基于交通電氣化及優(yōu)化的控制

近年來，交通電氣化已成為支持能源效率和二氧化碳減排目標的趨勢?，F(xiàn)代電動汽車包含大量軟件。此類軟件的大小可達一億行代碼，并在一百多個電子控制單元 （ECU） 上運行。據(jù)估計，大約 90% 的車輛技術創(chuàng)新完全歸功于軟件和電子元件。

控制是電氣化動力總成的關鍵方面。實施了組合的機械和再生電氣制動系統(tǒng)，以保持安全并提高效率。當由于有限的電機扭矩和電池電流而導致再生制動不足時，采用機械制動。所有這些關鍵系統(tǒng)都需要實施先進的控制策略。電氣化運輸?shù)母邔哟卧妇鞍ɡ酶嚯娔転檐囕v中的牽引和非牽引負載供電。

嵌入式軟件越來越多地取代傳統(tǒng)上屬于機械、液壓、氣動和電氣組件的角色，并被用于實現(xiàn)新的高級功能?，F(xiàn)代系統(tǒng)具有極高的復雜性，主要是因為不同的軟件組件、硬件組件、物理環(huán)境和用戶之間的交互。確保軟件不僅有效且高效，而且能夠充分滿足要求，這一點至關重要。采用嚴格的開發(fā)流程，因此關鍵軟件開發(fā)符合規(guī)范和標準。

電氣化動力系統(tǒng)通常需要多級控制系統(tǒng)。車輛狀態(tài)的估計以及控制單元的測量由頂級動力系統(tǒng)完成。例如，施加在車輪上的扭矩和油門驅(qū)動等輸入。下級子系統(tǒng)控制單元包括電力電子、電驅(qū)動系統(tǒng)、內(nèi)燃機、電池組等。控制器控制這些單元，以便在滿足所需駕駛性能的同時，最大限度地提高燃油經(jīng)濟性并最大限度地減少排放。一般來說，電氣化動力系統(tǒng)需要復雜的控制。一些常用的策略包括基于規(guī)則的控制和基于優(yōu)化的控制。

電動機驅(qū)動控制單元使用先進的控制策略以高帶寬提供精確的扭矩驅(qū)動?？刂茰蚀_和快速是很重要的。動態(tài)響應有助于在發(fā)動機速度控制、更平穩(wěn)的發(fā)動機啟動或停止功能以及傳動系統(tǒng)阻尼控制方面實現(xiàn)更好的性能。在接近零和接近最大速度時保持電機的轉(zhuǎn)矩控制性能以及通過在低速和高速下選擇最佳操作點來最大化系統(tǒng)效率也是關鍵。

電氣化交通軟件

在軟件組件開發(fā)過程中要考慮的一些關鍵方面包括創(chuàng)建精確和明確的需求、從需求到代碼的可追溯性，以及構建廣泛的測試套件，以便測試用例源自低級需求。這種嚴格的質(zhì)量水平以及對標準的遵守需要有效的工具和技術，并盡可能減少人工或干預。汽車行業(yè)已成功嵌入了一組工具，這些工具在整個軟件生命周期的開發(fā)周期中都集成在一起。它包括需求管理、系統(tǒng)設計和模型管理、可追溯性、變更和配置管理等工具。最近，系統(tǒng)建模工具如 MapleSim、AMESim、

基于模型的開發(fā)

基于模型的開發(fā) （MBD） 是一種非常有效的汽車軟件開發(fā)范式。自動代碼生成工具和技術有助于簡化軟件開發(fā)的實施或編碼階段。MBD 有助于將開發(fā)階段的重點從代碼轉(zhuǎn)移到模型，從而有助于實現(xiàn)早期驗證和確認。這有助于降低可能的開發(fā)成本，因為在開發(fā)過程的早期就發(fā)現(xiàn)了錯誤。汽車 MBD 過程中采用了多種工具和方法，從而有助于穩(wěn)步減少設計和實施錯誤的數(shù)量。

現(xiàn)代車輛中軟件復雜性的巨大增加促使需要標準化軟件架構。這導致了稱為汽車開放系統(tǒng)架構 （AUTOSAR） 的倡議。這是一種標準化架構，目標是在原始設備制造商、供應商和不同車輛平臺之間實現(xiàn)軟件和硬件組件的可重用性。它具有分層結(jié)構，將特定細節(jié)隱藏在電子控制單元中，并標準化軟件組件之間的接口，從而實現(xiàn)模塊化和可重用性。