分布式驅動電動汽車控制軟件開發

郭倉庫　任燕

摘要：以往汽車的電控系統的軟件開發流程，大多采用的都是串行模式，開發周期較長，并且在開發環節中的文檔比較多，很容易會造成軟件和硬件開發環節之間有潛在的遺漏危機。本文基于Simulink/RTW的車用ECU軟件開發流程和汽車電控系統軟件設計步驟，介紹了分布式驅動電動汽車控制軟件開發流程。

關鍵詞：分布式驅動電動汽車 車用ECU軟件 控制軟件

中圖分類號：U469 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0174-01

以往汽車的電控系統的軟件開發流程，大多采用的都是串行模式，這種傳統的電控系統設計模式，控制軟件與硬件系統的開發是并行的，開發階段無法做到控制算法在一個實時的硬件平臺上實現仿真計算，不能及時了解到控制算法的性能[1]。此外開發周期較長，并且在開發環節中的文檔比較多，很容易會造成軟件和硬件開發環節之間有潛在的遺漏危機。鑒于傳統汽車電控系統開發模式的缺點，本文采用了一種新型基于模型的的V型軟件開發模式。

新型的V型開發模式特點是汽車工程師無論是在進行開發、編程或者是調試ECU，都能在同意環境下工作，使用這一系統能夠加速和簡化開發流程，其流程圖如圖1所示。

汽車電控系統軟件設計開發一般包括以下幾步[2]：首先在控制功能需求定義、基于模型的控制功能設計以及軟件在環模擬過程中，由總體設計人員根據需求來確定設計方案，并且采用Simulink完成系統建模、控制算法設計以及進行離線仿真計算等等工作，驗證控制策略。這些是整個開發階段的基礎。然后通過RTW等相關的代碼生成工具將建立的Simulink仿真控制模型轉換為目標硬件的機器碼，下載到ECU中，來進行硬件在環仿真。最后是將控制器裝到實車上進行調試和標定，完成最后的電動汽車整車控制器開發。

這種新型開發模式的提出改變了以往人們從設計整車控制器到實現的觀念和方法，在軟件開發環節中大大節省了編寫程序所占用的時間，降低了產品的開發成本，具有較大的經濟效益和市場前景[3]。

本文采用的車用ECU軟件開發流程圖如圖2所示。

（1）在制定了整車控制軟件的控制功能后，然后針對各項控制功能在Matlab/Simulink中建立整車控制仿真模型，并對其進行仿真分析，驗證所建立的仿真模型能夠完成各項控制功能。

（2）將建立好的Simulink模型通過Matlab中的RTW工具進行代碼自動生成，然后下載到硬件開發板中進行仿真運算，將得到的結果與Simulink模型的仿真結果進行對比，驗證生成代碼的正確性。

（3）通過DAVE和Tasking軟件完成整車控制器底層軟件的開發，并且與RTW自動生成的代碼進行程序集成，完成整車控制器控制軟件的開發。

（4）將整車控制軟件程序下載到整車控制器中，分別依次進行整車控制器軟件調試，基于單輪輪轂電機試驗臺架的整車控制器調試以及整車控制器實車試驗，驗證整車控制器控制軟件的控制效果，完成整車控制器開發的最后階段。

本文對分布式驅動電動汽車整車控制軟件所采用的新型的基于V型電控單元開發模式，相比較于傳統串行模式，節省了大量手動編寫程序的時間，開發周期縮短，并且所開發的軟件能夠完成預期目標，電動汽車能夠穩定的行駛。

參考文獻

[1]張箭.Matlab與嵌入式實時操作系統DeltaOS結合的技術研究與實現[D].西南交通大學，2007：1-7.

[2]Josef Borcsok， Walid Chaaban. An Automated Software Verification Tool for Model-based Development of Embedded Systems with Simulink[J].Information. Communication and Automation Technologies，2009.

[3]陳永春.從Matlab/Simulink模型到代碼實現.清華大學出版社，2002.10.