Ogólna architektura oprogramowania
Zilustrowane to jest warstwową architekturą oprogramowania BMS: od góry do dołu składa się z warstwy aplikacji, środkowej warstwy usług, podstawowych modułów wsparcia i sterowników sprzętowych na dole. Tymczasem RTOS po lewej stronie obsługuje planowanie zadań.
Część I: Szczegółowe funkcje warstw
1. Warstwa aplikacji
Warstwę aplikacji można opracować w oparciu o proces tworzenia oprogramowania oparty na modelu (MBD),-w którym funkcje BMS (takie jak strategie i algorytmy sterowania) są najpierw modelowane i weryfikowane za pomocą sprzętu-w-testowaniu-pętli (HiL), po czym kod jest automatycznie generowany i integrowany z architekturą.
Jako rdzeń funkcjonalny BMS, Warstwa Aplikacji implementuje różne algorytmy i strategie zarządzania baterią, w tym:
Pomiary: Zbieranie krytycznych parametrów, takich jak napięcie, prąd i temperatura akumulatora.
Sterowanie przekaźnikiem: Sterowanie włączaniem i wyłączaniem-przekaźników obwodu głównego w celu zapewnienia-zwiększenia i wyłączenia-akumulatora oraz zapewnienia ochrony.
Strategia równoważenia: Równoważenie różnic w-stanie-ładowania (SoC) pomiędzy poszczególnymi ogniwami poprzez równoważenie aktywne lub pasywne w celu wydłużenia żywotności baterii.
Strategia ładowania: Sterowanie etapami ładowania, takimi jak stały prąd (CC) i stałe napięcie (CV), aby zapewnić bezpieczne i wydajne ładowanie akumulatora.
Diagnoza: Monitorowanie usterek akumulatora (np. przepięcie, podnapięcie, przetężenie, niestabilność termiczna) i uruchamianie mechanizmów zabezpieczających.
Wykrywanie izolacji: wykrywanie rezystancji izolacji pomiędzy układem akumulatora a podwoziem pojazdu, aby zapobiec ryzyku upływu-wysokiego napięcia.
Szacowanie SOC/SOH: Oszacowanie stanu naładowania akumulatora (SOC) i stanu zdrowia (SOH) w celu zapewnienia podstawy do wyświetlania przez użytkownika i kontroli pojazdu.
Przewidywanie maksymalnej mocy: Przewidywanie maksymalnej mocy wyjściowej lub akceptacji na podstawie bieżącego stanu akumulatora w celu wsparcia dynamiki pojazdu i podejmowania decyzji dotyczących układu napędowego.
Zarządzanie ciepłem: Sterowanie systemami chłodzenia lub ogrzewania w celu utrzymania temperatury akumulatora w optymalnym zakresie roboczym.
2. Środkowa warstwa usług
Warstwa interaktywna: obsługa interakcji poleceń dla interfejsów człowiek-maszyna (HMI) lub sprzętu zewnętrznego (takiego jak narzędzia diagnostyczne).
Diagram warstwa (warstwa diagnostyczna): Współpraca z funkcjami diagnostycznymi warstwy aplikacji w celu zarządzania procesami diagnostycznymi, takimi jak zapisywanie i przesyłanie kodów usterek (DTC).
Warstwa sieciowa: Odpowiedzialny za analizowanie protokołów komunikacyjnych, transmisję i odbiór danych-w sieciach pojazdów (takich jak CAN i Ethernet), umożliwiając wymianę informacji między BMS a jednostką sterującą pojazdu (VCU), ładowarkami i innymi komponentami.
NM (zarządzanie siecią): zarządzanie stanami węzłów-sieci w pojeździe w celu wdrożenia-strategii oszczędzania energii, takich jak budzenie-i uśpienie sieci.
Pomiar. & Kal. (Pomiary i kalibracja): Filtrowanie i kalibracja zebranych parametrów baterii w celu poprawy dokładności pomiaru.
3. Podstawowe moduły wsparcia
Zapewnienie podstawowego wsparcia funkcjonalnego-warstwy dolnej dla systemu:
Program ładujący Flasha: Umożliwia aktualizację oprogramowania, obsługę--bezprzewodowych (OTA) lub przewodowych aktualizacji programu BMS po stronie pojazdu.
Złożony sterownik (CDD): obsługa logiki sterownika dla specjalistycznego sprzętu (takiego jak-precyzyjne przetworniki ADC lub specjalne interfejsy komunikacyjne), aby zrekompensować ograniczenia standardowych sterowników sprzętu.
4. Sterowniki sprzętowe
Pełniąc rolę warstwy interfejsu między oprogramowaniem a sprzętem, warstwa ta przekształca-polecenia oprogramowania wysokiego poziomu w-operacje wykonywalne sprzętowo,-takie jak sterowanie pozyskiwaniem czujników, ruchami siłowników i konfiguracją rejestrów chipów,-zapewniając prawidłowe wywołanie podstawowych funkcji sprzętu.
System operacyjny-czasu rzeczywistego (RTOS)
RTOS zapewnia takie funkcje, jak planowanie wielozadaniowe, zarządzanie czasem i zarządzanie pamięcią. Zapewnia, że różne zadania BMS (takie jak-gromadzenie danych o wysokiej częstotliwości i ochrona przed awariami w czasie rzeczywistym-) są skutecznie wykonywane zgodnie z priorytetem i czasem, spełniając rygorystyczne wymagania-czasu rzeczywistego dotyczące zarządzania baterią.
Część II: Struktura algorytmu podstawowego
Podstawową cechą systemu zarządzania baterią jest jego zdolność do polegania na ograniczonym zestawie bezpośrednio mierzalnych parametrów (takich jak napięcie, prąd i temperatura) oraz, poprzez algorytmy modelowe i analiza danych, do odwrotnego wnioskowania szerszego zakresu krytycznych zmiennych stanu wewnętrznego, które w innym przypadku byłyby trudne do bezpośredniego uzyskania (takich jak stan naładowania [SOC], stan zdrowia [SOH], stan mocy [SOP] i rozkład temperatury wewnętrznej).
