هندسة البرمجيات العامة
تم توضيح ذلك من خلال بنية برنامج BMS متعددة الطبقات: من الأعلى إلى الأسفل، يتكون من طبقة التطبيق وطبقة الخدمة الوسطى ووحدات الدعم الأساسية وبرامج تشغيل الأجهزة في الأسفل. وفي الوقت نفسه، يتعامل نظام RTOS الموجود على اليسار مع دعم جدولة المهام.
الجزء الأول: وظائف الطبقة التفصيلية
1. طبقة التطبيق
يمكن تطوير طبقة التطبيق استنادًا إلى عملية تطوير البرامج (MBD) القائمة على النموذج-، حيث يتم أولاً تصميم وظائف BMS (مثل إستراتيجيات التحكم والخوارزميات) والتحقق منها من خلال الأجهزة-في-اختبار-الحلقة (HiL)، وبعد ذلك يتم إنشاء التعليمات البرمجية تلقائيًا ودمجها في البنية.
باعتبارها النواة الوظيفية لنظام إدارة المباني، تنفذ طبقة التطبيقات خوارزميات واستراتيجيات مختلفة لإدارة البطارية، بما في ذلك:
القياسات: جمع المعلمات الهامة مثل جهد البطارية والتيار ودرجة الحرارة.
التحكم في التتابع: التحكم في -تشغيل وإيقاف-مرحلات الدائرة الرئيسية لتحقيق طاقة البطارية-أعلى، وأسفل-الطاقة، والحماية.
استراتيجية التوازن: موازنة اختلافات حالة-الشحن (SoC) بين الخلايا الفردية من خلال الموازنة النشطة أو السلبية لإطالة عمر البطارية.
استراتيجية الشحن: التحكم في مراحل الشحن مثل التيار المستمر (CC) والجهد الثابت (CV) لضمان شحن البطارية بشكل آمن وفعال.
تشخبص: مراقبة أعطال البطارية (على سبيل المثال، الجهد الزائد، انخفاض الجهد، التيار الزائد، الانفلات الحراري) وتفعيل آليات الحماية.
كشف العزل: اكتشاف مقاومة العزل بين نظام البطارية وهيكل السيارة لمنع مخاطر تسرب الجهد العالي-.
تقدير SOC/SOH: تقدير حالة شحن البطارية (SOC) والحالة الصحية (SOH) لتوفير أساس لعرض المستخدم والتحكم في السيارة.
التنبؤ بالطاقة القصوى: توقع الحد الأقصى لطاقة الإخراج أو القبول بناءً على الحالة الحالية للبطارية لدعم ديناميكيات السيارة وقرارات مجموعة نقل الحركة.
الإدارة الحرارية: التحكم في أنظمة التبريد أو التدفئة للحفاظ على درجة حرارة البطارية ضمن نطاق التشغيل الأمثل.
2. طبقة الخدمة الوسطى
الطبقة التفاعلية: التعامل مع تفاعلات الأوامر لواجهات الآلة البشرية (HMI) أو الأجهزة الخارجية (مثل أدوات التشخيص).
دياج. طبقة (طبقة التشخيص): التعاون مع الوظائف التشخيصية لطبقة التطبيق لإدارة العمليات التشخيصية، مثل تخزين رمز الخطأ (DTC) وتحميله.
طبقة الشبكة: مسؤول عن تحليل بروتوكول الاتصال، ونقل البيانات، والاستقبال عبر -شبكات المركبات (مثل CAN وEthernet)، مما يتيح تبادل المعلومات بين نظام إدارة المباني (BMS) ووحدة التحكم في المركبة (VCU) وأجهزة الشحن والمكونات الأخرى.
NM (إدارة الشبكة): إدارة حالات العقدة-في شبكة السيارة لتنفيذ إستراتيجيات توفير الطاقة-مثل تنبيه الشبكة-والنوم.
قياس. وكال. (القياس والمعايرة): تصفية ومعايرة معلمات البطارية المجمعة لتحسين دقة القياس.
3. وحدات الدعم الأساسية
توفير الدعم الوظيفي الأساسي للطبقة السفلية-للنظام:
فلاش بووتلوأدر: تمكين وظيفة ترقية البرنامج، ودعم التحديثات عبر-الهواء (OTA) أو عبر الإنترنت لبرنامج نظام إدارة المباني (BMS) في نهاية السيارة.
سائق معقد (CDD): التعامل مع منطق برنامج التشغيل للأجهزة المتخصصة (مثل -ADCs عالية الدقة أو واجهات الاتصال الخاصة) للتعويض عن القيود المفروضة على برامج تشغيل الأجهزة القياسية.
4. برامج تشغيل الأجهزة
تعمل هذه الطبقة كطبقة واجهة بين البرنامج والأجهزة، حيث تقوم بتحويل-أوامر البرامج عالية المستوى إلى أجهزة-عمليات قابلة للتنفيذ-مثل التحكم في الحصول على المستشعر، وحركات المشغل، وتكوينات تسجيل الشريحة-لضمان استدعاء الوظائف الأساسية للجهاز بشكل صحيح.
نظام التشغيل في الوقت الحقيقي (RTOS)-
يوفر نظام RTOS وظائف مثل جدولة المهام المتعددة وإدارة الوقت وإدارة الذاكرة. فهو يضمن تنفيذ مهام BMS المتنوعة (مثل الحصول على البيانات-عالية التردد والحماية من الأخطاء في الوقت الفعلي-) بكفاءة وفقًا للأولوية والتوقيت، مما يلبي متطلبات الوقت الفعلي- الصارمة لإدارة البطارية.
الجزء الثاني: هيكل الخوارزمية الأساسية
تكمن السمة الأساسية المحددة لنظام إدارة البطارية في قدرته على الاعتماد على مجموعة محدودة من المعلمات القابلة للقياس مباشرة (مثل الجهد والتيار ودرجة الحرارة)، ومن خلال خوارزميات النماذج وتحليل البيانات، تستنتج عكسيًا نطاقًا أوسع من متغيرات الحالة الداخلية الهامة التي يصعب الحصول عليها بشكل مباشر (مثل حالة الشحن [SOC]، وحالة الصحة [SOH]، وحالة الطاقة [SOP]، وتوزيع درجة الحرارة الداخلية).
