概述
智能汽車時代，車內系統(tǒng)規(guī)模和復雜性日益增強，對EE架構、軟件開發(fā)、網(wǎng)絡通訊以及測試驗證的能力和需求不斷提高，汽車正逐漸向開放、軟件定義汽車的方向發(fā)展。為滿足復合型人才的需求，解決當前學生工程開發(fā)及實踐能力不足的問題，需要與汽車行業(yè)實際的應用進行適配。經(jīng)緯恒潤以量產(chǎn)車型電子電氣開發(fā)經(jīng)驗為基礎，推出與企業(yè)研發(fā)測試同步的面向教學科研的汽車電子電氣開發(fā)驗證實驗室，旨在從產(chǎn)業(yè)中來到教學中去，產(chǎn)教融合。
實驗室建設方案——以行業(yè)需求為導向提高教育競爭力
傳統(tǒng)的教學方式以基礎教育為導向，比如關注基礎理論教學，但缺少實踐。即使有實踐環(huán)節(jié)，也是以與企業(yè)工程實踐脫節(jié)的實訓為主。很難達學生所學即企業(yè)所需，但往往只有實驗設備但不掌握設計過程，不了解過程設計方法和流程，學生往往也是知其然而不知其所以然，也很難提高競爭力。
為了打破這種兩頭局面，經(jīng)緯恒潤圍繞智能網(wǎng)聯(lián)汽車電子電氣控制系統(tǒng)開發(fā)驗證實驗室建設為目標，以行業(yè)需求為導向，按照汽車行業(yè)“V”模式，導入從EE架構設計到EE仿真測試驗證全鏈路流程，引入行業(yè)主流的開發(fā)工具與測試仿真設備。為教學科研建立完整的智能網(wǎng)聯(lián)實驗室，讓師生團隊掌握完成EE架構開發(fā)流程體系及驗證方法，支撐后續(xù)應用。
在行業(yè)視角下，整車電子電氣開發(fā)會涉及到以下關鍵技術和過程：
· 整車電子電氣（EE）開發(fā)
— EE架構設計
— 功能安全開發(fā)
— 信息安全開發(fā)
— 網(wǎng)絡架構開發(fā)
— …
· 軟件開發(fā)
— 基于AutoSar的基礎軟件開發(fā)
— 嵌入式代碼集成
— 算法開發(fā)
— 應用軟件開發(fā)
— …
· 硬件開發(fā)
— 硬件開發(fā)
— 硬件測試
· 軟件測試
— 代碼測試
— 性能測試
— 信息安全測試
— 合格性測試
— …
· 仿真測試
— 智能駕駛域仿真測試
— 動力新能源域仿真測試
— 智能網(wǎng)聯(lián)域仿真測試
— …
· 基于實車的整車電子電氣測試
— 單部件及整車網(wǎng)絡測試
— 整車功能測試
— 功能安全測試
— 信息安全測試
— …
圖1
整車電子電氣開發(fā)流程
實驗室建設方案——以整車廠量產(chǎn)車型開發(fā)過程為基礎，構建EE開發(fā)與測試全鏈路智能網(wǎng)聯(lián)實驗室
基于V模式的開發(fā)流程是汽車電子行業(yè)主流的開發(fā)模式，先進的開發(fā)模式保證了現(xiàn)代智能網(wǎng)聯(lián)汽車在電子電氣復雜度越來越高的情況下開發(fā)周期卻越來越短。
圖2
基于V模式的汽車電子電氣開發(fā)
EE開發(fā)及測試系統(tǒng)可以進行如圖所示的流程：
· EE架構設計是整車廠開發(fā)的核心，一代EE架構決定了圍繞這代架構軟件、產(chǎn)品以及仿真測試。EE架構先行，在整車開發(fā)初期需要對整車功能進行定義、功能實現(xiàn)方案的設計、網(wǎng)絡拓撲設計、通信系統(tǒng)設計、結合虛擬整車要實現(xiàn)的功能點進行定義劃分、開發(fā)ECU控制器功能規(guī)范以及ECU控制器網(wǎng)絡通信系統(tǒng)設計文件，指導下游ECU開發(fā)。
· 結合EE架構中定義的目標功能完成相關功能的功能安全開發(fā)、信息安全開發(fā)，輸出功能安全和信息安全設計需求規(guī)范，指導下游ECUs開發(fā)。
· 對相關軟硬件平臺進行選擇，根據(jù)功能架構、功能安全、信息安全開發(fā)定義內容對相關控制器進行底層驅動、中間件、應用層開發(fā)，控制算法可以基于相關開發(fā)工具開發(fā)，并與控制對象物理模型組成閉環(huán)系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真(SIL)。
· 在開發(fā)的初期階段，快速地建立控制對象及控制器模型，并對整個控制系統(tǒng)進行多次的、離線的及在線的試驗來驗證控制系統(tǒng)軟硬件方案的可行性。這個過程我們稱之為原型控制器驗證。
· 開發(fā)過程中關鍵的一步是把原型控制器工具形成的代碼移植成高效的品代碼并轉移到控制器硬件上，形成最終的控制器產(chǎn)品。
· 在產(chǎn)品上車之前，采用真實的控制器，被控對象或者系統(tǒng)運行環(huán)境部分采用實際的物體，部分采用實時數(shù)字模型來模擬，進行整個系統(tǒng)的仿真測試，這個過程我們稱之為硬件在回路仿真(HIL)。
測試臺架測試是保證車輛滿足設計要求的關鍵，包括臺架網(wǎng)絡測試、功能測試、功能安全測試、信息安全測試。
從整車EE開發(fā)過程維度各個過程/擬建設實驗室的之間的關聯(lián)關系如下：
圖3
實驗室建設流程
配套課程方案
實驗室建成后，用于支撐教學及科研任務，具體可支撐教學課程規(guī)劃如下：
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設備名稱
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可支撐教學任務內容
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EE架構開發(fā)軟件
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1）EE功能架構設計流程
2）網(wǎng)絡拓撲設計方案
3）Function list設計方法
4）功能分配設計及方案
5）子系統(tǒng)設計方法
6）EE架構開發(fā)軟件實踐應用
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EE網(wǎng)絡通信設計軟件
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1）網(wǎng)絡通信設計方法
2）網(wǎng)絡報文打包及ID分配原則
3）網(wǎng)絡DBC數(shù)據(jù)設計方法
4）網(wǎng)絡通信工具的應用
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功能安全開發(fā)及測試
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1）功能安全開發(fā)
2）功能安全測試驗證
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信息安全開發(fā)及測試
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1）信息安全開發(fā)流程
2）信息安全功能開發(fā)
3）信息安全測試驗證
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AutoSAR
CP開發(fā)
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1）AUTOSAR CP軟件架構
2）各BSW模塊功能
3）AUTOSAR CP開發(fā)流程
4）AUTOSAR CP工具鏈使用
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基于模型設計的應用軟件開發(fā)方法
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1）matlab/simulink工具介紹及MBD開發(fā)基礎
2）應用軟件開發(fā)流程
3）建模規(guī)范介紹
4）應用軟件架構設計
5）結合具體的軟件開發(fā)需求Demo講解應用軟件開發(fā)過程
6）應用軟件單元測試基礎
7）結合具體的Demo講解應用軟件單元測試過程
8）代碼自動生成
9）應用軟件功能調試和標定
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測試實驗室—智能駕駛HIL
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1）智能駕駛HIL工作原理
2）智能駕駛HIL硬件組成及信號流
3）HIL基礎軟件操作
4）復雜多體車輛動力模型學習
5）場景引擎工作原理學習
6）智能駕駛傳感器原理學習
7）智能駕駛常見感知定位算法學習
8）智能駕駛域控功能規(guī)范解讀
9）智能駕駛相關法規(guī)學習
10）智能駕駛域控與HIL的開環(huán)調試方法
11）智能駕駛域控與HIL的閉環(huán)調試流程和方法
12）測試理論
13）OpenX 標準體系學習
14）靜態(tài)場景搭建方法學習
15）動態(tài)場景搭建方法
16）動態(tài)場景調試
17）自動化測試過程策劃
18）自動化測試用例腳本搭建
19）自動化測試腳本調試
20）自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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測試實驗室—網(wǎng)聯(lián)HIL
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1）智能駕駛HIL工作原理
2）智能駕駛HIL硬件組成及信號流
3）V2X標準解讀
4）TBOX功能規(guī)范解讀
5）TBOX與HIL的開環(huán)調試方法
6）TBOX與HIL的閉環(huán)調試方法
7）靜態(tài)場景搭建方法學習
8）動態(tài)場景搭建方法
9）動態(tài)場景調試
10）自動化測試過程策劃
11）自動化測試用例腳本搭建
12）自動化測試腳本調試
13）自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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測試實驗室—VCU HIL
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1）VCU HIL原理
2）VCU HIL硬件組成及信號流
3）VCU HIL硬件原理
4）VCU HIL軟件操作
5）車輛縱向動力學原理學習
6）VCU功能規(guī)范解讀
7）VCU 與HIL的開環(huán)調試方法
8）VCU 與HIL的閉環(huán)調試流程和方法
9）測試理論
10）自動化測試過程策劃
11）自動化測試用例腳本搭建
12）自動化測試腳本調試
13）自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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測試實驗室—BMS HIL
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1）BMS HIL工作原理
2）BMS HIL信號流
3）BMS 常見傳感器工作原理與HIL模擬方法
4）動力電池基礎理論學習
5）動力電池模型原理學習
6）BMS功能規(guī)范解讀
7）BMS 與HIL的開環(huán)調試方法
8）BMS 與HIL的閉環(huán)調試流程和方法
9）測試理論
10）自動化測試過程策劃
11）自動化測試用例腳本搭建
12）自動化測試腳本調試
13）自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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測試實驗室—MCU HIL
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1）MCU HIL工作原理
2）MCU HIL信號流
3）MCU 常見傳感器工作原理與HIL模擬方法
4）電機基礎理論學習
5）電機控制理論學習
6）電機模型原理學習
7）MCU功能規(guī)范解讀
8）MCU與HIL的開環(huán)調試方法
9）MCU與HIL的閉環(huán)調試流程和方法
10）測試理論
11）自動化測試過程策劃
12）自動化測試用例腳本搭建
13）自動化測試腳本調試、自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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測試實驗室—底盤 HIL
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1）底盤 HIL工作原理
2）底盤 HIL信號流
3）底盤臺架組成和原理學習
4）底盤常見傳感器工作原理與HIL模擬方法
5）車輛動力學理論學習
6）底盤域控功能規(guī)范解讀
7）底盤域控與HIL的開環(huán)調試方法
8）底盤域控與HIL的閉環(huán)調試流程和方法
9）測試理論
10）自動化測試過程策劃
11）自動化測試用例腳本搭建
12）自動化測試腳本調試
13）自動化測試腳本執(zhí)行報告生成、報告分析
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預期收益
· 人才培養(yǎng)
— 通過全鏈路的電子電氣開發(fā)驗證實驗室構建了與企業(yè)研發(fā)同步的研發(fā)測試平臺，做到所學即所用，與企業(yè)無縫銜接，提高就業(yè)競爭力。
— 通過建設實驗室，院?？梢詾閷W生提供更加真實的實踐環(huán)境。學生可以在該平臺上進行實驗、實踐和項目開發(fā)，更好地理解和掌握系統(tǒng)的原理、技術和應用。這種實踐機會可以提高學生的實際操作能力和解決問題的能力，增強學生的就業(yè)競爭力。
— 實驗室可以促進跨學科的交流和合作。系統(tǒng)涉及到多個學科領域，如計算機科學、電子工程、車輛工程等。通過建設這樣的平臺，院校可以促進不同學科之間的交叉融合，讓學生更好地理解和掌握跨學科的知識和技能。
— 實驗室還可以為院校的人才培養(yǎng)提供有力的支撐。通過這種平臺，院?？梢蚤_展更加深入、系統(tǒng)的人才培養(yǎng)活動，如課程設計、畢業(yè)設計、科研項目等。
· 學科建設平臺及科研平臺
— 建設實驗室平臺可以促進學科專業(yè)的建設和發(fā)展。整車電子電氣一直是近年來新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展的重點及創(chuàng)新點，各個環(huán)節(jié)都具有很強的技術性和應用性。通過建設專門的實驗室平臺，院校可以更好地滿足學生對汽車開發(fā)，仿真測試系統(tǒng)學習和實踐的需求，促進該學科的發(fā)展和壯大。
— 實驗室平臺可以提高院校在新能源和智能網(wǎng)聯(lián)EE架構開發(fā)能力、汽車控制器開發(fā)及仿真的科研水平。通過建設實驗室平臺，院?？梢晕嗟目蒲腥藛T和專家學者參與相關研究，開展前沿技術研究和應用推廣，提升自身的科研水平和競爭力。
— 實驗室平臺還可以促進院校與企業(yè)的合作和交流。通過這種平臺，院?？梢耘c汽車制造企業(yè)、零部件供應商等相關企業(yè)進行更加緊密的合作，共同開展技術研發(fā)和應用推廣。同時也可以為院校帶來更多的科研項目和資金支持。
了解更多：請致電 010-64840808轉6117或發(fā)送郵件至market_dept@hirain.com（聯(lián)系時請說明來自控制工程網(wǎng)）。
