Интеллектуальная система управления системой накопления и хранения электрической энергии на основе батарей аккумуляторных литий-ионных (тяговая батарея)

Программное обеспечение работает на микроконтроллерной платформе ARM в режиме реального времени, обеспечивает выполнение отдельных сервисов управления батареей, обработку данных от периферийных устройств и обмен информацией с внешними системами. Программа выполняет непрерывный мониторинг параметров батареи, включая напряжение ячеек, ток, температуру, уровень заряда, глубину разряда, эффективную емкость, степень работоспособности и количество циклов заряда-разряда. На основе полученных данных реализуются пассивная балансировка ячеек с возможностью подключения активной балансировки, управление зарядом и разрядом, защита от высокого тока, короткого замыкания, глубокого разряда, перезаряда и перегрева.
Программное обеспечение управляет нагревателем и охладителем батареи, фиксирует отклонения условий эксплуатации, включая ударные, вибрационные и климатические воздействия, ведет журнал рабочих параметров и аварийных событий. Дополнительно предусмотрены шифрование канала связи для защиты от несанкционированного доступа, расчет остаточной емкости и ресурса батареи, а также возможность применения предиктивной диагностики для выявления неисправностей на уровне отдельных ячеек.

Функциональные характеристики

ПО обеспечивает выполнение независимых сервисов управления батареей, распределение вычислительных ресурсов между потоками, синхронизацию задач, обработку данных от периферийных устройств и обмен информацией с внешними системами. В программной архитектуре предусмотрена поддержка файловой структуры, стека TCP/IP и математического блока для вычислений с плавающей точкой.

Основные функциональные возможности программы:

1) Мониторинг параметров батареи в режиме реального времени - программа получает и обрабатывает данные о напряжении ячеек, токе, температуре, уровне заряда, глубине разряда, эффективной емкости и степени работоспособности батареи.

2) Контроль состояния отдельных ячеек - система отслеживает параметры каждой ячейки батареи, выявляет отклонения по напряжению и температуре, формирует данные для диагностики состояния батарейного блока.

3) Балансировка ячеек - программа выполняет пассивную балансировку ячеек для выравнивания уровня заряда между элементами батареи. При наличии аппаратной поддержки может применяться активная балансировка.

4) Защита от опасных режимов работы - программное обеспечение контролирует предельные значения тока, напряжения и температуры, а при выходе параметров за допустимые пределы формирует команды для ограничения работы или отключения батареи. Защитные функции охватывают высокий ток, короткое замыкание, глубокий разряд, перезаряд и перегрев.

5) Управление зарядом и разрядом - система регулирует процессы заряда и разряда батареи с учетом текущего состояния ячеек, температурного режима, допустимых токов и предельных значений напряжения.

6) Расчет показателей состояния батареи - программа рассчитывает уровень заряда SOC, состояние работоспособности SOH, остаточную емкость, глубину разряда и количество циклов заряда-разряда.

7) Терморегулирование батареи - программное обеспечение управляет нагревателем и охладителем батареи на основании данных температурного мониторинга, поддерживая работу батареи в допустимом температурном диапазоне.

8) Журналирование рабочих параметров и событий - система сохраняет данные о рабочих режимах, ошибках, аварийных событиях, циклах заряда-разряда и отклонениях условий эксплуатации, включая ударные, вибрационные и климатические воздействия.

9) Диагностика и выявление неисправностей - программа анализирует накопленные данные по ячейкам и батарее в целом, выявляет признаки деградации, нарушения рабочих параметров и неисправности на уровне отдельных элементов.

10) Обмен данными с внешними системами - система обеспечивает передачу данных о состоянии батареи и прием управляющих команд через коммуникационные интерфейсы.

11) Защита информационного обмена - в системе предусмотрено шифрование канала связи для снижения риска несанкционированного доступа к данным и управляющим функциям батареи.

12) Работа системных сервисов embedded-платформы - программа управляет задачами, событиями, потоками, периферией и устройствами ввода-вывода, обеспечивая выполнение BMS-функций на микроконтроллерной аппаратной п