3.3.1 BMS creator
Mjukvaran till BMS:en är en mjukvara ifrån lithium balance kallad “BMS creator”. Datorn kopplas upp via CAN och kan via mjukvaran övervaka allting i BMS:en. Inuti går att se alla aktuella potentialer, temperaturer samt spänningar och strömmar. Vidare går det att justera ett flertal parametrar som maximal spänning vid laddning och urladdning. Det finns möjlighet att ställa in alarm för potentiella fel. Nedan är en bild på grundläggande gränssnittet för simulerad data, se Figur 28.
Figur 28: BMS mjukvara, simulerad data
De grundläggande menyerna som är vitala för kalibrering av BMS är följande:
• System Configuration
– Inställningar för storheter på shunts, offsets, initial kapacitet på batteriet med mera
• Operational limits
– Inställningar för gränser på spänningar, temperaturer, kontaktorer-försök med mera – Antalet temperatursensorer inkopplade, balanseringsgränser
För laddningsmomentet av CAN-frames är det då ett antal olika signaler som är involverade. Det finns totalt fyra fördefinierade signaler i BMS creator som är vitala för laddningsprocessen. Dessa är:
• CAN request load ID Map ID
• CAN request charge ID Map ID
• CAN request staging ID Map ID
• CAN request balancing ID Map ID
De olika signalerna är alltså förfrågan för last, laddning, förladdning samt balansering. Nedan är ett schema som illustrerar processen, se Figur 29.
Figur 29: Flödesschema, Förfrågan
Det första steget är då att en manuell CAN-signal skickas till den RX-frame som satts upp i BMS-creator. Detta innebär att användaren skickar signalen på CAN-bussen och det som skickas är “1” till “Activate charge” på den plats där den är definierad i RX-framen. Detta sker via “PCAN Viewer” som beskrivs mer i detalj i stycke 3.3.6.
RX-framen tar sedan emot signalen och placerar denna på det stället som konfigurerats. I detta exemplet så placeras signalen i ID Map ID 50001 som är en global variabel. Se Figur 30.
Figur 30: Flödesschema, RX-frame
I steg två kollar parametern CAN request charge ID Map ID på det som ligger i dess konfigurerade data. I detta fallet är det då samma variabel—50001. När signalen är mottagen skickar parametern ut att laddning skall påbörjas med funktionen Activate charge. Se Figur 31.
Figur 31: Flödesschema, TX-frame
I det sista steget är nu laddning efterfrågad och då kommer ännu en parameter i BMS:en som konfigurerats av användaren att skicka ut hur mycket ström som begärs ifrån laddaren. Detta skickas till TX-framen som sedan skickar det vidare till laddaren. När detta är gjort börjar batterierna laddas. All konfigurering sker i programmet BMS creator som beskrivs nedan.
3.3.2 RX-frame
RX-framen blir tilldelat ett godtyckligt ID-nummer som används senare för att skicka till den. Sedan konfigureras de grundläggande parametrarna upp, där man kan se om den är aktiverade eller ej, ifall värdet som tas emot är konstant eller variabelt, längd och starbit, endian-format samt själva datan som ska skickas. Se Figur 32.
Figur 32: RX-frame, konfigurering
Detta är vad som är skrivet för en frame, men vad som syns är att det är totalt fyra individuella konfigurationer.
Detta är datapaketen som skickas från de olika bytesen på framen. Det finns alltså en frame med ett godtyckligt ID som innehåller totalt fyra datapaket som börjar på byte 56 och skickar på varje byte fram till 32 (4 stycken).
De har alla samma konfiguration förutom deras startbit samt den data som de ska ta emot. Datan som de ska ta emot är i detta fall fördefinierade “globala” variabler som det totalt finns 25 stycken av (50001–50025). Dessa variabler kan användas som en mellanhand för TX, RX samt eventuella andra signaler.
3.3.3 TX-frame
För TX-framen konfigureras den på ett liknande sätt, återigen de grundläggande parametrarna men med ett nytt godtyckligt ID på framen. De olika data som skall skickas på framen sätts då till samma globala variabler som för RX-framen. På så vis kommer det som TX-framen skickar att komma till det som RX-framen lyssnar på. I programmet ser den ut som följer. Se Figur 33.
Figur 33: Tx-frame, konfigurering
För att bättre förklara hur de “globala variablerna” så finns en bild nedan, se Figur 34.
Figur 34: Globala variabler - 50000 ID
Här pekas det i TX och/eller RX framen på en global variabel som då representeras av ett 50000-ID. Det är sedan i denna variabel som data kan skickas till och hämtas från, den agerar då som en mellanhand.
Som nämndes ovan finns det en meny i BMS creator som heter ”Custom Data Processing”. Det är något som används då man vill skala om olika värden. Exempelvis om man vill att BMS:en ska efterfråga endast 10 procent av värdet som skrivits in så gör man det där. Detta är illustrerat i bilden nedan. Se Figur 35.
Figur 35: Globala variabler med Custom Data Processing
3.3.4 GPIO
GIPO:n ska sedan konfigureras i BMS creator vilket görs på följande vis. I BMS creator så finns som nämnt i stycke 3.3.1 en kategori som heter GPIO. GPIO står för General-Purpose Input/Output och är digitala portar för att styra eller monitorera fysiska komponenter såsom relän. I BMS creator finns totalt 16 stycken för användning och lika många kablar ifrån BMS:en. För att sätta upp en GPIO ska tre saker göras:
• En GPIO ska väljas och tilldelas en global variabel,
• en eller flera funktioner ska tilldelas det korresponderande GPIO-ID och
• den fysiska GPIO-kabeln samt jordkabeln ifrån BMS:en ska kopplas in.
Den första delen är endast att tilldela exempelvis ID 50001 till GPIO 4 enligt Figur 36 nedan.
Figur 36: GPIO inställningar
Efter detta skall funktionen få sitt värde och det är här relä-systemet kommer in. Totalt kan följande funktioner ställas in för GPIO:s. Se Figur 37.
Figur 37: GPIO funktioner
Om det exempelvis önskas att styra start av laddning så sätts numret på den första GPIO på Activate Charge, detta gör då att när BMS:en skickar ut att den begär laddning så kommer GPIO att dra relät. Nästa steg är att verifiera så relät verkligen är draget, därför sätts signalen Activate charge feedback till ett annat GPIO. Det som händer då är att GPIO kommer dra det första relät som i sin tur är parallellkopplat med det andra och på den sidan av relät så sitter feedback signalen och monitorerar så att det verkligen har dragits. Om den har det så startar laddningen. Det blir sedan exakt samma procedur för en last. Se Figur 38.
Figur 38: GPIO funktioner
3.3.5 Konfiguration och användning
För att starta och kunna se data och ändra parametrar i BMS creator ska några steg göras. När batteriet är inkopplat ska BMS:en startas via strömbrytaren till batteriet och efter detta skall datorn kopplas in till CAN-kablaget. BMS:en skall blinka till precis när strömmen har slagits på om allt är korrekt. Vid detta skede ska en sökning efter hårdvara göras i BMS creator. Om allt fungerar så ska enheten dyka upp med namnet ”USB 2”.
Datorn har nu hittat enheten och nästa steg är att den kopplas upp, vilket innebär att starta kommunikationen mellan BMS:en och datorn. Här finns en del inställningar; Den första och viktigaste är baud raten. Denna måste vara samma som BMS:ens inställda och det finns även en inställning som automatisk läser av vilken baud rate som är inställd. Denna rekommenderas. Tryck sedan på “connect” och efter några sekunder skall det stå
“connected” och vara en liten grön bock i högra hörnet. Se Figur 39.
Figur 39: BMS Creator, Connection
Om det istället kommer upp en ruta där det står att det inte gick att koppla upp till BMS:en kan det bero på att BMS:en inte har ström eller att CAN-kablaget inte är inkopplat.
När det nu är uppkopplat ska vi navigera till den första menyn “service”. Här ska enheten få sin firmware samt en konfigurationsfil. För att ladda ner firmware trycker man helt enkelt på “choose recommended firmwa-re” och programmet hämtar automatisk den senaste mjukvaran. Man kan även klicka ur den rutan om man vill ladda in en annan version. Se Figur 40.
Figur 40: BMS Creator, Service
När enheten sedan har startats är det dags för konfigurationen. Gå då till fliken “konfiguration”. Här kommer det vid varje start att vara tomt och konfigurationen kommer att behöva laddas in. Första gången behövs det även genereras en konfiguration. Tryck då “generate new configuration”. Det kommer då att komma upp en ruta som fråga efter vilken BMS den ska generera för. Tryck på “no” tills du hittar rätt version vilket i detta fall är C-BMS.
När konfigurationen genererats är det bara att börja ändra de parametrar som önskas. Efter ändringarna är gjorda tryck på knappen “generate”, så kommer BMS creator skapa den nya konfigurationen med ändringarna.
Detta går att se längst till höger då den får ett unikt ID. Se Figur 41.
Figur 41: BMS Creator, Configuration
Se sedan till att spara konfigurationen på en rimlig plats. Vid nästkommande användning öppnar man istället denna konfiguration. Det som är kvar nu är att ladda in konfigurationen och detta görs i samma flik som för firmware nedladdningen alltså, “service”. Tryck då på “download configuration”, då kommer den senast genererade konfigurationen att laddas ned. Se Figur 42.
Figur 42: BMS Creator, Opened Configuration
När detta är klart så är det bara att börja använda BMS:en. Vid användning kommer denna process behöva göras om, alltså att öppna konfigurationen, göra önskade ändringar, generera konfigrationen och sedan ladda in den i enheten.
3.3.6 PCAN viewer
PCAN viewer är ett verktyg som hanterar CAN-bussar. Detta verktyg är väldigt generellt och är CAN-systemets egna program. Progam som PCAN viewer finns det många av och de används för att läsa och skriva på bussen.
Det flesta är simpla och har ingen direkt tolkning på vad som skickas på bussen utan visar endast ID samt vilken data som skickas var. Allt detta är i hexadecimalt eller binärt format. På en del liknande verktyg kan även en databas laddas in för att enklare se vad som står. Nedan är en bild på hur det kan se ut när data läses i programmet. Se Figur 43.
Figur 43: PCAN viewer, CAN-data