基于μC/OS-II的電動(dòng)車(chē)電池管理系統設計

作者：時(shí)間：2016-12-15 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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2.2 應用軟件設計

2．2．1 系統多任務(wù)功能和優(yōu)先級設計

根據電池管理系統的功能要求，將系統分為電壓電流采集處理模塊、溫度采集模塊、通信模塊、系統監視模塊和SoC計算模塊等共8個(gè)任務(wù)和5個(gè)中斷來(lái)實(shí)現。每個(gè)任務(wù)根據其實(shí)時(shí)性的要求并參照單調執行率調度法RMS分配一定的優(yōu)先級。任務(wù)及中斷的定義分別如表1、表2所列。

根據整車(chē)控制策略，CAN上電池狀態(tài)數據每幀的刷新周期為20ms，故設置操作系統時(shí)鐘節拍為20ms；相應地設置ADProsTask()、CANTXDTask()、SOCTask()和MoniTask()的執行周期均為20 ms；考慮到電池組的溫度變化相對較慢，同時(shí)溫度傳感器DS18820的溫度轉換時(shí)間相對較長(cháng)，設置TempTask()的執行周期為100ms；CANRXDTask()和SCIRXDTask()的執行采用中斷觸發(fā)方式；SCITXDTask()由上位機的啟動(dòng)和停止信號控制執行，執行周期為40 ms。

應用軟件設計的難點(diǎn)在于，可靠地設計固態(tài)繼電器陣列(TLP296)的時(shí)序邏輯。由于TLP296存在最大4ms的打開(kāi)和關(guān)斷時(shí)間，因此必須設計死區時(shí)間，以確保在采集電池模塊電壓時(shí)，電池不會(huì )發(fā)生短路；同時(shí)還要保證在A(yíng)/D轉換之前，采樣通道(即相應的TLP296)完全打開(kāi)。所以利用了DSP的Timerl下溢中斷配合系統時(shí)鐘周期來(lái)有效地控制CPLD的時(shí)序。整體工作的時(shí)序邏輯如圖3所示。

2.2.2 任務(wù)間的通信與同步

μC/OS-II提供了5種用于數據共享和任務(wù)通信的方法：信號量、郵箱、消息隊列、事件標志及互斥型信號量。為了減少操作系統的開(kāi)支，在電池管理系統應用軟件設計中只利用了其中的郵箱作為任務(wù)間的通信手段，如圖4所示。

電池管理系統的核心是以數據采集為基礎的，所以ADProsTask()是其他任務(wù)的前提。通過(guò)ADC中斷向郵箱1發(fā)消息就緒ADProsTask()，待其執行完后相應的數據保存和處理后向郵箱2發(fā)消息就緒其他等待數據的任務(wù)，其他任務(wù)按照優(yōu)先級依次執行；溫度采集和處理的任務(wù)獨立進(jìn)行；CAN接收任務(wù)和SCI任務(wù)是在相應的郵箱中得到消息后執行，消息也是由相應的中斷服務(wù)程序發(fā)出。

結語(yǔ)

電池管理系統采用了DSP+CPLD的結構，加之相應的抗干擾措施，具有性能高、可靠性強的特點(diǎn)。由于內嵌μC/OS-II，使程序的開(kāi)發(fā)周期大大縮短，增強了系統的可維護性和擴展性，在實(shí)際的應用中取得了良好的效果。

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