当我们的团队为沃尔沃XC90插电式混合动力车开发电池管理系统(BMS)时，使用AUTOSAR是沃尔沃的要求，但我们可以自由选择自己的开发方法和工具。我们认为这个项目是一个建立基于模型设计的工作流的机会。使用这个工作流，我们可以将基本软件层中特定硬件模块的开发留给具有该领域专业知识的供应商，而将重点放在应用层中的建模、模拟和验证控制逻辑上。
基于模型的MATLAB设计®和仿真软金宝app件®使我们能够增加组件重用，减少手动编码，改善与客户的沟通，并提供更高质量的BMS。在引入基于模型的设计之后，每个软件版本中确定的软件问题数量从大约22个降至不到9个，远远低于我们的项目目标。
为什么基于模型的设计?
我们选择基于模型的设计，部分是因为它使我们能够建模和模拟构成BMS核心的复杂算法和行为。我们希望在客户验收测试之前，自动化质量检查，并通过软件在环（SIL）和硬件在环（HIL）测试彻底验证我们的设计。
我们需要开发的算法需要来自不同学科和背景的工程师的贡献，包括电化学、数学、控制设计和软件工程。我们知道基于模型的设计将为他们提供一个共同的平台和共享的语言来进行设计协作。
可重用性是推动我们做出决定的另一个关键因素。我们已经组装了一个组件库，我们希望在沃尔沃BMS项目中使用该库，我们希望继续开发该库，以加快OEM未来项目的开发。到目前为止，在沃尔沃项目中，我们已经在五种不同的车型中使用了核心库是核心库吗？启动一个新的变体模型，甚至是一个新项目所需的时间要少得多。
开发AUTOSAR软件组件
我们通过在AUTOSAR创作工具中建模系统架构和定义软件组件描述，开始了自顶向下的开发方法。然后，我们将组件描述（导出为ARXML文件）导入Simulink。金宝app
在Simulink和S金宝apptateflow中工作®，我们使用在导入过程中自动创建的框架模型对BMS的控制逻辑和算法行为进行建模。我们还将Simulink模型中的信号映射到AUTOSAR组件金宝app描述中的信号。在此阶段中，我们从早期项目中组装的核心库中重用了Simul金宝appink组件，用于SoC(充电状态)评估、SoH(健康状态)评估、控制逻辑、诊断逻辑等。我们增加了定制逻辑，以满足沃尔沃对这个特定项目的要求，包括PHEV的电机仲裁逻辑。
在Simulink中开发控制器模型时，我们经常使用model Advisor检查是金宝app否符合样式指南和建模标准。我们还使用Simulink design Verifier™在我们的模型中检查了死逻辑、零除错误和其他设计错误。金宝app
LG化学的电化学模拟小组建立了电池组的电化学电池的数学模型。我们将这个团队的MATLAB代码整合到Simulink工厂模型中，用来模拟我们的控制器模型。金宝app
生成代码和自动化测试
一旦我们完成了最初的设计，我们的目标就是尽可能地自动化剩余的工作流程，包括代码实现和测试执行。我们使用嵌入式编码器从控制器模型生成符合AUTOSAR的C代码®和AUTOSAR标准的嵌入式编码器支持包。金宝app
为了验证生成的代码，我们用三个方面的测试用例执行SIL测试:核心库组件、映射信号和自定义逻辑。
在自动化SIL测试期间，我们使用Simulink coverage™测量执行覆盖率、修改条件/决策覆盖率(MC/DC)、查找表覆盖率和圈数复杂度。金宝app这些参数使我们能够确保我们的测试能够执行整个设计。在使用手工编码的开发过程进行集成测试时，诊断难以调试的问题几乎是不可能的，特别是对于由第二个SWC处理软件组件(SWC)的输出，然后反馈到原始SWC的系统。通过基于模型的设计，我们可以在仿真期间显示每个级别的信号，并查看错误如何在反馈环路中的swc中传播，这使潜在的问题更容易识别和纠正。
我们将生成的代码部署到目标嵌入式处理器中进行HIL测试，模拟车辆的全电动动力系统。这些最终测试将导致我们的客户进行车辆验证测试。如果客户测试发现了错误，我们可以使用测试日志文件在Simulink中重现问题，通过模拟确定根本原因，并调整模型来解决问题。金宝app作为工作流程的一部分，我们进行了广泛的测试，显著减少了软件问题(图1)。
图1.采用基于模型的设计前后软件发布的问题计数。
下一个步骤
我们使用AUTOSAR和基于模型的设计为沃尔沃开发的BMS已获得ISO 26262基于功能安全的汽车安全完整性C级（ASIL C）认证。对于此初始项目，我们手动完成了大多数认证任务。此后，我们已将许多任务自动化，并减少了生成认证报告所需的资源。
我们的团队现在正在使用我们为沃尔沃BMS建立的工作流程，为越来越多的汽车OEM客户开发AUTOSAR软件组件。
