基于autosar的纯电动车整车控制系统模块化研究

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1、—————————————————————基于AUTOSAR的纯电动车整车控制系统模块化研究—————————————————————StudyonAUTOSAR-BasedModularizationoftheVehicleControllingSystemforPureElectricVehicle作者姓名：吕亮专业名称：车辆工程指导教师：闵海涛教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月7日摘要基于AUTOSAR的纯电动车整车控制系统模块化研究能源危机与环境污染问题使得发展新能源汽车成为迫切的需求，同时也为纯电动汽车这种最终形式新能源汽车的发展提供了基

2、石。纯电动车综合性能的提高依赖于电池及其管理系统技术、电机驱动控制技术、动力总成控制技术的发展以及这三大系统之间的协调配合，其整车控制器、电机控制器、电池管理系统的ECU也不再是独立的工作。为增加系统可靠性，降低电控软件开发复杂性，促进ECU软件的移植和复用，提高开发效率，AUTOSAR组织成立并且得到众多软件工具供应商、半导体供应商、汽车厂商的大力支持，各软件工具供应商纷纷推出各自符合AUTOSAR标准的工具，但是它们仅支持AUTOSAR的部分开发功能，工具链本身还不够完善，不同工具链之间的衔接问题也有待进一步研究；另外一方面，AUTOSAR虽然规定了具体的

3、开发流程，但是对其中的一些关键的步骤比如系统配置阶段如何将功能模块分配到各个ECU中的问题，并没有给出相关的指导，主要依靠工程师经验来完成。本文针对以上两个方面问题进行研究，旨在探索基于AUTOSAR标准的ECU软件开发方式，完成纯电动车整车控制系统上层软件架构的设计，解决系统映射阶段ECU软件功能模块至ECU的分配问题。具体研究内容如下：（1）基于AUTOSAR标准的ECU软件开发方式的探索。在阅读AUTOSAR相关论文文献及AUTOSAR标准相关文档的基础上，深入了解AUTOSAR的核心概念及开发流程，选取了一套AUTOSAR的工具链来探索其具体的开发实现

4、方式。此部分不具体介绍工具的使用，而是详细阐述开发过程中各个工具的职责分工以及工具链之间的衔接问题，对保持AUTOSAR数据一致性的机制及资源的消耗情况也进行了探讨。（2）功能模块的划分。在阅读大量文献和对本课题组已有策略进行研究的基础上，了解整车控制系统各部分的组成和相关原理以及模块之间的交互关系，对I纯电动车的整车控制系统功能进行重新的整合，使其功能模块更加分明，同时留出相关接口，完成基于AUTOSAR的整车控制系统上层架构的设计，并以此作为后面研究功能分配问题的基础。（3）功能模块映射评价方法的建立。分析不同功能模块分配方式对系统性能的影响，并定义了三个

5、相关的指标来量化的衡量这种影响，从而建立了一种对不同功能映射方案的评价方法，采用数学的描述方式来表述功能模块的映射过程，利用遗传算法来实现对既定目标方案的搜索,这是本文模块化研究的一个重点。（4）仿真验证。最后在MATLAB中，以纯电动车整车控制系统的上层架构作为输入，以低总线负载、均匀的CPU负载和均匀的ECU软件可扩展性为目标，分别进行单因素分析和总体分析，最后给出了两种优化后的参考方案，验证了本文采用的映射优化方法的可行性和优越性。本文在对基于AUTOSAR标准的ECU软件开发方式进行研究和对已有控制策略进行学习的基础上，完成了对纯电动车整车控制系统上层

6、架构的设计，并建立了一种功能映射的评价方法，来优化AUTOSAR开发过程中ECU软件功能模块向ECU映射的过程。作为对AUTOSAR研究的一种补充，同时也为基于AUTOSAR的纯电动车整车控制系统的模块化开发提供了参考。关键词:电动车，AUTOSAR，整车控制系统，模块化，功能映射IIAbstractStudyonAUTOSAR-BasedModularizationoftheVehicleControllingSystemforPureElectricVehicleEnergycrisisandenvironmentproblembringthedevelo

7、pmentofnewenergyvehiclestoacrucialplace,whileprovidingabasisforthedevelopmentofpureelectricvehicle(PEV)whichservedastheultimateformofthenewenergyvehicles.ThecomprehensiveperformanceofthePEVdependsonthedevelopmentofbatteryanditsmanagementsystemtechnology,motordrivencontrollingtechnol

8、ogy,powertraincontr