一种基于AUTOSAR架构的BMS通信参数与路由自动配置生成方法与流程

本发明涉及汽车电子与嵌入式软件开发，尤其涉及一种基于autosar标准架构的电池管理系统通信参数与路由配置自动生成方法及系统，适用于多车型、多电池包拓扑的bms平台化开发场景。

背景技术：

1、随着新能源汽车产业的快速发展，电池管理系统（bms）作为动力电池系统的核心控制单元，其软件复杂度和通信需求持续增长。

2、在autosar架构（automotive open system architecture，汽车开放系统架构）下，bms的通信功能由canif（can interface，can接口模块）、pdur（pdu router，pdu路由模块）、com（communication，通信模块）等多个基础软件模块协同实现，各模块配置参数相互关联、数量庞大。

3、bms通信具有区别于其他车载ecu（electronic control unit，电子控制单元）的鲜明特征：第一，采集信号数量特别庞大，单体电压与温度采集信号可达数百个，占全部信号的70%以上；第二，信号规律性极强，采集信号按电芯、模组、从板呈规律性排列；第三，报文周期差异大，从十毫秒级到秒级，跨度达数百倍；第四，电池拓扑多样性强，不同车型的电芯串并联数、模组数、从板数差异显著；第五，平台化需求迫切，同一平台需要支持多款车型，每款车型都需要单独配置。

4、当前bms通信配置主要有两种方式：一种是手动配置方式，工程师在autosar配置工具中逐个定义报文、信号和路由，配置工作量大、周期长、容易出错，且难以保证配置一致性；另一种是通用配置生成工具（如中国专利文献cn117692271a公开的autosar架构下多车型can通讯及路由配置自动生成方法），通过解析dbc（database can，can数据库文件）或arxml文件（autosar xml，autosar配置描述文件）自动生成配置，但这类工具均为通用ecu设计，未针对bms的结构特征进行深度优化。

5、通用配置生成工具在bms场景下存在以下不足：第一，采集报文分配不合理，数据载荷利用率低、跨模组数据重组开销大；第二，配置粒度停留在报文级，缺乏信号级的精细化配置策略；第三，多车型适配能力弱，每款车型都需要重新配置，缺乏高效的平台化配置管理手段。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于autosar标准架构的电池管理系统通信参数与路由配置自动生成方法及系统，以打破现有autosar通信配置生成方案均为通用ecu设计、缺乏bms结构特征针对性优化的现状。

2、为此，本发明一方面提供了一种面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，包括：将bms分散的配置输入信息整合为结构化的多维度配置输入，包括定义各车型的电池包物理拓扑结构；根据结构化的多维度配置输入生成通信配置，包括：利用采集报文智能分配算法实现不同车型根据其拓扑参数自动生成不同的报文分配结果，以及将不同来源的采集类信号和用户输入的应用类信号进行统一处理，按照映射规则自动生成符合autosar标准的完整配置参数；将生成的通信配置转换为不同格式输出，以适配不同的开发工具链和应用场景。

3、根据本发明的另一方面，提供了一种面向bms的通信参数与路由自动配置生成系统，采用三层架构，包括配置输入层、智能生成引擎层、以及配置输出层，配置输入层用于将bms分散的配置输入信息整合为结构化的多维度配置输入，包括定义各车型的电池包物理拓扑结构；智能生成引擎层用于根据结构化的多维度配置输入生成通信配置，包括：利用采集报文分配算法实现不同车型根据其拓扑参数自动生成不同的报文分配结果，以及将不同来源的采集类信号和用户输入的应用类信号进行统一处理，按照映射规则自动生成符合autosar标准的完整配置参数；配置输出层用于将生成的通信配置转换为不同格式输出，以适配不同的开发工具链和应用场景。

4、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行上述面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法。

5、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

6、（1）配置生成效率与质量双提升，开发周期大幅缩短

7、本发明实现了bms通信配置的全自动化生成，将传统手动配置数天的工作量缩短至分钟级。采集信号无需手动逐个定义，工具根据电池拓扑参数自动生成完整的采集信号列表；报文分配、信号布局、周期配置等均由算法自动优化完成；com、pdur、canif各层配置按照配置项逐项自动生成，无需手动逐个配置；多格式输出一次生成，无需在不同工具间反复转换。配置生成过程中还进行跨模块一致性校验，确保各层配置的对应关系正确，避免人工配置容易出现的遗漏和错误。

8、（2）bms场景深度优化，总线性能与通信效率显著改善

9、针对bms采集信号数量大、规律性强的结构特征进行深度优化。基于电池拓扑驱动和采集芯片约束的报文分配算法确保了数据的物理局部性和芯片边界对齐，减少了跨芯片、跨模组数据重组开销；信号级精细化配置将配置粒度从报文级深入到信号级，按照配置项逐项自动生成comsignal配置和通知回调配置，实现了信号配置的全自动生成；路由配置和接口配置的自动生成确保了com、pdur、canif各层配置的一致性和完整性，避免了跨模块配置的人工对接错误。

10、（3）多车型平台化复用，全场景适配能力增强

11、本发明通过excel的sheet配置表格实现多车型多平台的集中管理和快速适配。每款车型的配置都可以通过表格中的参数进行定义和调整，包括电池拓扑、采集芯片型号、温度传感器分布等，新增车型只需修改sheet表格中的拓扑参数即可，系统自动生成全部采集信号配置，无需手动定义几百个采集信号。同时支持arxml和c代码双格式输出，适配不同的开发工具链和应用场景，全场景适配能力显著增强。

12、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

1.一种面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述将bms分散的配置输入信息整合为结构化的多维度配置输入，包括采用多工作表结构，每个维度配置输入维持一个工作表，以将分散的配置输入信息整合为结构化的配置输入信息。

3.根据权利要求2所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述多维度配置输入包括车型平台配置维度、电池拓扑配置维度、应用通信矩阵配置维度、功能配置矩阵维度、路由规则配置维度、质量约束配置维度。

4.根据权利要求1所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述利用采集报文智能分配算法实现不同车型根据其拓扑参数自动生成不同的报文分配结果，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述采用首次适应递减算法进行报文打包优化，包括以下步骤：

6.根据权利要求4所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述优化信号在pdu数据场中的起始位排列，在多规则约束策略下对信号排列方案进行寻优，包括以下步骤：将待布局信号按位宽降序排序，初始化pdu数据场空间标记；循环取出当前最大位宽信号，寻找满足字节对齐、同类型集中、通道顺序对齐及信号组连续约束的最佳起始位，若未找到则新建pdu后重新寻找，找到后放置信号并更新空间标记；所有信号放置完成后，利用剩余碎片空间填充小信号；校验所有约束满足后输出优化布局方案。

7.根据权利要求1所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述根据结构化的多维度配置输入生成通信配置，还包括路由配置和接口配置，以实现autosar通信栈全栈配置的自动生成。

8.根据权利要求1所述的面向bms的通信参数与路由自动配置生成方法，其特征在于，所述将生成的通信配置转换为不同格式输出，包括以下步骤：

9.一种面向bms的通信参数与路由自动配置生成系统，其特征在于，采用三层架构，包括配置输入层、智能生成引擎层、以及配置输出层，

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1至8中任一项所述的方法。