恩智浦基于模型的设计为大学生电动方程式车队BMS开发注入强劲动力

大学生电动方程式大赛(Formula Student Electric)是一项国际性工程竞赛，参赛团队需要设计、制造并驾驶全电动方程式赛车参赛。该项目是更广泛的大学生方程式系列赛事(Formula Student，也称Formula SAE)中的一项，已成为全球最负盛名的大学生工程竞赛之一。

Raftar电动方程式赛车队(Raftar Formula Racing Electric)代表印度理工学院参赛，已成为印度获奖最多、声誉最卓著的学生工程团队之一。在本博文中，该团队将分享他们如何通过与恩智浦合作，加速打造印度最快的自动驾驶大学生电动方程式赛车的进程。

在我们参与大学生电动方程式大赛的历程中，面临的关键挑战之一是为高压电池组开发一个可靠的电池管理系统(BMS)。BMS堪称电池的大脑。它负责保护电池组，确保其性能，并实现与车辆其他部分的顺畅集成。

对于一个需要从零开始打造一切的学生团队来说，这是一项艰巨但令人兴奋的任务。

一探幕后精英风采

在印度大学生方程式顶级赛事“Formula Bharat”中屡获殊荣，其中包括由恩智浦高压BMS助力的“最佳电池组”奖。他们还在该比赛中获得了总成绩第二名，站上了领奖台。

在早期阶段，我们同时进行电池组的机械设计和电气方面的设计，其中包括BMS以及用于关键电池组功能的配套PCB板。为了加速学习进程，我们首先使用ETPL (电气传输协议链路)套件测试了恩智浦800V BMS参考设计。该套件包含一个电池模拟器、一个采用MC33774 (18通道电芯控制器IC)的外设测试板、一个800V电池接线盒(BJB)，以及作为主控制器的RD-K358BMU电池管理单元(BMU)。

恩智浦HVBMS参考设计套件为开发、测试和演示先进的高压电池管理系统提供了一切所需。

这套设备使我们能够使用S32 Design Studio (S32DS)测试我们的初始逻辑。在熟悉了可用的驱动程序和配置工具后，我们转而使用基于模型的设计工具箱(MBDT)进行进一步的代码开发。

尽管通过Simulink®进行编码对我们来说是全新的体验，但恩智浦的支持生态合作体系使得这一转变轻松了许多。我们从恩智浦提供的示例项目开始，这些项目展示了基本的BMS功能，例如通过ETPL通信从MC33774读取电压和模拟输入，以及向车辆的其他部分发送CAN消息以实现集成。

在此基础上，经过三个月的积极开发，我们逐步构建了更复杂的功能，期间得到了恩智浦MBDT团队工程师的指导，并借助了MBDT技术社区的资源。通过这个过程，我们获得了扩展软件能力的信心。恩智浦技术社区论坛在解决问题和分享洞察方面也发挥了巨大作用。

采用恩智浦的产品和基于模型的设计工具箱开发可靠且稳健的电池管理系统。

MBDT对于S32K3的最大优势之一在于它能够轻松、无缝地与车辆其他部分相集成。我们可以直接将已开发和现有模型拖放到BMS中，以添加功能。例如，我们电池模型中的荷电状态(SOC)估算模块只需复制粘贴到BMS软件中即可。

借助MBDT的强大功能和恩智浦的支持，我们开发了一套稳健的BMS软件协议栈，其中包括：

BMS和S32K3 MBD

这一里程碑标志着我们团队向前迈出了一大步，使我们能够安全、高效地运行电池组，同时也为未来的升级奠定了坚实基础，例如：基于机器学习的热失控检测、主动冷却算法、高级故障预测算法及其他下一代功能。我们还在为控制器及外设板开发定制硬件解决方案，以提高灵活性。*

从小白到成功构建一个功能完备的BMS，这段旅程离不开恩智浦提供的工具、支持与技术社区资源。基于模型的设计工具箱不仅加速了开发进程，更让我们学到了嵌入式软件设计的宝贵经验。

我们满怀信心，决心将这一强劲势头延续到未来的“大学生方程式”系列赛事创新中，再创佳绩。

标签: 汽车电子

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