Система управления батареей электромобилей и гибридных автомобилей

Информация о проекте

Заказчик

Европейская автомобильная компания.

Задача

Разработать масштабируемую систему управления батареей (англ. Battery Management System – BMS) для простой адаптации для любого размера батареи с возможностью быстрого выхода на рынок.

Решение

Команда Promwad разработала образец платформы на базе микроконтроллера NXP MPC5775B и микросхемы аналогового входного интерфейса NXP MC33771B.

Наша платформа значительно сокращает время разработки сложного автомобильного оборудования и позволяет инженерам сфокусироваться на важных системных компонентах.

При разработке платформы были использованы следующие системные элементы:

  • моделирование ячеек осуществляется с помощью Matlab & Simulink;
  • система измерения тока и управления реле;/li>
  • коммуникационная шина CAN;
  • инструменты разработки;
  • примеры приложений с графическим интерфейсом пользователя.

Моделирование ячеек и генерация микропрограмм

В основе системы лежит программное обеспечение, созданное при помощи генератора кода Simulink, и может быть адаптирована к требованиям заказчика. Текущая версия ПО и модель ячейки реализует следующий функционал:

Измерительные функции
  • измерение тока;
  • измерение температуры;
  • измерение напряжения.
 Функции оценки
  • степень работоспособности аккумулятора (англ. State of Health – SOH);
  • уровень заряда аккумуляторной батареи ( (англ. State of Charge – SOC);
  • функциональное состояние (англ. State of Function – SOF) и оценка /power estimation);
  • оценка времени заряда.
Функции управления
  • режим управления состоянием;
  • включение / выключение питания;
  • управление балансировкой ячеек;
  • управление тепловым режимом батареи;
  • управление реле;
  • управление зарядом штепсельной вилки;
  • генерация и обнаружение HVIL;
  • обнаружение и обработка аварийных сигналов;.
  • запись истории.
Связь и диагностика
  • CAN и связь с сервисным инструментом;
  • диагностика;
  • устранение неисправностей;
  • прошивка и программирование;
  • калибровка BMS.
Технические функции Меры безопасности  (SMs)


Результат

Мы успешно разработали программно-аппаратную платформу на базе микроконтроллера NXP MPC5775B и микросхемы аналогового входного интерфейса MC33771B. Данная система служит для защиты и управления аккумуляторными батареями любого размера и разработана в соответствии с автомобильными стандартами.

Реализация

Компоненты аппаратной платформы

Архитектура Master-slave

Устройство построено по архитектуре Master-Slave, при которой выделяется одно ведущее (Master) и несколько ведомых устройств (Slave). Такая архитектура является гибкой и универсальной в применении.

Каждому модулю аккумуляторной батареи (АКБ) соответствует своя Slave BMS, которая проводит измерения напряжений индивидуальных ячеек и температуры модуля, а также выполняет функцию балансировки напряжений ячеек. Все Slave-модули соединены между собой информационным интерфейсом, ведущим к Master-плате, на которой установлен микроконтроллер.

Master-плата обрабатывает результаты измерений напряжения, тока и температуры и выполняет моделирование АКБ по загруженной модели.

Master-плата

Master-плата построена на базе микроконтроллера MPC5775B от производителя NXP. На плату возложены основные функции обработки данных и управления:

  • моделирование АКБ в реальном времени;
  • коммуникация по CAN-шине;
  • коммуникация по Daisy chain интерфейсу со Slave-платами;
  • изолированный интерфейс измерения тока;
  • изолированный интерфейс управления реле;
  • обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования автомобиля.

Slave-плата

Slave-плата построена на базе analog front end MC33771B oт NXP. Каждому модулю АКБ соответствует своя Slave-плата, которая отвечает за измерение напряжений и температуры модуля. Разработанная нами Slave-плата поддерживает аккумуляторные модули с конфигурацией 7-12 ячеек на каждый модуль.

Технические характеристики

Аппаратное обеспечение
MCU MPC5775B AEC100, поддержка ASIL-D, 2 x Power Architecture z7 cores with 264 MHz
Память 256 KB RAM, 4MB ROM
Конфигурация батареи
Количество ячеек 12 ячеек на модуль, до 56 модулей
Ток АКБ до 1200 A
Slave-плата
Мощность рабочее напряжение 9.6-61.6 В
Размер 60*80мм
Master-плата
Мощность рабочее напряжение 9 В-16 В
Разъёмы интерфейса CAN-шины: ISO 11898, CAN 2.0A
Size 120*120мм

 

Другие кейсы

Расскажите нам о своей задаче!

Вся предоставленная информация останется конфиденциальной.