Bendroji programinės įrangos architektūra
Iliustruotas daugiasluoksne BMS programinės įrangos architektūra: iš viršaus į apačią ją sudaro taikomųjų programų sluoksnis, vidurinis paslaugų sluoksnis, baziniai palaikymo moduliai ir aparatinės įrangos tvarkyklės apačioje. Tuo tarpu RTOS kairėje tvarko užduočių planavimo palaikymą.
I dalis: Išsamios sluoksnių funkcijos
1. Taikymo sluoksnis
Programos sluoksnis gali būti sukurtas remiantis modeliu{0}}pagrįstu programinės įrangos kūrimo procesu (MBD), kai BMS funkcijos (pvz., valdymo strategijos ir algoritmai) pirmiausia modeliuojamos ir patikrinamos atliekant techninės įrangos---ciklo (HiL) testavimą, po kurio kodas automatiškai generuojamas ir integruojamas į architektūrą.
Kaip funkcinis BMS branduolys, taikomųjų programų sluoksnis įgyvendina įvairius akumuliatoriaus valdymo algoritmus ir strategijas, įskaitant:
Išmatavimai: kritinių parametrų, tokių kaip akumuliatoriaus įtampa, srovė ir temperatūra, rinkimas.
Relės valdymas: Valdykite pagrindinės grandinės relių įjungimą-ir išjungimą-, kad akumuliatoriaus energija būtų -pakrauta, maitinimas-išjungtas ir apsaugotas.
Balansavimo strategija: Atskirų elementų įkrovimo būsenos-(SoC) skirtumų balansavimas naudojant aktyvų arba pasyvų balansavimą, siekiant pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką.
Įkrovimo strategija: Įkrovimo etapų, tokių kaip nuolatinė srovė (CC) ir nuolatinė įtampa (CV), valdymas, siekiant užtikrinti saugų ir efektyvų akumuliatoriaus įkrovimą.
Diagnozė: Stebėti akumuliatoriaus gedimus (pvz., viršįtampą, žemą įtampą, perteklinę srovę, terminį nutekėjimą) ir įjungti apsaugos mechanizmus.
Izoliacijos aptikimas: izoliacijos varžos tarp akumuliatoriaus sistemos ir transporto priemonės važiuoklės aptikimas, siekiant išvengti didelės{0}}įtampos nuotėkio rizikos.
SOC/SOH įvertinimas: Akumuliatoriaus įkrovos būsenos (SOC) ir sveikatos būklės (SOH) įvertinimas, kad būtų sukurtas vartotojo ekrano ir transporto priemonės valdymo pagrindas.
Maksimalios galios prognozė: didžiausios išėjimo arba priėmimo galios numatymas pagal esamą akumuliatoriaus būseną, kad būtų palaikoma transporto priemonės dinamika ir jėgos pavaros sprendimai.
Šilumos valdymas: aušinimo arba šildymo sistemų valdymas, kad akumuliatoriaus temperatūra būtų optimaliame veikimo diapazone.
2. Vidurinis paslaugų sluoksnis
Interaktyvus sluoksnis: žmogaus{0}}mašinos sąsajų (HMI) arba išorinės įrangos (pvz., diagnostikos įrankių) sąveikos su komandomis tvarkymas.
Diag. sluoksnis (diagnostikos sluoksnis): Bendradarbiavimas su taikomojo sluoksnio diagnostinėmis funkcijomis siekiant valdyti diagnostikos procesus, pvz., gedimų kodų (DTC) saugojimą ir įkėlimą.
Tinklo sluoksnis: atsakingas už ryšio protokolų analizavimą, duomenų perdavimą ir priėmimą{0}}transporto priemonių tinkluose (pvz., CAN ir Ethernet), leidžiančius keistis informacija tarp BMS ir transporto priemonės valdymo bloko (VCU), įkroviklių ir kitų komponentų.
NM (tinklo valdymas): transporto priemonės tinklo mazgų būsenų valdymas-, siekiant įgyvendinti energijos-taupymo strategijas, pvz., tinklo pažadinimo- ir miego režimą.
Meas. & Cal. (Matavimas ir kalibravimas): surinktų akumuliatoriaus parametrų filtravimas ir kalibravimas, siekiant pagerinti matavimo tikslumą.
3. Baziniai palaikymo moduliai
Teikti pagrindinį apatinio{0}}sluoksnio funkcinį palaikymą sistemai:
Flash Bootloader: programinės įrangos naujinimo funkcijų įgalinimas, palaikymas belaidžiu (OTA) arba laidiniu BMS programos atnaujinimu transporto priemonės gale.
Sudėtinga tvarkyklė (CDD): specializuotos aparatinės įrangos (pvz., didelio{0}}tikslumo ADC ar specialių ryšio sąsajų) tvarkyklės logikos tvarkymas, siekiant kompensuoti standartinių aparatinės įrangos tvarkyklių apribojimus.
4. Techninės įrangos tvarkyklės
Šis sluoksnis, veikiantis kaip sąsajos sluoksnis tarp programinės ir aparatinės įrangos, aukšto{0}}lygio programinės įrangos komandas konvertuoja į aparatinės įrangos-vykdomąsias operacijas-, tokias kaip jutiklio gavimo, vykdymo elementų judesių ir lustų registro konfigūracijų valdymas,{3}}kad būtų tinkamai iškviestos pagrindinės aparatinės įrangos funkcijos.
Realaus laiko{0}}operacinė sistema (RTOS)
RTOS teikia tokias funkcijas kaip kelių užduočių planavimas, laiko valdymas ir atminties valdymas. Tai užtikrina, kad įvairios BMS užduotys (pvz., didelio-dažnio duomenų gavimas ir apsauga nuo gedimų realiuoju laiku) būtų vykdomos efektyviai, atsižvelgiant į prioritetą ir laiką, atitinkant griežtus akumuliatoriaus valdymo{3}}realaus laiko reikalavimus.
II dalis: Pagrindinio algoritmo struktūra
Pagrindinė akumuliatoriaus valdymo sistemos savybė yra jos gebėjimas pasikliauti ribotu tiesiogiai išmatuojamų parametrų rinkiniu (tokiais kaip įtampa, srovė ir temperatūra) ir, naudojant modelio algoritmus bei duomenų analizę, atvirkščiai, nustatyti platesnį kritinių vidinių būsenos kintamųjų diapazoną, kuriuos kitu atveju sunku tiesiogiai gauti (pvz., galios būsena [SOC], OP būsena ir pasiskirstymo būsena).
