开发AUTOSAR -和ISO 26262 -兼容的软件对混合动力汽车电池管理系统与基于模型的设计

当我们的团队开发的电池管理系统(BMS)沃尔沃XC90插电式混合动力车,AUTOSAR是沃尔沃的使用要求,但我们自由选择我们自己的开发方法和工具。我们看到这个项目为契机,建立工作流基于基于模型的设计。使用这个工作流,我们可以把开发特定于硬件模块的基本软件层供应商和专业知识在这个领域关注建模、模拟和验证控制逻辑在应用程序层。

基于模型的设计与MATLAB^®和仿真软万博1manbetx件^®使我们提高组件重用,减少手工编码,改善与客户的沟通,并提供更高质量的BMS。基于模型设计的引入后,软件问题的数量确定在每一个软件发布从约22下降到少于nine-well低于我们的目标项目。

为什么基于模型的设计?

我们选择基于模型的设计部分,因为它使我们能够模型和模拟复杂算法和行为构成BMS的核心。我们想彻底自动化质量检查和验证我们的设计与software-in-the-loop(银)和半实物(边境)测试前客户验收测试。

所需的算法我们需要开发工程师的贡献来自不同学科和背景,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会给他们一个共同的平台和一个共享的语言来设计协作。

可重用性是另一个关键因素驾驶我们的决定。我们已经组装的组件库,我们想使用沃尔沃BMS的项目,我们想要继续发展这个库与oem速度发展未来的项目。到目前为止在沃尔沃项目,我们已经使用了核心库横跨5个变种模型。这个核心库需要我们更少的时间启动一个新的变体模型,甚至是一个新项目。

AUTOSAR的软件组件

我们开始我们的自顶向下的开发方法建模的系统架构和定义软件组件描述AUTOSAR创作工具。然后我们进口组件描述(出口ARXML文件)到仿真软件。万博1manbetx

在仿真软件和State万博1manbetxflow工作^®,我们模拟了控制逻辑和算法行为的BMS使用骨架模型导入过程中自动创建的。我们也映射信号仿真软件模型与AUTOSAR组件的描述。万博1manbetx在这个阶段,我们重用为SoC模型组件(电荷状态)估计,So万博1manbetxH(健康状况)估计,控制逻辑,诊断逻辑,等等,从我们之前由项目核心库。我们添加了自定义逻辑满足沃尔沃的要求对于这个特定的项目,包括插电式混合动力汽车的马达仲裁逻辑。

在开发控制器模型在仿真软件中,我们经常检查符合风格指南和使用模型建模标准顾问。万博1manbetx我们也为死去的逻辑检查,除错误,使用仿真软件设计和其他设计错误在我们的模型验证人™。万博1manbetx

电化学在LG化学模拟团队创建了一个数学模型电池的电化学电池。我们把这个团队的MATLAB代码到一个仿真软件工厂模式,我们用来模拟控制器模型。万博1manbetx

生成代码和自动化测试

一旦我们完成了最初的设计,我们的目标是尽可能多的剩余工作流程的自动化,包括代码实现和测试执行。我们从控制器AUTOSAR-compliant C代码生成模型使用嵌入式编码器^®AUTOSAR标准和嵌入式编码支持包。万博1manbetx

验证生成的代码,我们进行SIL测试与测试用例集中在三个方面:核心库组件映射到信号,和自定义逻辑。

自动化银测试期间,我们测量执行范围,修改条件/决定覆盖(MC / DC),查找表覆盖,并使用仿真软件覆盖™测圆法的复杂性。万博1manbetx这些指标使我们能够确保我们的测试是整个设计的运动。它可以几乎不可能诊断不易调试问题中确定集成测试与开发过程,依赖于手工编码,特别是对系统输出一个软件组件(SWC)是处理第二个SWC然后反馈到原始的SWC。基于模型的设计,我们可以在每一层在模拟显示信号,看看通过反馈回路的swc错误传播,这使得潜在的问题更容易识别和正确的。

我们生成的代码部署到目标为边境测试嵌入式处理器的全电动汽车的动力系统是模拟。这些最终测试导致车辆验证测试由我们的客户。如果客户测试发现一个错误,我们可以使用测试日志文件复制模型的问题,通过仿真确定问题的根源,并调整模型来解决这个问题。万博1manbetx广泛的测试,我们作为我们的工作流的一部分进行导致软件问题明显减少(图1)。

下一个步骤

我们为沃尔沃开发使用的BMS功能基于AUTOSAR和基于模型的设计取得了ISO 26262认证的汽车安全完整性水平C (ASIL C)。对于这个初始项目,我们完成了大部分手工认证的任务。我们已经自动的许多任务和减少所需的资源生成报告的认证。

我们的团队现在使用工作流,我们建立了沃尔沃BMS开发AUTOSAR软件组件为越来越多的汽车OEM客户。