上汽集团为荣威750混合动力轿车开发基于模型的嵌入式控制系统
挑战
解决方案
结果
- 98%的生产代码生成
- 从概念到制作，18个月完成
- 建立完整的验证程序
“三年前，上汽集团在开发嵌入式控制软件方面没有丰富的经验。我们选择了基于模型的设计，因为它是一种被证明有效的开发方法。这种方法使我们的工程师团队能够开发高度复杂的HCU控制逻辑，并提前完成项目。”
朱军，上汽集团
上汽集团(SAIC Motor Corporation Ltd.)生产的荣威750混合动力轿车比非混合动力荣威750提高了约20%的燃油经济性和排放量。该车的混合动力控制单元(HCU)负责协调电动机和发动机，其复杂的控制逻辑对于实现上汽集团为该车设定的燃油效率和驾驶性能目标至关重要。
认识到这个嵌入式系统的设计代表了核心知识产权，公司决定使用Simulink在内部开发生产版本金宝app®以及由外部咨询公司提供概念设计后的基于模型的设计。“三年前，上汽集团在开发嵌入式控制软件方面没有丰富的经验。由于一些团队成员是嵌入式开发的新手，我们需要一种经过行业验证的方法，”上汽集团旗下开发电动和混合动力推进技术的上海E-propulsion汽车技术有限公司总经理朱军表示。“我们的S金宝appimulink模型作为一个可执行的规范，能够与咨询伙伴和我们的团队更好地沟通需求和设计。基于模型的设计也使我们能够从经过验证的模型中生成高效、可靠的代码。”
挑战
荣威750混合动力汽车是上汽集团首款混合动力汽车，HCU项目是上汽集团首批生产嵌入式软件开发项目之一。由于上汽工程师接手了以前由供应商处理的任务，该团队试图采用一种开发方法，以消除解读书面规范文件时产生的误解。该团队希望通过减少手工编码来进一步减少错误，并通过模拟来验证设计，而不是通过车内测试。
仿真被认为是至关重要的，因为车辆和几个关键部件，包括电池和电机，是同时开发的，组件交付可能会延迟。“我们的目标是通过模型模拟和测试发现并解决尽可能多的问题，而不是在软件实施后才在汽车上发现问题，”朱说。
解决方案
上汽集团将荣威750混合动力汽车和所有新能源汽车的嵌入式软件开发标准化了基于模型的设计。这使得团队可以在模型级别而不是在嵌入代码中进行设计修改。
上汽集团控制工程师使用MATLAB®根据咨询金宝app合作伙伴提供的系统需求和初步Simulink模型，对HCU的控制算法进行建模和改进。
他们用statflow对HCU的模式转换逻辑建模®通过创建系统状态的图形表示以及它们之间的转换。
该团队进行了多次模拟，以评估不同的动力系统配置，并比较每种配置对燃油经济性和驾驶性能的影响。
在整个开发过程中，团队使用Simulink Check金宝app™执行建模标准检查，确保符合MAAB标准，并建立一致的建模风格。
为了验证模型及其组件的功能，上汽集团测试工程师进行了单元测试、模型在环测试和硬件在环测试，这些测试是上汽集团为该项目开发的系统验证流程的一部分，目前所有使用基于模型设计的项目都采用了该系统验证流程。
上汽集团的测试工程师和校准工程师除了使用书面文件外，还依靠Simulink模型进行测试开发和车辆校准。金宝app
使用嵌入式编码器®在美国，上汽集团的工程师利用Simulink和Stateflow模型生成了生产代码。金宝app
上汽集团软件集成工程师与MathWorks顾问合作，将设计从原型环境过渡到生产ECU。在过渡期间，开发过程中的许多手动任务都被自动化了，以提高效率并减少错误。
混合动力项目实现了其燃油效率目标，荣威750目前已上市。上汽集团团队目前正在新能源汽车项目中使用基于模型的设计，包括荣威550强混合动力汽车和一款电动汽车。
结果
98%的生产代码生成．“在改变控制策略时，我们通常需要更新多个模块。如果是手工编码，这很难在短时间内完成。”“使用Embedded Coder，我们可以自动生成98%的代码。过程更快，代码更高效，错误更少。”
从概念到制作，18个月完成．“从概念车到开始量产，我们花了大约18个月的时间。”“如果没有基于模型的设计，这将需要近24个月的时间。我们也有更多的时间来确保交付高质量的产品。”
建立完整的验证程序．“我们很早就在模型中发现并修复了设计缺陷，而不是后来在汽车中。这大大节省了时间和成本。”该过程包括仿真、模型和代码验证以及HIL测试，目前已用于所有新能源汽车项目。
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