東風電動車両、モデルベースデザインを使用してハイブリッド電気自動車のバッテリ管理システムを開発

東風のエンジニアは C 言語でコントローラーを開発した経験はありましたが、今回のバッテリ管理システムのプロジェクトはこれよりかなり複雑でした。また、車両の制御システムの統合も課題でした。

Liu 博士は次のように述べています。「複数の専門分野にまたがるプロジェクトでは、開発スタイルが非常に異なるため、C 言語に基づく実装においてデバッグと保守管理が困難になります。当社では人的資源や物的資源が限られているので、18 か月という厳しいスケジュールを考えると、手作業によるコード作成は現実的ではありませんでした」

また、東風のエンジニアは ISO/TS 16949 の品質管理ガイドラインに準拠しなければならず、作成するコードは、東風が遵守する MISRA ^® C の品質規格に適合しなければなりません。「連続的な検証を可能にし、矛盾のない、基準に準拠した、効率的な量産コードを生成する開発環境が必要とされました」

東風電動車両のエンジニアは MathWorks ツールとモデルベースデザインを利用して、まずバッテリ管理制御システムの設計、シミュレーション、検証を行い、その後量産コードを生成しました。

まず、決定されたプロジェクトの要求仕様に基づき、MATLAB^®、Simulink^®、Stateflow^® を活用してコントローラー モデルの最初のバージョンが浮動小数点で開発されました。これと並行して、テスト データを使用してバッテリの Simulink モデルが開発されました。このモデルは、コントローラー モデルとともに使用され、コントローラーの設計を検証するために必要なバッテリ ダイナミクスに関する情報を提供しました。

単体テストを行った後、Simulink でコントローラー モデルがバッテリ モデルにリンクされ、デスクトップ シミュレーションを実行してアルゴリズムの基本的な機能が検証されました。

また、コントローラーのアルゴリズムを微調整するために、Simulink Coder™ を使用して短時間でモデルからコードが生成され、このコードがラピッド プロトタイピング コントローラーで実際のバッテリに対して実行されました。

次に、Fixed-Point Designer™ を使用してモデルが浮動小数点から固定小数点に変換され、2 回目のデスクトップ シミュレーションを行って変換が適切に行われたことが検証されました。ここでは変更条件判定カバレッジ (MC/DC) のメトリクスが収集され、テストの完全性が評価されました。

さらに、Embedded Coder^® を使用して、モデルから量産コードが生成されました。次に SIL テストが行われ、閉ループ シミュレーションで Simulink バッテリ モデルに対してコードを実行し、生成されたコードが予想通りに動作することが検証されました。

検証の最後の段階では、Freescale™ S12 マイクロコントローラーに基いて、ターゲット ECU にコードが実装されました。また、プラント モデルから生成したコードを使用して、HIL シミュレーションで ECU が実行され、コントローラー ソフトウェアと ECU ハードウェア間の統合が検証されました。

その後コントローラーは、実際の走行での信頼性と耐久性をテストするためにプロトタイプ車両に搭載され、量産コードとともに生成された ASAP2 キャリブレーション ファイルを利用して CANape でキャリブレーションされました。

この組込みバッテリ制御システムは、現在試験走行中の東風汽車有限公司の EQ6110 バスに実装されて�