当我们的团队为沃尔沃XC90插电式混合动力汽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程的机会。使用这个工作流，我们可以把硬件特定模块的开发留给在基本软件层具有该领域专业知识的供应商，并专注于在应用层建模、仿真和验证控制逻辑。
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、减少手工编码、改善与客户的沟通，并交付更高质量的BMS。在引入了基于模型的设计之后，在每个软件版本中确定的软件问题的数量从大约22个下降到不到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，部分原因是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，通过软件在环(SIL)和硬件在环(HIL)测试自动化质量检查并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协作设计。
可重用性是驱动我们决策的另一个关键因素。我们已经组装了一个用于沃尔沃BMS项目的组件库，我们希望继续开发这个库，以加快与oem未来项目的开发。到目前为止，在Volvo项目中，我们已经在5个变体模型中使用了核心库。有了这个核心库，我们可以用更少的时间来初始化一个新的变体模型，甚至一个新的项目。
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来开始自顶向下的开发方法。然后，我们将组件描述(导出为ARXML文件)导入到Simulink中。金宝app
在Simulink和s金宝apptatflow工作®，我们使用导入过程中自动创建的骨架模型，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，我们重用了Simulink组件，用于SoC(荷电金宝app状态)估计、SoH(健康状态)估计、控制逻辑、诊断逻辑等等，这些组件来自我们从早期项目中组装的核心库。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检查样金宝app式指南和建模标准的遵从性。我们还使用Simulink design Verifier™检查模型中的死逻辑、零分错误和其他设计错误。金宝app
LG化学的一个电化学模拟小组创建了电池组的电化学电池的数学模型。我们将这个团队的MATLAB代码合并到一个Simulink工厂模型中，我们用它来模拟我们的控制金宝app器模型。
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多地自动化剩余的工作流，包括代码实现和测试执行。我们使用嵌入式编码器从我们的控制器模型中生成符合autosar的C代码®以及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，我们使用测试用例在三个方面执行SIL测试:核心库组件、映射信号和自定义逻辑。
在自动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)、查询表覆盖率和周期复杂度。金宝app这些指标使我们能够确保我们的测试是在执行整个设计。用一个依赖手工编码的开发过程来诊断集成测试中识别的难以调试的问题几乎是不可能的，特别是对于一个软件组件(SWC)的输出由第二个SWC处理，然后反馈到原始SWC的系统。使用基于模型的设计，我们可以在仿真过程中显示每个级别的信号，并看到错误如何通过反馈回路中的SWCs传播，这使得潜在的问题更容易识别和纠正。
我们将生成的代码部署到我们的目标嵌入式处理器中进行HIL测试，在测试中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，并调整模型以解决问题。金宝app作为我们工作流程的一部分，我们所进行的广泛测试导致了软件问题的显著减少(图1)。
图1所示。在采用基于模型的设计之前和之后，软件发布的发行计数。
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已经实现了ISO 26262基于功能安全的汽车安全完整性C级(ASIL C)认证。在这个初始项目中，我们手工完成了大部分认证任务。此后，我们实现了许多任务的自动化，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。
