通過電池監(jiān)控和嵌入式軟件優(yōu)化電動汽車
為了減少化石燃料汽車產(chǎn)生的排放物對環(huán)境造成的破壞,汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢是開發(fā)電動和混合動力汽車(EV 和 HEV)的動力系統(tǒng)。還有一些會改變氣候的排放物,例如二氧化碳,這些排放物會被添加到其他污染物中,從而導(dǎo)致溫室效應(yīng),從而導(dǎo)致全球變暖。五分之一的溫室氣體排放是由交通運輸部門造成的,這種情況促使我們重新構(gòu)想一種新的交通模式,以控制污染和氣候變化的排放。電動汽車解決方案多種多樣,但它們都集中在同一個焦點上,即普及低或零環(huán)境影響汽車。這就是智慧城市概念所圍繞的理念,以及電動和混合動力汽車技術(shù)的實施。如果我們考慮到主要的化石來源石油是一種注定會枯竭的資源并且其開采成本不可持續(xù),那么轉(zhuǎn)向電動或混合動力汽車的目標(biāo)既是環(huán)境要求又是能源要求。
介紹
自 1900 年代初推出第一輛電動汽車以來,電動和混合動力汽車的技術(shù)發(fā)生了巨大變化,通過對外形和效率的準(zhǔn)確研究,朝著更高能效和優(yōu)化電源管理的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)基于半導(dǎo)體的功率轉(zhuǎn)換解決方案。此外,優(yōu)化硅封裝的設(shè)計可確保對空間要求和散熱進(jìn)行正確評估。例如,可以通過以極其緊湊的外形尺寸減小封裝尺寸來增加散熱。
用于電動和混合動力汽車的汽車電子設(shè)備在電動汽車場景中發(fā)揮著決定性作用,例如在駕駛員安全組件或車載電池監(jiān)控方面。另一方面,高效電源轉(zhuǎn)換涉及最小化電磁干擾、對電壓瞬變的魯棒性以及高安全性和可靠性標(biāo)準(zhǔn)。具有高度集成功能的嵌入式汽車系統(tǒng)的普及需要電子設(shè)備和軟件的不斷開發(fā)和測試,并因此在原型設(shè)計階段和實際操作中應(yīng)用 ISO 26262 安全法規(guī),以保證嵌入式軟件和組件適應(yīng)于質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)。
使用 AD7284 進(jìn)行電池監(jiān)控
用于 EV 和 HEV 的應(yīng)用來自 Analog Devices 的 8 通道 AD7284 鋰離子電池監(jiān)控系統(tǒng)的評估板。ADI 公司通過為電動和混合動力汽車提供大量高度創(chuàng)新和高效的技術(shù)解決方案來應(yīng)對電動汽車的挑戰(zhàn)?;?AD7284 管理板的 Analog Devices 電池監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控 8 通道鋰離子電池,包括監(jiān)控堆疊鋰離子電池所需的所有功能和診斷功能,包括檢測開路輸入、通信和電源故障 .
AD7284 的特點是多路復(fù)用電池電壓和輔助 ADC 測量通道以支持四到八個電池管理電池、一個內(nèi)部溫度傳感器和一個控制定時器。四個輔助 ADC 輸入通道用于溫度測量和系統(tǒng)診斷。AD7284 監(jiān)控系統(tǒng)非常適合監(jiān)控鋰離子電池、電動和混合動力汽車以及固定電源應(yīng)用。AD7284 是一個完整的監(jiān)控系統(tǒng),具有 14 位分辨率,集成了多個電壓輸入通道和輔助模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。主板上的板載組件包括使用 ADuM1201 和 ADuM5401 數(shù)字隔離器隔離的電源和接口,以及通過 ADP3303 和 ADP7104 穩(wěn)壓器提供的電源。
嵌入式汽車應(yīng)用軟件
電子設(shè)備的高度復(fù)雜性和車載軟件的存在意味著需要開發(fā)系統(tǒng)來幫助系統(tǒng)工程師和設(shè)計人員將分析和建模要求形式化,然后驗證獲得的性能。嵌入式軟件必須能夠在整個生命周期內(nèi)進(jìn)行測試,實際上在軟件開發(fā)階段,測試是驗證軟件正確性、完整性和可靠性質(zhì)量的有用程序。
汽車領(lǐng)域最廣泛使用的軟件之一是 TRACE32,這是一款具有高度安全性和可靠性的實時專業(yè)開發(fā)軟件,用于代碼覆蓋分析,具有許多潛力,由全球調(diào)試和跟蹤工具公司、嵌入式應(yīng)用的領(lǐng)導(dǎo)者勞特巴赫提供在汽車領(lǐng)域,優(yōu)化汽車電子控制系統(tǒng)的軟件并對其進(jìn)行驗證非常重要。TRACE32 是一個完整的微處理器開發(fā)工具系列,它提供了一個完整的調(diào)試環(huán)境,從最標(biāo)準(zhǔn)的基本功能到最先進(jìn)的性能,并支持多編譯器、操作系統(tǒng)、案例工具和 IDE。
TRACE32 能夠管理片上和片外級別的單核或多核 CPU 的跟蹤。跟蹤是一種系統(tǒng),用于實時記錄 CPU 執(zhí)行的指令序列,而無需停止它。通過記錄數(shù)據(jù),可以進(jìn)行統(tǒng)計測量并覆蓋代碼并檢測故障。汽車系統(tǒng)需要高安全標(biāo)準(zhǔn),對于這種嵌入式 HCC,嵌入式軟件模塊的供應(yīng)商使用 SEooC(上下文外的安全元素)方法來開發(fā)可重用的軟件組件,這些組件可以與旨在滿足嚴(yán)格安全要求和質(zhì)量的系統(tǒng)集成,通過使用SEooC 方法創(chuàng)建商業(yè)軟件元素,從 SafeTCPIP 開始。
SEooC 是一種用于在車輛中添加最初不是為特定用途設(shè)計的軟件或硬件組件的方法。用于汽車系統(tǒng)的 HCC SafeTCPIP 網(wǎng)絡(luò)堆棧構(gòu)建為一組 SEooC,與 ISO 26262-10 安全標(biāo)準(zhǔn)中定義的上下文安全元素?zé)o關(guān),并可作為單獨的安全項目交付,并為每個客戶提供完整的生命周期維護(hù)項目。