Поиск :
Личный кабинет :
Электронный каталог: Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода
Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода
Статья
Автор:
Наука и техника: Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода
Digital Twin of the Data Bus of a Long-Range Trolleybus Battery
б.г.
ISBN отсутствует
Автор:
Наука и техника: Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода
Digital Twin of the Data Bus of a Long-Range Trolleybus Battery
б.г.
ISBN отсутствует
На полку
Статья
Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода = Digital Twin of the Data Bus of a Long-Range Trolleybus Battery / П. В. Седяко, С. Г. Беть, А. С. Гурский, И. А. Серебряков. – DOI 10.21122/2227-1031-2026-25-4-336-343 // Наука и техника. – 2026. – Т. 25, № 4. – С. 336-343. – URL: https://rep.bntu.by/handle/data/168519.
В настоящей статье изложены результаты исследования, направленного на разработку цифрового двойника шины данных блоков системы управления батареями (Battery Management System (BMS)) троллейбуса МАЗ-203Т70. Актуальность работы продиктована необходимостью проведения безопасной отладки систем телематики и мониторинга без привлечения реального высоковольтного подвижного состава, что критически важно для оптимизации эксплуатационных процессов. Методом реверс-инжиниринга выполнен детальный анализ протокола обмена: идентифицирована структура восьмибайтовых информационных пакетов, а также математически обоснованы коэффициенты масштабирования и аддитивного смещения для корректного декодирования физических параметров напряжения и температуры аккумуляторных ячеек. Особое внимание уделено специфическому режиму работы шины данных при балансировке ячеек батареи, характеризующейся кратковременным низким уровнем напряжения, что может приводить к сбоям в работе оборудования, принимающего данные. На основе информации, полученной в ходе реверс-инжиниринга шины данных блоков BMS, изготовлен функциональный прототип эмулятора шины данных, состоящий из микроконтроллера Arduino Nano, сдвоенного компаратора LM293 и двух реостатов. Разработанное устройство позволяет формировать сигналы с любой амплитудой в пределах возможности компаратора LM293, динамически изменять эмулируемые значения напряжения и температуры ячеек, посредством потенциометров и программно имитировать состояние шины данных в режиме зарядки батареи (при работе балансиров). Предложенное решение позволяет получить изолированную среду для тестирования алгоритмов обработки информации ячеек батареи и систем мониторинга, а также осуществлять многократные испытания разрабатываемого оборудования, взаимодействующего с платами BMS, без риска повреждения дорогостоящих компонентов высоковольтных батарей или нарушения графика эксплуатации транспортного средства, тем самым повышая надежность разрабатываемых систем.
This article presents the results of a study aimed at developing a digital twin of the data bus of the Battery Management System (BMS) units of the MAZ-203T70 trolleybus. The relevance of this work stems from the need to safely debug telematics and monitoring systems without involving actual high-voltage rolling stock, that is critical for optimizing operational processes. A detailed analysis of the communication protocol was performed using reverse engineering: the structure of the eight-byte data packets was identified, and the scaling and additive offset factors were mathematically justified for the correct decoding of physical parameters of battery cell voltage and temperature. Particular attention is paid to the specific operating mode of the data bus during battery cell balancing, characterized by short-term low voltage levels, which can lead to malfunctions in the data-receiving equipment. Based on information obtained during reverse engineering of the BMS data bus, a functional prototype of a data bus emulator was created. It consists of an Arduino Nano microcontroller, a dual LM293 comparator, and two rheostats. The developed device can generate signals of any amplitude within the LM293 comparator's capabilities, dynamically change the emulated cell voltage and temperature values using potentiometers, and programmatically simulate the data bus state in battery charging mode (with the balancers operating). The proposed solution provides an isolated environment for testing battery cell data processing algorithms and monitoring systems, enabling repeated testing of the developed equipment interacting with the BMS boards without the risk of damaging expensive high-voltage battery components or disrupting vehicle operating schedule, thereby increasing the reliability of the developed systems.
656:004
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2026г.
труды сотрудников БНТУ = Автотракторный факультет : кафедра "Техническая эксплуатация автомобилей"
труды сотрудников БНТУ = Автотракторный факультет : кафедра "Двигатели внутреннего сгорания"
труды сотрудников БНТУ = Транспорт. Трубопроводный транспорт (труды)
общий = ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ
общий = ТРОЛЛЕЙБУСЫ
общий = ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ
общий = реверс-инжиниринг
труды сотрудников БНТУ = Перечень ВАК РБ (труды)
Цифровой двойник шины данных батареи троллейбуса с повышенным запасом хода = Digital Twin of the Data Bus of a Long-Range Trolleybus Battery / П. В. Седяко, С. Г. Беть, А. С. Гурский, И. А. Серебряков. – DOI 10.21122/2227-1031-2026-25-4-336-343 // Наука и техника. – 2026. – Т. 25, № 4. – С. 336-343. – URL: https://rep.bntu.by/handle/data/168519.
В настоящей статье изложены результаты исследования, направленного на разработку цифрового двойника шины данных блоков системы управления батареями (Battery Management System (BMS)) троллейбуса МАЗ-203Т70. Актуальность работы продиктована необходимостью проведения безопасной отладки систем телематики и мониторинга без привлечения реального высоковольтного подвижного состава, что критически важно для оптимизации эксплуатационных процессов. Методом реверс-инжиниринга выполнен детальный анализ протокола обмена: идентифицирована структура восьмибайтовых информационных пакетов, а также математически обоснованы коэффициенты масштабирования и аддитивного смещения для корректного декодирования физических параметров напряжения и температуры аккумуляторных ячеек. Особое внимание уделено специфическому режиму работы шины данных при балансировке ячеек батареи, характеризующейся кратковременным низким уровнем напряжения, что может приводить к сбоям в работе оборудования, принимающего данные. На основе информации, полученной в ходе реверс-инжиниринга шины данных блоков BMS, изготовлен функциональный прототип эмулятора шины данных, состоящий из микроконтроллера Arduino Nano, сдвоенного компаратора LM293 и двух реостатов. Разработанное устройство позволяет формировать сигналы с любой амплитудой в пределах возможности компаратора LM293, динамически изменять эмулируемые значения напряжения и температуры ячеек, посредством потенциометров и программно имитировать состояние шины данных в режиме зарядки батареи (при работе балансиров). Предложенное решение позволяет получить изолированную среду для тестирования алгоритмов обработки информации ячеек батареи и систем мониторинга, а также осуществлять многократные испытания разрабатываемого оборудования, взаимодействующего с платами BMS, без риска повреждения дорогостоящих компонентов высоковольтных батарей или нарушения графика эксплуатации транспортного средства, тем самым повышая надежность разрабатываемых систем.
This article presents the results of a study aimed at developing a digital twin of the data bus of the Battery Management System (BMS) units of the MAZ-203T70 trolleybus. The relevance of this work stems from the need to safely debug telematics and monitoring systems without involving actual high-voltage rolling stock, that is critical for optimizing operational processes. A detailed analysis of the communication protocol was performed using reverse engineering: the structure of the eight-byte data packets was identified, and the scaling and additive offset factors were mathematically justified for the correct decoding of physical parameters of battery cell voltage and temperature. Particular attention is paid to the specific operating mode of the data bus during battery cell balancing, characterized by short-term low voltage levels, which can lead to malfunctions in the data-receiving equipment. Based on information obtained during reverse engineering of the BMS data bus, a functional prototype of a data bus emulator was created. It consists of an Arduino Nano microcontroller, a dual LM293 comparator, and two rheostats. The developed device can generate signals of any amplitude within the LM293 comparator's capabilities, dynamically change the emulated cell voltage and temperature values using potentiometers, and programmatically simulate the data bus state in battery charging mode (with the balancers operating). The proposed solution provides an isolated environment for testing battery cell data processing algorithms and monitoring systems, enabling repeated testing of the developed equipment interacting with the BMS boards without the risk of damaging expensive high-voltage battery components or disrupting vehicle operating schedule, thereby increasing the reliability of the developed systems.
656:004
общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2026г.
труды сотрудников БНТУ = Автотракторный факультет : кафедра "Техническая эксплуатация автомобилей"
труды сотрудников БНТУ = Автотракторный факультет : кафедра "Двигатели внутреннего сгорания"
труды сотрудников БНТУ = Транспорт. Трубопроводный транспорт (труды)
общий = ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ
общий = ТРОЛЛЕЙБУСЫ
общий = ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ
общий = реверс-инжиниринг
труды сотрудников БНТУ = Перечень ВАК РБ (труды)
