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(biāo)的趨勢。現(xiàn)代電動(dòng)汽車包含大量軟件。此類軟件的大小可達(dá)一億行代碼，并在一百多個(gè)電子控制單元 （ECU） 上運(yùn)行。據(jù)估計(jì)，大約 90% 的車輛技術(shù)創(chuàng)新完全歸功于軟件和電子元件。

控制是電氣化動(dòng)力總成的關(guān)鍵方面。實(shí)施了組合的機(jī)械和再生電氣制動(dòng)系統(tǒng)，以保持安全并提高效率。當(dāng)由于有限的電機(jī)扭矩和電池電流而導(dǎo)致再生制動(dòng)不足時(shí)，采用機(jī)械制動(dòng)。所有這些關(guān)鍵系統(tǒng)都需要實(shí)施先進(jìn)的控制策略。電氣化運(yùn)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(fù)載供電。

嵌入式軟件越來越多地取代傳統(tǒng)上屬于機(jī)械、液壓、氣動(dòng)和電氣組件的角色，并被用于實(shí)現(xiàn)新的高級(jí)功能。現(xiàn)代系統(tǒng)具有極高的復(fù)雜性，主要是因?yàn)椴煌能浖M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(diǎn)至關(guān)重要。采用嚴(yán)格的開發(fā)流程，因此關(guān)鍵軟件開發(fā)符合規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

電氣化動(dòng)力系統(tǒng)通常需要多級(jí)控制系統(tǒng)。車輛狀態(tài)的估計(jì)以及控制單元的測量由頂級(jí)動(dòng)力系統(tǒng)完成。例如，施加在車輪上的扭矩和油門驅(qū)動(dòng)等輸入。下級(jí)子系統(tǒng)控制單元包括電力電子、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)、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(shí)，最大限度地提高燃油經(jīng)濟(jì)性并最大限度地減少排放。一般來說，電氣化動(dòng)力系統(tǒng)需要復(fù)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元使用先進(jìn)的控制策略以高帶寬提供精確的扭矩驅(qū)動(dòng)。控制準(zhǔn)確和快速是很重要的。動(dòng)態(tài)響應(yīng)有助于在發(fā)動(dòng)機(jī)速度控制、更平穩(wěn)的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止功能以及傳動(dòng)系統(tǒng)阻尼控制方面實(shí)現(xiàn)更好的性能。在接近零和接近最大速度時(shí)保持電機(jī)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(diǎn)來最大化系統(tǒng)效率也是關(guān)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(guān)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(gòu)建廣泛的測試套件，以便測試用例源自低級(jí)需求。這種嚴(yán)格的質(zhì)量水平以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的遵守需要有效的工具和技術(shù)，并盡可能減少人工或干預(yù)。汽車行業(yè)已成功嵌入了一組工具，這些工具在整個(gè)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(shè)計(jì)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(dòng)代碼生成工具和技術(shù)有助于簡化軟件開發(fā)的實(shí)施或編碼階段。MBD 有助于將開發(fā)階段的重點(diǎn)從代碼轉(zhuǎn)移到模型，從而有助于實(shí)現(xiàn)早期驗(yàn)證和確認(rèn)。這有助于降低可能的開發(fā)成本，因?yàn)樵陂_發(fā)過程的早期就發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)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(shè)計(jì)和實(shí)施錯(cuò)誤的數(shù)量。

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