900V往1500V增加的趨勢，工程師在提出高壓電池BMS硬件在環（HIL）需求時，面臨電池芯通道數與仿真效果的兩難選擇：當通道數不足時往往需使用測試版韌體來縮小系統規模，如此不僅省略了真實系統中數以百計電池芯串數的系統復雜性，也難以精確仿真完整系統發生同時多處異常，或不同異常情境互相影響等的復雜工況；而配置滿信道數的電芯仿真器則又會導致成本與空間需求大幅增加。

這些高電壓電動車鋰電池組與大型儲能系統廣泛采用分布式BMS架構，其中包含BCU （電池控制單元）與BMU（電池管理單元）。BMU負責監測電芯電壓與溫度等數據，并執行電芯平衡功能；BCU根據BMU傳遞的信息進行電池組管理、安全保護及外部通訊。在高壓環境中，ISO-SPI通訊技術以高壓隔離與低成本特性，成為內部通訊的主流選擇。

透過ISO-SPI模擬技術來模擬BCU與BMU互動情境，可使BCU主板辨識虛擬BMU為完整系統的一部分，亦可以模擬BCU來單獨測試BMU子板，因此無需準備滿信道數的電芯仿真器與全部的待測物，即可構建完整的測試平臺。

▲以ISO-SPI simulator虛擬數個BMU與電芯仿真器搭配的混合測試系統

▲以ISO-SPI simulator可模擬BCU，對BMU單獨進行測試

該技術需滿足兩大關鍵要求：

高速性：以BMS常使用的NXP MC33771B及 MC33664的 IC組合為例，ISO-SPI速率達2Mbps，仿真系統需能快速響應并維持穩定通訊。

高兼容性：不同廠牌的IC在數據格式與控制程序上差異大，仿真器需具備硬件與軟件的更新適配能力，實現廣泛兼容。

ISO-SPI模擬技術以FPGA架構為核心，透過韌體升級靈活支持多種BMS使用的前端處理與通訊 IC，滿足高速與兼容需求。

在環測試平臺運用此技術，實現電芯仿真器搭配虛擬待測物的方式建立完整的BMS測試平臺，進行包含真實與虛擬的動態場景、故障注入、模型導入等測試，顯著降低測試成本，成為電池開發與測試的高效工具。