通過電池監(jiān)控和嵌入式軟件優(yōu)化電動(dòng)汽車

為了減少化石燃料汽車排放的排放對(duì)環(huán)境造成的破壞，汽車領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是開發(fā)用于電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車（EV 和 HEV）的動(dòng)力系統(tǒng)。還有一些會(huì)導(dǎo)致氣候變化的排放物，例如二氧化碳，會(huì)添加到其他污染物中，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致全球變暖。五分之一的溫室氣體排放是由交通部門造成的，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排放。電動(dòng)汽車解決方案多種多樣，但都集中在同一個(gè)焦點(diǎn)上，即低環(huán)境影響或零環(huán)境影響汽車的普及。這就是智慧城市概念所圍繞的理念，以及電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車技術(shù)的實(shí)施。如果我們認(rèn)為主要的化石來源石油是一種注定要枯竭的資源，并且其開采成本是不可持續(xù)的，那么轉(zhuǎn)向電動(dòng)或混合動(dòng)力出行的目標(biāo)既是環(huán)境要求，也是能源要求。

介紹

從 1900 年代初第一輛電動(dòng)汽車問世以來，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的技術(shù)發(fā)生了巨大變化，通過對(duì)外形和效率的準(zhǔn)確研究，朝著更高的能源效率和優(yōu)化電源管理的標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)?；?a target="_blank">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(jì)可確保正確評(píng)估空間要求和散熱。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。

電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的汽車電子設(shè)備在電動(dòng)汽車場(chǎng)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(duì)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)的普及需要對(duì)電子設(shè)備和軟件進(jìn)行不斷的開發(fā)和測(cè)試，并隨后在原型設(shè)計(jì)階段和實(shí)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能夠適應(yīng)質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)。

使用 AD7284 進(jìn)行電池監(jiān)控

EV 和 HEV 應(yīng)用來自 ADI 公司 8 通道 AD7284 鋰離子電池監(jiān)控系統(tǒng)的評(píng)估板。ADI 公司通過為電動(dòng)和混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車輛提供大量高度創(chuàng)新和高效的技術(shù)解決方案組合，正面臨電動(dòng)汽車的挑戰(zhàn)?；?AD7284 管理板的 ADI 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(cè)開路輸入、通信和電源故障（圖 1） .

圖 1：AD7284 的框圖

AD7284 的特點(diǎn)是多路復(fù)用電池電壓和輔助 ADC 測(cè)量通道，以支持四到八個(gè)電池管理電池、一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器和一個(gè)控制定時(shí)器。四個(gè)輔助 ADC 輸入通道用于溫度測(cè)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(dòng)和混合動(dòng)力汽車以及固定電源應(yīng)用。AD7284是一個(gè)完整的14位分辨率監(jiān)控系統(tǒng)，它集成了多個(gè)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)能夠幫助系統(tǒng)工程師和設(shè)計(jì)人員將分析和建模要求形式化，然后驗(yàn)證獲得的性能。必須能夠在整個(gè)生命周期內(nèi)測(cè)試嵌入式軟件，實(shí)際上在軟件開發(fā)階段，測(cè)試是驗(yàn)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)域使用最廣泛的軟件之一是TRACE32，這是一款具有高度安全性和可靠性的實(shí)時(shí)專業(yè)開發(fā)軟件，用于代碼覆蓋率分析，具有多種潛力，由全球調(diào)試和跟蹤工具公司勞特巴赫提供，嵌入式應(yīng)用程序的領(lǐng)導(dǎo)者汽車電子控制系統(tǒng)軟件的優(yōu)化和驗(yàn)證非常重要。TRACE32是完整的微處理器開發(fā)工具系列，提供完整的調(diào)試環(huán)境，從最標(biāo)準(zhǔn)的基本功能到最先進(jìn)的性能，支持多種編譯器、操作系統(tǒng)、案例工具和IDE。

TRACE32 能夠管理單核或多核 CPU 的片上和片外跟蹤。跟蹤是一種系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)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(jì)測(cè)量并覆蓋代碼并檢測(cè)故障。汽車系統(tǒng)需要高安全標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于這種嵌入式 HCC，嵌入式軟件模塊供應(yīng)商使用 SEooC（安全元素脫離上下文）方法來開發(fā)可重復(fù)使用的軟件組件，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 方法來創(chuàng)建商業(yè)軟件元素，從 SafeTCPIP 開始。

圖 2：參考 SafeTCPIP 的 SEooC 操作方案

SEooC 是一種用于在車輛中添加最初并非為特定用途而設(shè)計(jì)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，脫離了 ISO 26262-10 安全標(biāo)準(zhǔn)中定義的上下文安全元素，可作為單獨(dú)的安全項(xiàng)目交付，并為每個(gè)客戶完成生命周期維護(hù)項(xiàng)目（圖 2）。

審核編輯 黃昊宇

?