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44 DESIGN&ELEKTRONIK 11 2020 www designelektronik de Code aus den Batteriesystemmodellen und nicht aus den Regelungsmodellen generiert was eine virtuelle Echtzeitumgebung ermöglicht die Batteriepack aktive und passive Schaltungselemente Lasten Ladegerät und andere Systemkomponenten darstellt Sobald dieser Code auf einem Echtzeitrechner eingesetzt wird können Ingenieure die Hardware mit ihrem Controller-Code simulieren bevor sie den Controller in einem Batteriesystem-Prototypen testen Bild 4 Dadurch ist es möglich Fehler in der Entwicklung zu finden und zu korrigieren noch bevor diese teure und schwer zu ersetzende Prototyp-Hardware beschädigen Die Ingenieure können auch Hardware-Designfehler aufdecken zum Beispiel die falsche Dimensionierung von Komponenten Tests die während der Desktop-Simulation entwickelt wurden lassen sich in die HiL-Tests übernehmen um sicherzustellen dass die Anforderungen im weiteren Verlauf des BMS-Entwurfs zu erfüllen sind Obwohl HiLTests in erster Linie zum Prüfen von Code verwendet werden der auf einem Mikrocontroller oder FPGA läuft lässt sich stattdessen ein Rapid-Prototyping-System verwenden das mit dem HiL-Setup verbunden ist bevor die Serien-Controller-Hardware ausgewählt wird ■ Produktionsfertige Codegenerierung Anwender können die validierten Regelungsalgorithmen als Grundlage verwenden um produktionsfertigen Code zu generieren entweder optimierten C C++-Code für Mikrocontroller oder synthetisierbaren HDL-Code für die FPGA-Programmierung oder ASIC-Implementierung Die automatische Codegenerierung eliminiert manuelle Übersetzungsfehler der Algorithmen und erzeugt C C++- und HDL-Code mit numerischer Äquivalenz zu den in ihrer DesktopSimulation validierten Algorithmen Indem die Anwender ihre Regelungsalgorithmen über alle möglichen Betriebsund Fehlerbedingungen simulieren erhöhen sie die Sicherheit dass der generierte Code mit denselben Bedingungen im realen System zurechtkommt auch wenn nicht auf alle Bedingungen getestet werden kann Falls Hardware-Tests später anzeigen dass der Algorithmus geändert werden muss können Ingenieure einfach die Algorithmen in ihrem Modell modifizieren sowie Simulationstestfälle wiederholen um die Richtigkeit der Änderungen zu überprüfen und dann neuen aktualisierten Code generieren Bild 5 Durch die Simulation auf Systemebene können Ingenieure frühzeitig die Auswirkungen von Entwicklungsfehlern während der Entwicklung von BMS-Software reduzieren Algorithmen für Regelung und Überwachungslogik beispielsweise für Laden und SOC-Schätzung werden anhand von Batteriemodellen die die Eigenschaften realer Batterien darstellen getestet Fehler lassen sich so vor dem Testen auf PrototypHardware korrigieren Aus den Simulationsalgorithmen wird Softwarecode für das BMS generiert der für Echtzeittests und Produktionsimplementierung verwendet wird Dieser zeitsparende Schritt reduziert die Testverzögerungen für Code-Updates und eliminiert manuelle Codierungsfehler kv Subsysteme Software für Batteriemanagementsysteme Bild 5 Automatische Generierung von BMS-Produktionscode aus in Simulink modellierten BMS-Algorithmen Der Code wird auf dem C2000-Mikrocontroller von Texas Instruments implementiert