Elektrische Bordnetze, elektrische Antriebe und Umrichter sowie Starterbatterien und Hochvoltbatterien werden präzise mit den ASM Electric Components virtualisiert. Das Modell unterstützt beispielsweise die Entwicklung und den Test von Hybridsteuergeräten, Batteriemanagementsystemen und Blinkersteuerungen.
Im Rahmen eines Hybridfahrzeugprojekts entwickelte das Labor für Funktionale Absicherung von VALEO im französischen Créteil einen Prüfstand für die Emulierung einer permanenterregten elektrischen Maschine. Aufgrund des hochdynamischen Systems und der Anforderung, mit weiterentwickelten elektrischen Modellen zu arbeiten, wurde eine neue Modellierungstechnologie basierend auf FPGA eingesetzt.
Den Volkswagen Touareg gibt es in einer brandneuen Hybridversion. Durch die elektrischen Antriebe, die Leistungselektronik und die Traktionsbatterie steigt die Komplexität der vernetzten Elektroniksysteme beträchtlich. Von der Funktionsentwicklung bis zu Freigabetests der Steuergeräte verlässt sich Volkswagen konsequent auf die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation, um Funktionen abzusichern und die Qualität sicherzustellen.
Elektronisch geregelte Antriebe sind die Schlüsseltechnologie in zahlreichen Engineering-Anwendungen. Um so viele Anwendungen zu verwalten, ist ein hoher Grad an Flexibilität notwendig, insbesondere bei Servoreglern in der Industrieautomation. Vor allem durch die zahlreichen Konfigurationsoptionen der Servoregler-Software ergeben sich ebenso viele Varianten, die einen enormen Testaufwand erfordern. Mit automatisierten Tests am HIL-Simulator lassen sich diese Tests vereinfachen und deutlich beschleunigen.
Der elektrische Traktionsmotor ist ein zentraler Bestandteil vieler moderner Antriebskonzepte. Sowohl in hybriden Anwendungen als auch in reinen Elektrofahrzeugen ist seine Steuerung und Regelung in großem Maße mit verantwortlich für das Erreichen der Entwicklungsziele hinsichtlich Effizienz, Emissionsreduktion und Fahrdynamik. Als zusätzliche Komponente des Antriebsstrangs, die im Vergleich zur Verbrennungskraftmaschine über eine deutlich gesteigerte Dynamik verfügt, stellt der Elektromotor die Entwicklungsingenieure und -werkzeuge vor neue Herausforderungen. Dies betrifft auch die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation, die mittlerweile ein etablierter Schritt in der Entwicklung von Kfz-Steuergeräten ist. dSPACE beschreibt einige dieser Herausforderungen und stellt mögliche Lösungen vor, die zeigen, wie HIL-Prüfstände für Elektromotoren aussehen könnten.
Ohne vorherige, umfassende Tests wird in der Automobilindustrie kein Fahrzeug mehr auf den Markt gebracht. Die komplexen elektronischen Steuergeräte können im Versuchsfahrzeug nicht mehr hinreichend getestet werden. Diese Rolle übernehmen Simulationsmodelle, indem sie die Steuergeräteentwicklung in die virtuelle Realität, also ein virtuelles Fahrzeug, verlagern. Wie die Simulationsmodelle von dSPACE diese Aufgabe meistern, erläutert Dr. Hagen Haupt, Group Manager Modeling:
In anspruchsvollen und hochdynamischen Anwendungen der Elektromobilität bieten Field-programmable Gate-Arrays (FPGAs) einen enormen Leistungsschub für die Echtzeitsimulation. dSPACE geht mit vollständig FPGA-basierten offenen Simulationsmodellen einen Schritt weiter in Richtung Zukunft.
ASM Electric Components ist eine Modellbibliothek für die Echtzeitsimulation eines Fahrzeugbordnetzes. Anwendungen reichen von elektrischen Antrieben und Umrichtern für Closed-Loop-Steuerungen bis hin zu kompletten automotiven elektrischen Systemen einschließlich Batterie, Starter und Generator. Die Bibliothek wird zum Beispiel eingesetzt, um ein realistisches Batterieverhalten beim Anlassen zu simulieren oder um elektrische Antriebe zu simulieren, die in den Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs integriert sind. ASM Electric Components können mit anderen ASM-Produkten wie den Motormodellen und den Fahrdynamikmodellen kombiniert werden, um ein komplettes virtuelles Fahrzeug zu simulieren.
ASM Electric Components sind optimiert für Hardware-in-the-Loop (HIL)-basierte Simulationen in Echtzeit. Sie ermöglichen die Simulation komplexer Steuergeräte-Verbunde einschließlich ihres elektrischen Verhaltens. Zudem passt sich die Simulation automatisch an die Grenzen der Echtzeitbedingungen an. Alle automotiven Standardkomponenten wie Anlasser, Generator und Batterie sind einsatzfertig, da sie bereits mit den notwendigen automotiven Leistungsmerkmalen und Eigenschaften ausgestattet sind. Zum Beispiel verfügt der Anlasser über eine Freilaufkupplung zum Entkoppeln der Kurbelwelle nach der Zündung.
ASM Electric Components bestehen aus Komponenten für die Simulation automotiver Systeme sowie aus Komponenten für die Closed-Loop-Simulation. Die elektrischen Systemkomponenten können direkt den Stromkreis eines automotiven Systems bilden, da sie bereits über alle notwendigen automotiven Leistungsmerkmale verfügen. Zudem sind diese Modelle für die Echtzeit-HIL-Simulation optimiert. Die Closed-Loop-Komponenten sind optimal für HIL-Simulationen elektrischer Geräte wie Treiber oder Umrichter in einem geschlossenen Regelkreis geeignet. Die Modelle bieten variable Abtastzeiten für pulsbreitenmodulationssynchrone Modellberechnung und optimierte Solver für Echtzeitsimulation.
Bordnetz
Elektrisches Traktionssystem
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