基于LabVIEW的電池管理系統監控平臺開發

　　現有電池管理系統向CAN 總線發送的數據有單體電壓， 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， 其中各從板負責單體電壓和溫度的測量， 每個從板有電壓60個， 溫度16個， 及故障信息等， 總共4 個從板。需要對這些數據進行顯示與存儲， 以方便對電池狀態進行實時監控， 對電池數據進行深入分析， 同時根據故障信息對電池進行維護。利用LabV IEW 設計友好的顯示界面， 將上述信息按從板號設置不同的選項卡進行顯示， 如圖4所示。

圖4 顯示界面。

　　3. 2 平臺參數配置

　　利用LabV IEW 多線程技術專為平臺參數配置分配一個線程， 對監控平臺參數進行設置。監控平臺參數可分為以下幾類: 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， 從板電壓節數， 從板溫度個數等;數據存儲配置， 含存儲的周期、位置、格式等; 系統標定和故障診斷配置， 含標定的參數類型、位置及故障診斷的故障類型等。

　　LabV IEW 是一種數據流的程序開發平臺， 由數據流決定程序中節點的執行順序。事件驅動擴展了或程序不同部分之間的交流影響程序的執行。平臺參數配置采用了事件結構， 很好的在異步情況下對不同線程之間的參數進行修改和設置， 當沒有事件產生時， 程序回到等待事件狀態， 減小了對其他線程執行的影響。

　　3. 3 數據的存儲

　　在LabV IEW 中常用的記錄數據的方法有利用數據庫技術存儲數據和利用文件系統存儲數據。使用文件系統管理數據文件讀寫速度快、占用磁盤空間少、檢索方便快捷。本監控平臺將存儲的文件格式默認設為csv格式， 其占用磁盤空間小， 同時這種格式可以在Excel中進行查看， 也可以導入Mat lab中進行分析， 這特別有利于對電池性能進行研究。

　　為數據存儲建立獨立的線程， 方便了編程的實現， 但需要解決數據同步的問題， 即數據采集與數據存儲兩個線程之間的流程控制。在LabV IEW 中不同循環間傳遞數據可采用局部變量， 但是在數據采集循環與數據存儲循環之間傳遞數據的話， 局部變量就不太夠用了。因為數據保存到硬盤上是一項比較費時的工作， 而數據采集對循環時間要求較高， 兩者的循環快慢不一樣， 此時， 就不能簡單的通過局部變量來進行數據傳遞。在數據采集循環與數據存儲循環之間， 采用LabV IEW 中消息通知器進行數據同步傳遞。本監控平臺在數據采集中將數據打包成簇類型， 通過消息通知器傳遞數據并進行儲存。

　　3. 4 系統標定和故障診斷

　　為保證動力電池系統的安全運行， 需要對電池管理系統的各個參數進行標定， 以保證電池管理系統所檢測信息的可靠性， 確保電池管理系統對電池的正確管理。當動力電池系統出現故障時， 僅僅依靠監控電池參數來診斷故障是不夠的， 還需要對電池管理系統自身的運行參數進行診斷， 這些參數包括電池管理系統配置參數、軟硬件信息、軟硬件工作狀態等; 電池管理系統有自檢功能， 通過可靠的CAN 總線可以實現對這些功能的觸發， 最終通過CAN 總線返回信息， 盡可能定位故障點。監控平臺的另一功能就是要實現對電池管理系統的標定及在電池系統有故障時進行故障診斷， 為實現此功能需要通過CAN 總線與電池管理系統進行交互， USB??

　　CAN - II中提供了向CAN 總線發送信息接口函數，類似于接收函數， 利用LabV IEW 設計發送子V I， 同時建立系統標定和故障診斷線程調用發送和接收子V I， 實現與電池管理系統的交互。

　　4 結束語

　　本監控平臺充分借助LabV IEW 的多線程及其靈活的接口技術， 實現了對CAN 總線的高速數據采集和多種格式文件的實時數據記錄， 并且監控平臺設計靈活， 能適應電池管理系統多種組合方案， 同時監控平臺的系統標定及故障診斷為電池管理系統的量產打下很好的技術基礎。該監控平臺已用于普天、恒通、吉利等多種電動汽車用鐵鋰電池管理系統。在一年多的時間內， 運行可靠、穩定， 既為用戶及時提供了實時的采集數據， 又為開發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。

　　數據流編程的功能， 允許用戶在前面板的直接干預