國內首例基於Autosar的電機控制器原型機面世 ——同濟大學中德...

2021-01-14 中國汽車報社有限公司

　　近日，同濟大學中德學院、上海大郡動力控制技術有限公司、英飛凌科技及維克多聯合宣布，同濟大學中德學院成功研發出了基於英飛凌Aurix系列TC275單片機和維克多 AUTOSAR 4.0.3規範（多核OS）的電機控制器原型機，這是國內首例AURIX系列單片機基於Autosar架構的電機系統開發。

　　Autosar是國際成熟車廠普遍使用的汽車開放系統架構，汽車零部件廠商需要開發符合Autosar要求的系統，以便進入主流車廠的供應鏈體系，而該系統則需要從晶片層面、軟體層面乃至工具鏈層面等一系列的配套支持。

　　英飛凌作為全球領先的汽車半導體供應商，在Autosar方面積累了豐富的經驗。在該電機控制器原型機中，英飛凌提供的Aurix系列單片機的MCAL Drivers: MC-ISAR(MicroController Infineon Software ARchitecture)底層代碼，為同濟大學中德學院的開發提供了有力支持。此外，Aurix產品家族性能優勢顯著，數據處理能力可達1300DMips，並具備8兆flash和640kB SRAM，可滿足苛刻條件下的高速穩定數據處理要求。針對目前功能安全ISO26262標準，Aurix可幫助客戶在系統應用中達到ASIL-D最高等級。同時，Aurix具有豐富的外設，可滿足不斷增長的車內網絡架構需求，從512kB到8MB的flash範圍，從TQFP80到LFBGA516各種封裝，全面的產品家族可配合客戶的不同應用和開發兼容性。

　　該項目的四方合作主要是為國內知名電動汽車零部件廠家上海大郡動力控制技術有限公司探索開發符合AUTOSAR 4.0.3規範的電機控制器基礎軟體和部分應用層軟體。同濟大學中德學院設計了基於英飛凌Aurix系列TC275單片機和TLF35584晶片的電機控制板的硬體電路，基於維克多多核OS的概念規劃了多個任務、CAT1和CAT2中斷，併合理地分配到TC275的多個內核中，在保證多核之間數據可靠交互的情況下，充分發揮TC275多核CPU的優點，使電機控制更安全更穩定。

　　其次，同濟大學中德學院利用維克多 DaVinci Developer工具設計出RTE軟體架構，包含所有的應用層SWC框架及其所包含的Runnables和接口變量等。利用MATLAB/Simulink工具開發功能完整的SWC模型，包含各種故障診斷模塊和電機控制算法模塊。在MIL/SIL/PIL測試驗證之後，利用代碼自動生成技術將Simulink模型轉換為SWC原始碼。同時，設計中利用英飛凌MCAL配置工具和維克多 DaVinci Configurator對MCAL、ECU抽象層、服務層等進行合理配置，開發出符合AUTOSAR規範的基礎軟體（BSW）。根據不同應用需求，可以靈活地增減BSW模塊。通過對BSW的標準化能夠把硬體從軟體中抽象出來，提升了應用層軟體可重複利用率，大大提高了應用軟體工程師的開發效率。最後，對基礎軟體和應用層軟體進行集成，實現了穩定可靠的電機轉矩控制。

　　此外，上海大郡動力控制技術有限公司及同濟大學還榮獲了國家重點研發計劃（2016~2020年度）「電機驅動控制器功率密度倍增技術（重大共性關鍵技術類）」資助，將與英飛凌、維克多進一步展開深度合作，在當前英飛凌Aurix TC275硬體平臺和維克多 AUTOSAR 4.0.3軟體平臺的基礎上，引入ISO26262規範的設計流程，針對汽車廠商提出的功能安全目標，在系統、硬體和軟體的設計中加入功能安全機制，開發符合ASIL-C等級的電機控制器，並計劃在2019年實現電機控制器的批量生產。

　　關於同濟大學中德學院

　　同濟大學中德學院分別於2003年10月和2015年1月創建了同濟大學-英飛凌汽車電子聯合實驗室和同濟大學中德學院-維克多汽車技術聯合實驗,這兩家聯合實驗室由同濟大學中德學院吳志紅教授、朱元副教授團隊領導，共同致力於新能源汽車電機控制和汽車嵌入式軟體兩大方向的研發。

　　針對新能源汽車電機控制系統的技術要求，從事車用永磁同步電機控制算法的研究，例如電機參數辨識、隨機PWM調製、無位置傳感器控制、死區補償、在線轉矩估計、轉矩安全策略、精確轉矩控制、高速弱磁控制、電流諧波抑制算法、電機轉子溫度估計算法等。

　　採用先進的開發工具，例如維克多（維克多）總線、標定、診斷和 AUTOSAR工具，按照規範的汽車電子開發流程，基於上述的電機控制算法，為客戶提供符合汽車電子規範的電機控制器軟體系統。

　　關於上海大郡動力控制技術有限公司

　　上海大郡動力控制技術有限公司（以下簡稱「大郡」）是一家從事電動/混合動力汽車用電機控制系統開發的專業公司。 由「千人計劃」專家徐性怡博士領軍的大郡團隊，從2003年開始承擔國家電動汽車相關的重大項目，包括：科技部863電動汽車重大專項、科技部及上海市電動汽車產業化項目、工信部新能源汽車創新工程項目。

　　在政府的大力支持下，大郡堅持自主創新，開發出一整套具有自主智慧財產權的永磁磁阻同步電機技術。截至目前，大郡已申請專利、軟體註冊權等各類智慧財產權兩百餘項，其中發明專利六十餘項。形成了一套完整的汽車電機系統產品設計、驗證規範及設施；

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