Opća softverska arhitektura
Ilustrirano slojevitom BMS softverskom arhitekturom: od vrha prema dolje, sastoji se od aplikacijskog sloja, srednjeg servisnog sloja, osnovnih modula za podršku i hardverskih upravljačkih programa na dnu. U međuvremenu, RTOS s lijeve strane upravlja podrškom za raspoređivanje zadataka.
Dio I: Detaljne funkcije sloja
1. Aplikacijski sloj
Aplikacijski sloj može se razviti na temelju-procesa razvoja softvera (MBD) temeljenog na modelu, gdje se BMS funkcije (kao što su strategije upravljanja i algoritmi) najprije modeliraju i verificiraju putem testiranja -u--petlji (HiL) hardvera, nakon čega se kod automatski generira i integrira u arhitekturu.
Kao funkcionalna jezgra BMS-a, aplikacijski sloj implementira različite algoritme i strategije upravljanja baterijom, uključujući:
Mjerenja: Prikupljanje kritičnih parametara kao što su napon baterije, struja i temperatura.
Relejna kontrola: Upravljanje uključivanjem-i isključivanjem-releja glavnog strujnog kruga radi postizanja napajanja baterije-gore,-isključivanja i zaštite.
Strategija balansiranja: Balansiranje razlika u--stanju napunjenosti (SoC) između pojedinačnih ćelija putem aktivnog ili pasivnog balansiranja radi produljenja vijeka trajanja baterije.
Strategija punjenja: Upravljanje fazama punjenja kao što su konstantna struja (CC) i konstantni napon (CV) kako bi se osiguralo sigurno i učinkovito punjenje baterije.
Dijagnoza: Praćenje kvarova na bateriji (npr. prenapon, podnapon, prekomjerna struja, toplinski odlazak) i aktiviranje zaštitnih mehanizama.
Detekcija izolacije: Detektiranje izolacijskog otpora između sustava baterija i šasije vozila kako bi se spriječio-rizik curenja visokog napona.
SOC/SOH procjena: Procjena stanja napunjenosti (SOC) i zdravstvenog stanja (SOH) baterije kako bi se osigurala osnova za korisnički prikaz i kontrolu vozila.
Predviđanje maksimalne snage: Predviđanje maksimalne izlazne ili prihvatne snage na temelju trenutnog stanja baterije za podršku dinamici vozila i odlukama o pogonu.
Upravljanje toplinom: Upravljanje sustavima hlađenja ili grijanja za održavanje temperature baterije unutar optimalnog radnog raspona.
2. Srednji sloj usluge
Interaktivni sloj: Rukovanje interakcijama naredbi za sučelja čovjeka-stroja (HMI) ili vanjske opreme (kao što su dijagnostički alati).
dijag. sloj (dijagnostički sloj): Suradnja s dijagnostičkim funkcijama aplikacijskog sloja za upravljanje dijagnostičkim procesima, kao što je pohranjivanje i učitavanje koda greške (DTC).
Mrežni sloj: Odgovoran za analizu komunikacijskog protokola, prijenos podataka i prijem preko-mreža u vozilu (kao što su CAN i Ethernet), omogućujući razmjenu informacija između BMS-a i kontrolne jedinice vozila (VCU), punjača i ostalih komponenti.
NM (upravljanje mrežom): Upravljanje stanjima čvorova mreže u-vozilu za implementaciju-strategija uštede energije kao što su buđenje-mreže i spavanje.
mjera & Cal. (Mjerenje i kalibracija): Filtriranje i kalibriranje prikupljenih parametara baterije za poboljšanje točnosti mjerenja.
3. Osnovni moduli za podršku
Pružanje temeljne funkcionalne podrške donjeg-sloja za sustav:
Flash Bootloader: Omogućivanje funkcionalnosti nadogradnje softvera, podrška--bežičnom (OTA) ili bežičnom ažuriranju BMS programa na kraju vozila.
Složeni upravljački program (CDD): Rukovanje logikom upravljačkog programa za specijalizirani hardver (kao što su visoko{0}}precizni ADC-ovi ili posebna komunikacijska sučelja) kako bi se nadoknadila ograničenja standardnih upravljačkih programa hardvera.
4. Hardverski upravljački programi
Služeći kao sloj sučelja između softvera i hardvera, ovaj sloj pretvara softverske naredbe-visoke razine u hardverske-izvršne operacije-kao što je kontrola akvizicije senzora, pokreta pokretača i konfiguracija registra čipa-osiguravajući da se temeljne funkcije hardvera ispravno pozivaju.
Operativni-sustav u stvarnom vremenu (RTOS)
RTOS pruža funkcije kao što su multitasking raspored, upravljanje vremenom i upravljanje memorijom. Osigurava da se različiti BMS zadaci (kao što su visoko-frekventno prikupljanje podataka i-zaštita od grešaka u stvarnom-vremenu) izvršavaju učinkovito prema prioritetu i vremenu, ispunjavajući stroge-zahtjeve upravljanja baterijom u stvarnom{3}}vremenu.
Dio II: Osnovna struktura algoritma
Definirajuća ključna karakteristika sustava upravljanja baterijom leži u njegovoj sposobnosti da se oslanja na ograničeni skup izravno mjerljivih parametara (kao što su napon, struja i temperatura) i, putem algoritama modela i analize podataka, inverzno izvodi širi raspon kritičnih varijabli unutarnjeg stanja koje je inače teško izravno dobiti (kao što su stanje napunjenosti [SOC], zdravstveno stanje [SOH], stanje napajanja [SOP] i unutarnja temperatura distribucija).
