Saft加速基于模型设计的电池管理系统软件的开发和UL认证

在过去，Saft使用传统的开发方法，他们用C语言手动编写软件，编译，然后直接在嵌入式硬件上运行测试。在这些测试中发现的错误很难调试，因为不清楚它们是在软件中还是在以前未测试的硬件中。

因为直到硬件可用时才开始测试，工程师经常在接近项目截止日期时发现需求中的问题。这个时候发现的问题增加了项目的成本，更难以修复，并增加了延迟产品交付的风险。为了加速Flex’ion Gen2 BMS软件的开发，Saft希望通过建模和仿真来早期验证他们的设计。

Saft工程师与MathWorks顾问合作，根据符合UL 1998标准认证要求的基于模型的设计和IEC认证工具包定义了开发过程。

在Simulink中，Saft工程师开发了Flex 'ion Gen2硬件的工厂模型，包括DC-DC转换器、断路器、逆变器、传感器和数百个锂离子电池单元。他们创建了一个电池模型，并将其复制到电池系统中的224个电池中。然后，他们以不同的保真度创建了模型的多个变体。

该团队使用Simulink和statflow为BMS的应用软件建模^®，具有独立的管理、安全和诊断功能组件。

使用需求工具箱™，团队在Flex’ion Gen2技术规范中的需求和实现每个需求的Simulink模型元素之间建立了双向可追溯性。

为了验证应用软件模型，研究小组进行了桌面模拟。在这些模拟过程中，他们测量了模型覆盖率，并用Simulink coverage™确定了模型中未测试的元素。

他们使用MATLAB脚本自动化了桌面模拟，开发了一个包含1500多个测试用例的测试套件。他们在Simulink中使用加速模式来缩短该测试套件的模拟时间。

一旦团队通过模拟验证了应用软件，他们就与合作伙伴共享模型，由合作伙伴生成MISRA^®符合模型的C代码。然后，合作伙伴编译并将代码部署到生产BMS硬件。

为了准备硬件在环(HIL)测试，Saft工程师使用Simulink Coder™从Simulink工厂模型生成C代码。然后，他们在Flex’ion Gen2电池系统上测试BMS软件之前，在HIL测试台上执行了他们为桌面模拟开发的相同测试用例。

Saft Flex 'ion Gen2获得了UL 1998认证，目前已投入生产。

• 开发和认证时间减半。Trinh说:“基于模型的设计帮助我们将开发和认证BMS软件所需的时间减少了50%以上。”“这种减少是可能的，因为我们在整个模拟、测试和认证的开发过程中使用了我们的Simulink模型作为可执行的规范。”
• 软件质量提高。Trinh说:“在过去，我们直接在电路板上进行所有软件测试，因此，我们只能运行有限数量的测试用例。”“通过基于模型的设计，我们反复运行了数百个桌面模拟和HIL测试用例。这意味着我们能够更早地发现问题，并发现用我们以前的方法很难发现的问题。”
• 简化UL认证。Trinh指出:“使用IEC认证套件和基于模型的设计对我们来说是一个很大的优势，这意味着在项目的每个阶段，我们都知道我们必须做什么，如何做，以及何时做。”“虽然这是我们第一个需要UL 1998认证的项目，但我们第一次尝试就通过了验收测试。”