Yleinen ohjelmistoarkkitehtuuri
Kuvattu kerroksellisella BMS-ohjelmistoarkkitehtuurilla: ylhäältä alas se koostuu sovelluskerroksesta, keskipalvelukerroksesta, perustukimoduuleista ja laitteisto-ajureista alaosassa. Samaan aikaan vasemmalla oleva RTOS käsittelee tehtävien ajoituksen tukea.
Osa I: Yksityiskohtaiset kerrostoiminnot
1. Sovelluskerros
Sovelluskerrosta voidaan kehittää malli{0}}pohjaisen ohjelmistokehitysprosessin (MBD) perusteella, jossa BMS-toiminnot (kuten ohjausstrategiat ja algoritmit) mallinnetaan ja varmistetaan ensin Hardware-in--silmukkatestauksessa (HiL), minkä jälkeen koodi luodaan automaattisesti ja integroidaan arkkitehtuuriin.
BMS:n toiminnallisena ytimenä sovelluskerros toteuttaa erilaisia akunhallintaalgoritmeja ja -strategioita, mukaan lukien:
Mittaukset: Kerää kriittisiä parametreja, kuten akun jännite, virta ja lämpötila.
Releen ohjaus: Ohjaa pääpiirireleiden kytkemistä-päälle ja katkaisemista-akun virran-latauksen, virran-poistumisen ja suojauksen saamiseksi.
Tasapainotusstrategia: Tasapainottaa -lataustilan-erot (SoC) yksittäisten kennojen välillä aktiivisella tai passiivisella tasapainotuksella akun käyttöiän pidentämiseksi.
Latausstrategia: Ohjaa latausvaiheita, kuten vakiovirta (CC) ja vakiojännite (CV), varmistaaksesi turvallisen ja tehokkaan akun latauksen.
Diagnoosi: Akun vikojen valvonta (esim. ylijännite, alijännite, ylivirta, lämpöpoisto) ja laukaisujen suojamekanismit.
Eristyksen tunnistus: Havaitsee akkujärjestelmän ja ajoneuvon alustan välisen eristysvastuksen korkean{0}}jännitteen vuotoriskin estämiseksi.
SOC/SOH-arvio: Akun lataustilan (SOC) ja terveydentilan (SOH) arviointi, jotta käyttäjä voi näyttää näytön ja ohjata ajoneuvoa.
Max tehon ennuste: Ennakoi maksimilähtö- tai vastaanottotehon akun nykyisen tilan perusteella ajoneuvon dynamiikan ja voimansiirtopäätösten tukemiseksi.
Lämmönhallinta: Jäähdytys- tai lämmitysjärjestelmien ohjaus akun lämpötilan pitämiseksi optimaalisella toiminta-alueella.
2. Keskipalvelukerros
Interaktiivinen kerros: Ihmisen{0}}koneliitäntöjen (HMI) tai ulkoisten laitteiden (kuten diagnostiikkatyökalujen) komentovuorovaikutusten käsittely.
Diag. kerros (diagnostiikkakerros): Yhteistyö sovelluskerroksen diagnostiikkatoimintojen kanssa diagnostisten prosessien, kuten vikakoodien (DTC) tallennuksen ja lataamisen hallitsemiseksi.
Verkkokerros: Vastaa tietoliikenneprotokollan jäsentämisestä, tiedonsiirrosta ja vastaanotosta{0}}ajoneuvoverkoissa (kuten CAN ja Ethernet), mikä mahdollistaa tiedonvaihdon BMS:n ja ajoneuvon ohjausyksikön (VCU), laturien ja muiden komponenttien välillä.
NM (verkonhallinta): Ajoneuvon{0}}sisäisen verkon solmutilojen hallinta energiansäästöstrategioiden,-kuten verkon herätys-ja lepotilan, toteuttamiseksi.
Meas. & Cal. (Mittaus ja kalibrointi): Kerättyjen akkuparametrien suodatus ja kalibrointi mittaustarkkuuden parantamiseksi.
3. Perustukimoduulit
Perustason alin{0}}toiminnallinen tuki järjestelmälle:
Flash Bootloader: Ottaa käyttöön ohjelmiston päivitystoiminnot, tukee BMS-ohjelman OTA- tai langallisia päivityksiä ajoneuvon päässä.
Monimutkainen ajuri (CDD): Erikoislaitteiston (kuten -tarkkuus-ADC:t tai erityiset tietoliikennerajapinnat) ohjainlogiikan käsitteleminen tavallisten laitteisto-ohjaimien rajoitusten korvaamiseksi.
4. Laitteisto-ohjaimet
Tämä kerros toimii liitäntäkerroksena ohjelmiston ja laitteiston välillä, ja se muuntaa korkean-tason ohjelmistokomennot laitteistoksi-suoritettaviksi toiminnoiksi-, kuten anturin hankinnan, toimielinten liikkeiden ja sirurekisterikonfiguraatioiden ohjaamiseksi-, mikä varmistaa, että laitteiston taustalla olevat toiminnot kutsutaan oikein.
Reaaliaikainen{0}}käyttöjärjestelmä (RTOS)
RTOS tarjoaa toimintoja, kuten moniajon ajoituksen, ajanhallinnan ja muistinhallinnan. Se varmistaa, että erilaiset BMS-tehtävät (kuten korkean-taajuuden tiedonkeruu ja reaaliaikainen-vikasuojaus) suoritetaan tehokkaasti tärkeysjärjestyksen ja ajoituksen mukaan, mikä täyttää akunhallinnan tiukat reaaliaikaiset-vaatimukset.
Osa II: Algoritmin ydinrakenne
Akun hallintajärjestelmän keskeinen ominaisuus on sen kyky luottaa rajoitettuun joukkoon suoraan mitattavissa olevia parametreja (kuten jännite, virta ja lämpötila) ja mallialgoritmien ja data-analyysin avulla päätellä käänteisesti laajempi valikoima kriittisiä sisäisiä tilamuuttujia, joita on muuten vaikea saada suoraan (kuten latauksen tila [SOC], OP-tila ja jakautumisen tila [SOC]], tila jakauma).
