韓豫萍

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自動(dòng)代碼生成在電池管理系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用

韓豫萍

（上海松岳電源科技有限公司，上海 201805）

電池管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)作為電動(dòng)汽車領(lǐng)域研究的關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)于保證電動(dòng)汽車安全運(yùn)行和延長(zhǎng)動(dòng)力電池使用壽命具有重要意義。目前電動(dòng)汽車的開發(fā)普遍存在周期短的問題，而電池管理系統(tǒng)軟件是針對(duì)不同車型定制開發(fā)，很難統(tǒng)一。針對(duì)以上問題，文章提出了基于自動(dòng)代碼生成的電池管理系統(tǒng)開發(fā)的思路。

自動(dòng)代碼生成；電池管理系統(tǒng)；電動(dòng)汽車

引言

在國家政策的大力扶持下，電動(dòng)汽車的發(fā)展速度迅猛，作為電動(dòng)汽車的核心部件動(dòng)力電池系統(tǒng)，屬于新興行業(yè)，技術(shù)相對(duì)不完善。但在行業(yè)狀態(tài)的驅(qū)使下，要求動(dòng)力電池系統(tǒng)的開發(fā)周期越來越短，而對(duì)其功能要求越來越復(fù)雜。許多廠家開始意識(shí)到傳統(tǒng)的開發(fā)模式難以滿足目前的需要，逐漸引入新的開發(fā)流程。

1 電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

電池管理系統(tǒng)主要通過對(duì)電池電壓、溫度、電流等信息的采集，實(shí)現(xiàn)高壓安全管理、電池狀態(tài)估計(jì)、電池能量管理、故障診斷報(bào)警、電池狀態(tài)管理等功能，并通過CAN總線將動(dòng)力電池系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)與整車控制器通訊，進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電池系統(tǒng)安全有效的管理，避免電池過充、過放，延長(zhǎng)電池使用壽命。

2 V模式開發(fā)流程

汽車行業(yè)普遍使用的V開發(fā)流程，開發(fā)效率高，得到一致好評(píng)。V模式開發(fā)流程的一個(gè)特點(diǎn)就是需求和驗(yàn)證同步進(jìn)行，開發(fā)過程的每一步都可以得到及時(shí)驗(yàn)證，大大降低糾錯(cuò)成本?；谀Ｐ偷脑O(shè)計(jì)方法首先對(duì)電池管理控制系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析、設(shè)計(jì)開發(fā)、仿真和驗(yàn)證，然后為其生成了產(chǎn)品代碼。圖1為電池管理的V模式開發(fā)流程示意圖。

圖1 電池管理的V模式開發(fā)

具體來看，在BMS開發(fā)中V流程的測(cè)試環(huán)節(jié)的關(guān)鍵步驟涵蓋了MIL（model in loop），即通過計(jì)算機(jī)對(duì)BMS的控制對(duì)象進(jìn)行建模，而在建模的同時(shí)依靠工具鏈完成模型的驗(yàn)證，這也是V流程開發(fā)的第一步；接著是SIL（software in loop），指的是當(dāng)模型開發(fā)完成后，利用simulink上的工具可以直接將模型生成成代碼，模型轉(zhuǎn)化成代碼之后，由于編譯器可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此在生成代碼后還需要進(jìn)行一輪功能測(cè)試和驗(yàn)證；接著是PIL（process in loop）即處理器在環(huán)，當(dāng)軟件完成后，將軟件下載到的MCU測(cè)試芯片中去，驗(yàn)證代碼在芯片中的運(yùn)行；然后才是將程序下載到BMU中完成我們熟知的HIL測(cè)試（Hardware in loop），而將BMS系統(tǒng)裝入真實(shí)的電池系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的驗(yàn)證測(cè)試往往已是最后一步。

3 電池管理系統(tǒng)開發(fā)流程

電池管理系統(tǒng)的開發(fā)過程，配置了相關(guān)軟件工具的支持，開發(fā)工具鏈如下圖2所示。

圖2 開發(fā)工具鏈

在確定了項(xiàng)目需求之后，首先建立電池基本的浮點(diǎn)控制器模型，見圖3。使用測(cè)試數(shù)據(jù)開發(fā)出電池的 Simulink 模型。該模型在控制器模型驗(yàn)證時(shí)，可以提供電池動(dòng)態(tài)信息，從而使測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。

圖3 狀態(tài)滯回的一階RC 模型

電池管理系統(tǒng)的模型，首先把電池管理系統(tǒng)根據(jù)功能進(jìn)行細(xì)分。其次，確定每個(gè)子系統(tǒng)的接口，即輸入輸出量。第三，根據(jù)控制策略及邏輯關(guān)系。第四，建立模型，仿真驗(yàn)證，測(cè)試。第五，生成代碼。

圖4為建立的電池管理系統(tǒng)模型。

圖4 電池管理系統(tǒng)模型

4 結(jié)論

MATLAB建模及自動(dòng)代碼生成的工具，應(yīng)用在電池管理系統(tǒng)的開發(fā)中，是行之有效的，大大縮短了開發(fā)周期，同時(shí)提高了軟件開發(fā)的可靠性。

[1] 魏學(xué)哲,孫澤昌,鄒廣楠.模塊化的HEV鋰離子電池管理系統(tǒng)[J].汽車工程,2004,26(6):629-631.

[2] 王躍,李丹,董曉,李志剛.基于Matlab自動(dòng)代碼生成的儲(chǔ)能變流器研究[J].電力電子技術(shù).2014年05期.

Application of automatic code generation in battery management system development

Han Yuping

（Shanghai songyue power supply technology co. LTD, Shanghai 201805）

Battery Management System (BMS) technology, as one of the key technologies in the field of electric vehicle, is of great significance to ensure the safe operation of electric vehicles and prolong the service life of power batteries. At present, the development of electric vehicles is generally short cycle problem, and battery management system software is customized for different models of development, it is difficult to unify. Aiming at the above problems, this paper puts forward the idea of the development of battery management system based on automatic code generation.

automatic code generation; Battery management system; electric vehicle

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.003

U469.7

A

1671-7988(2019)10-09-02

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1671-7988(2019)10-09-02

韓豫萍（1982.7.15-），女，山東濟(jì)南人，漢，碩士研究生，工程師，就職于上海松岳電源科技有限公司。研究方向：嵌入式軟件應(yīng)用。