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RCP-Systeme für hybride oder vollelektrische Antriebsstränge

Entwicklung von Konverterstrategien

Anwendungsbereiche

  • Entwickeln und Absichern von Regelstrategien und verteilten Steuergeräte-Funktionen für Antriebsstrangsysteme
  • Systeme für den Einsatz im Fahrzeug und im Labor zur schnellen und komfortablen Verifikation

Leistungsmerkmale

  • Flexible Lösungen maßgeschneidert für unterschiedliche Elektromotoren
  • Spezielle FPGA-basierte I/O-Schnittstellen mit komfortablen Simulink®-Blocksets für elektrische Antriebsanwendungen
  • Benutzerprogrammierbares FPGA mit einsatzfertigen Bibliotheken für schnellste Regelkreise
  • Unterstützung spezieller Konverterprotokolle wie TWINsync und EtherCAT
  • Unterstützung aller wesentlichen automotiven Bussysteme für leichte Integration in den Steuergeräte-Verbund

Für Anwendungen, die einen Konverter von LTI verwenden, zum Beispiel den LTi ServoOne, bietet dSPACE zwei spezielle TWINsync-Lösungen für SCALEXIO- oder PHS-basierte Plattformen.

  • Die SCALEXIO TWINsync Solution wird in ConfigurationDesk konfiguriert und ermöglicht der SCALEXIO LabBox mit integriertem DS6001 Processor Board den Anschluss unterschiedlicher Konverter über TWINsync. Die aktuelle Version der SCALEXIO LabBox ist für den Einsatz im Labor ausgelegt.
  • Die zweite Lösung besteht aus dem FPGA-basierten Hardware Programmable Generic Interface (PGI) und einem Simulink-Blockset für die komfortable Konfiguration. Damit können RCP-Plattformen wie die MicroAutoBox II oder in einer AutoBox installierte DS1007 Boards über TWINsync mit unterschiedlichen Konvertern verbunden werden. MicroAutoBox und AutoBox können entweder im Labor eingesetzt oder in einem Fahrzeug installiert werden.

Damit Ihr Prototyping-Aufbau maximal flexibel ist, unterstützen die dSPACE Produkte die synchrone Steuerung mehrerer Konverter. Neben LTI-Konvertern können auch Konverter von Drittanbietern verwendet werden. Für diesen Zweck unterstützen dSPACE Produkte durch die SCALEXIO Fieldbus Solution die Kommunikation über CAN, Ethernet und EtherCAT. Weitere Kommunikationsnetzwerke werden zukünftig verfügbar sein. In beiden Szenarien werden die Algorithmen prozessorbasiert berechnet, wodurch Abtastzeiten von bis zu 20 µs möglich sind.

Wenn Ihr Testaufbau ein Steuergerät enthält, können Sie die RCP-Plattform (MicroAutoBox II oder DS1007, installiert in einer AutoBox) verwenden, um das Steuergerät durch Bypassing zu erweitern. Im Gegensatz zu Fullpass-Anwendungen, wo das RCP-System das Steuergerät vollständig ersetzt, werden beim Bypassing nur bestimmte Teile der Steuergeräte-Software neu entwickelt, zum Beispiel die Steuerfunktion eines Elektromotors. In diesem Fall wird die neue Funktionalität auf dem RCP-System berechnet, das über eine latenzarme Steuergeräte-Schnittstelle wie DCI-GSI2 oder einem automotiven Bussystem wie CAN, FlexRay oder Ethernet mit dem Steuergerät verbunden ist. Die auf dem Steuergerät implementierten Leistungsendstufen und der Kabelbaum des Elektromotors können hierbei wiederverwendet werden.
Für komfortables Messen und Kalibrieren ermöglicht ControlDesk den Zugriff auf alle Variablen zur Laufzeit. Auch können Sie Daten zur Laufzeit auf ein USB-Gerät speichern, um sie anschließend nachzubearbeiten.

Für Testaufbauten, die sehr schnelle Abtastzeiten kürzer als 20 µs benötigen, sind RCP-Plattformen mit benutzerprogrammierbarem FPGA die richtige Wahl:

  • Die MicroAutoBox II, die in Varianten mit benutzerprogrammierbarem FPGA-Modul erhältlich ist
  • Die AutoBox mit einem DS1007, die durch ein DS5203 FPGA Board erweiterbar ist
  • Die SCALEXIO LabBox mit einem DS6001, die durch das DS2655 FPGA Base Board und die entsprechenden I/O-Module DS2655M1 und DS2655M2 erweitert werden kann

Um das FPGA komfortabel zu programmieren, steht eine komplett modellbasierte Werkzeugkette zur Verfügung. Das FPGA-Reglermodell kann in MATLAB®/Simulink mit dem RTI FPGA Programming Blockset und dem Xilinx® System Generator for DSP entwickelt werden. Um den Entwicklungsaufwand zu reduzieren, bietet dSPACE zudem die XSG AC Motor Control Library mit vorkonfigurierten Funktionsblöcken für alle wesentlichen Elektromotorfunktionen wie PWM-Generierung, Hall-, Encoder-, Resolver-, EnDat- und SSI-Sensorverarbeitung sowie Winkelberechnungen.
Bei Abtastzeiten länger als 20 µs können Sie die AC Motor Control Solution einsetzen.

FPGA programmierbar pro Anwendung

dSPACE bietet FPGA-Erweiterungen für SCALEXIO, MicroAutoBox II, MicroLabBox und PHS-basierte Systeme. Die dSPACE FPGA-Plattformen (DS2655 FPGA Base Board für SCALEXIO, DS1514 FPGA Board für MicroAutoBox und DS5203 FPGA Board für PHS-basierte Systeme) können für verschiedene Aufgaben angepasst werden. So sind Sie in der Lage, auf hohe Timing-Anforderungen flexibel zu reagieren, zum Beispiel durch Signalvorverarbeitung oder indem Modellteile schneller ausgeführt werden. I/O-Module für diese Plattformen bieten zusätzliche analoge, digitale und spezielle Kanäle. FPGAs sind besonders hilfreich, um dem Prozessor-Board Aufgaben wie die Signalvorverarbeitung während der Steuergeräte-Entwicklung abzunehmen. Mit 80, 100 oder 125 MHz sind die dSPACE Plattformen optimal für Anwendungen wie schnelle Stromregelungen und kundenspezifische Signalgenerierung geeignet.