基于LabVIEW的電池管理系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)開(kāi)發(fā)

　　現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)向CAN 總線發(fā)送的數(shù)據(jù)有單體電壓， 總電壓， 電流， SOC， SOH， 溫度， 最高和最低單體電壓， 最大和最小溫度等， 其中各從板負(fù)責(zé)單體電壓和溫度的測(cè)量， 每個(gè)從板有電壓60個(gè)， 溫度16個(gè)， 及故障信息等， 總共4 個(gè)從板。需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與存儲(chǔ)， 以方便對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控， 對(duì)電池數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析， 同時(shí)根據(jù)故障信息對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)。利用LabV IEW 設(shè)計(jì)友好的顯示界面， 將上述信息按從板號(hào)設(shè)置不同的選項(xiàng)卡進(jìn)行顯示， 如圖4所示。

圖4 顯示界面。

　　3. 2 平臺(tái)參數(shù)配置

　　利用LabV IEW 多線程技術(shù)專為平臺(tái)參數(shù)配置分配一個(gè)線程， 對(duì)監(jiān)控平臺(tái)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。監(jiān)控平臺(tái)參數(shù)可分為以下幾類: USBCAN - II智能CAN 卡配置， 包括CAN 通道選擇、CAN 通信波特率等; 顯示配置， 含從板數(shù)， 從板電壓節(jié)數(shù)， 從板溫度個(gè)數(shù)等;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)配置， 含存儲(chǔ)的周期、位置、格式等; 系統(tǒng)標(biāo)定和故障診斷配置， 含標(biāo)定的參數(shù)類型、位置及故障診斷的故障類型等。

　　LabV IEW 是一種數(shù)據(jù)流的程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)， 由數(shù)據(jù)流決定程序中節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行順序。事件驅(qū)動(dòng)擴(kuò)展了或程序不同部分之間的交流影響程序的執(zhí)行。平臺(tái)參數(shù)配置采用了事件結(jié)構(gòu)， 很好的在異步情況下對(duì)不同線程之間的參數(shù)進(jìn)行修改和設(shè)置， 當(dāng)沒(méi)有事件產(chǎn)生時(shí)， 程序回到等待事件狀態(tài)， 減小了對(duì)其他線程執(zhí)行的影響。

　　3. 3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

　　在LabV IEW 中常用的記錄數(shù)據(jù)的方法有利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和利用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。使用文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)文件讀寫(xiě)速度快、占用磁盤(pán)空間少、檢索方便快捷。本監(jiān)控平臺(tái)將存儲(chǔ)的文件格式默認(rèn)設(shè)為csv格式， 其占用磁盤(pán)空間小， 同時(shí)這種格式可以在Excel中進(jìn)行查看， 也可以導(dǎo)入Mat lab中進(jìn)行分析， 這特別有利于對(duì)電池性能進(jìn)行研究。

　　為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)建立獨(dú)立的線程， 方便了編程的實(shí)現(xiàn)， 但需要解決數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題， 即數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兩個(gè)線程之間的流程控制。在LabV IEW 中不同循環(huán)間傳遞數(shù)據(jù)可采用局部變量， 但是在數(shù)據(jù)采集循環(huán)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)循環(huán)之間傳遞數(shù)據(jù)的話， 局部變量就不太夠用了。因?yàn)閿?shù)據(jù)保存到硬盤(pán)上是一項(xiàng)比較費(fèi)時(shí)的工作， 而數(shù)據(jù)采集對(duì)循環(huán)時(shí)間要求較高， 兩者的循環(huán)快慢不一樣， 此時(shí)， 就不能簡(jiǎn)單的通過(guò)局部變量來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。在數(shù)據(jù)采集循環(huán)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)循環(huán)之間， 采用LabV IEW 中消息通知器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步傳遞。本監(jiān)控平臺(tái)在數(shù)據(jù)采集中將數(shù)據(jù)打包成簇類型， 通過(guò)消息通知器傳遞數(shù)據(jù)并進(jìn)行儲(chǔ)存。

　　3. 4 系統(tǒng)標(biāo)定和故障診斷

　　為保證動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全運(yùn)行， 需要對(duì)電池管理系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定， 以保證電池管理系統(tǒng)所檢測(cè)信息的可靠性， 確保電池管理系統(tǒng)對(duì)電池的正確管理。當(dāng)動(dòng)力電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)， 僅僅依靠監(jiān)控電池參數(shù)來(lái)診斷故障是不夠的， 還需要對(duì)電池管理系統(tǒng)自身的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行診斷， 這些參數(shù)包括電池管理系統(tǒng)配置參數(shù)、軟硬件信息、軟硬件工作狀態(tài)等; 電池管理系統(tǒng)有自檢功能， 通過(guò)可靠的CAN 總線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些功能的觸發(fā)， 最終通過(guò)CAN 總線返回信息， 盡可能定位故障點(diǎn)。監(jiān)控平臺(tái)的另一功能就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)電池管理系統(tǒng)的標(biāo)定及在電池系統(tǒng)有故障時(shí)進(jìn)行故障診斷， 為實(shí)現(xiàn)此功能需要通過(guò)CAN 總線與電池管理系統(tǒng)進(jìn)行交互， USB??

　　CAN - II中提供了向CAN 總線發(fā)送信息接口函數(shù)，類似于接收函數(shù)， 利用LabV IEW 設(shè)計(jì)發(fā)送子V I， 同時(shí)建立系統(tǒng)標(biāo)定和故障診斷線程調(diào)用發(fā)送和接收子V I， 實(shí)現(xiàn)與電池管理系統(tǒng)的交互。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本監(jiān)控平臺(tái)充分借助LabV IEW 的多線程及其靈活的接口技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)CAN 總線的高速數(shù)據(jù)采集和多種格式文件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄， 并且監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)靈活， 能適應(yīng)電池管理系統(tǒng)多種組合方案， 同時(shí)監(jiān)控平臺(tái)的系統(tǒng)標(biāo)定及故障診斷為電池管理系統(tǒng)的量產(chǎn)打下很好的技術(shù)基礎(chǔ)。該監(jiān)控平臺(tái)已用于普天、恒通、吉利等多種電動(dòng)汽車用鐵鋰電池管理系統(tǒng)。在一年多的時(shí)間內(nèi)， 運(yùn)行可靠、穩(wěn)定， 既為用戶及時(shí)提供了實(shí)時(shí)的采集數(shù)據(jù)， 又為開(kāi)發(fā)人員提供方便的診斷接口， 為近一步研究電池管理和分析鐵鋰電池的性能提供了有力的保證。

　　數(shù)據(jù)流編程的功能， 允許用戶在前面板的直接干預(yù)