Dongfeng Electric Vehicle desarrolla un sistema de gestión de baterías para vehículos eléctricos híbridos con diseño basado en modelos

Los ingenieros de Dongfeng tenían experiencia en el desarrollo de controladores en C, pero el proyecto del sistema de gestión de baterías era mucho más complejo. La integración de los sistemas de control del vehículo también fue un desafío.

"En proyectos que implican varias disciplinas de ingeniería, los estilos de desarrollo varían considerablemente, lo que dificulta la depuración y el mantenimiento de las implementaciones basadas en C", explica Liu. “Con nuestros limitados recursos humanos y materiales, la codificación manual no era viable dado el exigente plazo de 18 meses”.

Los ingenieros de Dongfeng deben cumplir con las pautas de gestión de calidad ISO/TS 16949, y el código que desarrollan debe cumplir con el conjunto de estándares MISRA ^® C adoptados por Dongfeng. "Necesitamos un entorno de desarrollo que permita la verificación continua y genere un código de producción consistente, eficiente y conforme a las normativas".

Los ingenieros de Dongfeng utilizaron herramientas de MathWorks y diseño basado en modelos para primero diseñar, simular y verificar el sistema de control de gestión de baterías y, luego, generar el código de producción.

Después de establecer los requisitos para el proyecto, desarrollaron una versión de referencia del modelo del controlador en punto flotante utilizando MATLAB^®, Simulink^® y Stateflow^®. Paralelamente, el equipo utilizó datos de pruebas para desarrollar un modelo de Simulink de la batería, que cuando se utilizó con el modelo del controlador, proporcionó información sobre la dinámica de la batería necesaria para verificar el diseño del controlador.

Después de las pruebas unitarias, el equipo integró el modelo del controlador con el modelo de la batería en Simulink y realizó simulaciones en escritorio para verificar la funcionalidad básica de los algoritmos.

Para refinar aún más los algoritmos del controlador, los ingenieros generaron rápidamente código a partir del modelo utilizando Simulink Coder™ y lo ejecutaron en un controlador de prototipado rápido, sometiéndolo a pruebas con la batería real.

Con Fixed-Point Designer™, el equipo convirtió el modelo de punto flotante a punto fijo y realizó una segunda ronda de simulación en escritorio para verificar la calidad de la conversión. Los ingenieros recopilaron métricas de cobertura de condición/decisión modificada (MC/DC) para evaluar la integridad de las pruebas.

Los ingenieros generaron código de producción a partir del modelo utilizando Embedded Coder^®. Verificaron que el código generado se comportaba como se esperaba realizando pruebas de software-in-the-loop en las que ejecutaron el código frente al modelo de batería de Simulink en una simulación de bucle cerrado.

Como paso final de verificación, el equipo desplegó el código en la ECU objetivo, que está basada en el microcontrolador Freescale™ S12. Usando el código generado a partir del modelo de planta, ejecutaron la ECU en simulación de hardware-in-the-loop (HIL) para verificar la integración entre el software del controlador y el hardware de la ECU.

Luego se calibró el controlador utilizando CANape y se instaló en vehículos prototipo para realizar pruebas de confiabilidad y durabilidad en carretera, aprovechando el archivo de calibración ASAP2 generado junto con el código de producción.

El sistema de control de batería embebido está instalado en los autobuses Dongfeng EQ6110, que están en fase de prueba.