Dongfeng Electric Vehicle - 모델 기반 설계를 사용한 하이브리드 전기차의 배터리 관리 시스템 개발 사례

Dongfeng 엔지니어들은 C 언어로 제어기를 개발한 경험이 있었지만, 배터리 관리 시스템 프로젝트는 훨씬 더 복잡했습니다. 차량의 제어 시스템을 통합하는 것도 도전 과제였습니다.

“여러 엔지니어링 분야가 얽힌 프로젝트에서는 개발 방식이 크게 달라지기 때문에, C 기반 구현은 디버깅과 유지 관리가 어렵습니다.” Liu의 말입니다. "제한적인 인적, 물적 자원으로 인해 18개월이라는 촉박한 일정 안에 직접 손으로 코딩하기란 불가능했습니다."

Dongfeng 엔지니어는 ISO/TS 16949 품질 관리 지침을 준수해야 하며, 그들이 생성하는 코드는 Dongfeng이 따르는 MISRA ^® C 표준을 충족해야 합니다. “우리는 지속적인 검증을 가능하게 하고 일관성 있고 규정을 준수하며 효율적인 프로덕션 코드를 생성하는 개발 환경이 필요합니다.”

Dongfeng 엔지니어들은 MathWorks 툴과 모델 기반 설계를 사용하여 먼저 배터리 관리 제어 시스템을 설계, 시뮬레이션 및 검증한 후, 이를 위한 프로덕션 코드를 생성했습니다.

프로젝트의 요구사항이 확정된 후, 그들은 MATLAB^®, Simulink^® 및 Stateflow^®를 사용해 부동소수점으로 제어기 모델 기본 버전을 개발했습니다. 동시에, 팀은 테스트 데이터를 사용하여 배터리에 대한 Simulink 모델을 개발했습니다. 이 모델은 제어기 모델과 함께 제어기 설계를 검증하는 데 필요한 배터리 역학에 대한 정보를 제공했습니다.

단위 테스트 후 팀은 Simulink에서 제어기 모델을 배터리 모델과 연결하고 데스크톱 시뮬레이션을 실행하여 알고리즘의 기본 기능을 검증했습니다.

제어기 알고리즘을 더욱 정교하게 다듬기 위해, 엔지니어들은 Simulink Coder™를 사용하여 모델에서 코드를 신속하게 생성하고, 이 코드를 실제 배터리에 대해 신속 프로토타이핑 제어기에서 실행했습니다.

Fixed-Point Designer™를 사용해 이 그룹은 모델을 부동소수점에서 고정소수점으로 변환하고 변환 품질을 검증하기 위해 두 번째 데스크톱 시뮬레이션을 실행했습니다. 엔지니어는 테스트의 완전성을 평가하기 위해 MC/DC(수정 조건/결정 커버리지) 메트릭을 수집했습니다.

엔지니어들은 Embedded Coder^®를 사용해 모델에서 프로덕션 코드를 생성했습니다. 그들은 폐루프 시뮬레이션에서 Simulink 배터리 모델에 대해 코드를 실행하는 Software-in-the-Loop 테스트를 수행하여 생성된 코드가 예상대로 작동하는지 검증했습니다.

최종 검증 단계로, 팀은 Freescale™ S12 마이크로컨트롤러에 기반한 타겟 ECU에 코드를 배포했습니다. 플랜트 모델에서 생성된 코드를 사용하여, 그들은 제어기 소프트웨어와 ECU 하드웨어 간의 통합을 검증하기 위해 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시뮬레이션에서 ECU를 실행했습니다.

제어기는 이후 CANape를 사용하여 보정되었으며, 프로덕션 코드와 함께 생성된 ASAP2 보정 파일을 활용하여 프로토타입 차량에 장착되어 도로 주행 신뢰성 및 내구성 테스트가 진행되었습니다.

임베디드 배터리 제어 시스템은 현재 시범 운행 중인 Dongfeng EQ6110 버스에 구현되어 있습니다.