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ASM Electric Components

Simulation automotiver elektrischer Systeme und Antriebe

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.

  • Hochdynamisch testen

    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.

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  • Touareg Hybrid – Faszinierend elektrifiziert

    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.

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  • Elektrische Antriebe effizient visualisiert

    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 Servocontrollern in der Industrieautomation. Vor allem durch die zahlreichen Konfigurationsoptionen der Servocontroller-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.

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  • Echtzeitsimulation von Elektromotoren

    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. Dieses betrifft auch die Hardware-in-the-Loop (HIL)-Simulation, die zu einem etablierten Prozessschritt bei der Entwicklung automotiver Steuergeräte geworden ist. dSPACE beschreibt einige Herausforderungen und stellt Lösungsansätze vor, wie HIL-Prüfstände für E-Motoren aussehen können.

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  • Virtuell zum Wintertest

    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

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  • Simulation elektrischer Antriebe

    In anspruchsvollen, hochdynamischen Elektromobilitätsanwendungen bieten FPGAs einen enormen Performance-Schub für die Echtzeitsimulation. Mit vollständig FPGA-basierten, offenen Simulationsmodellen geht dSPACE jetzt einen Schritt weiter in Richtung Zukunft.

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Anwendungsbereich

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.

Vorteile

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. Automotive 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.

Komponenten und Eigenschaften

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.

  • Einsatzbereite Komponenten mit automotiven Funktionen
  • Ausgelegt für den Test von Batterie-Management-Controllern
  • Simulation eines kompletten automotiven elektrischen Systems
  • Simulation elektrischer Antriebskomponenten und Leistungselektronik in einem geschlossenen Regelkreis mit Steuergeräten
  • Demomodelle für die Simulation von Hybridfahrzeugen oder Antriebssträngen mit den Simulationsmodellen ASM Vehicle Dynamics oder ASM Engine (unterstützt ab dSPACE Release 2015-A)
  • Variable Abtastzeiten für pulsbreitenmodulationssynchrone Berechnung
  • PMSM-Motoren mit stromabhängiger differentieller Induktivität

  • Batterie
  • Multizellenbatterie
  • Anlasser
  • Generator
  • Lasten
  • Elektromotoren (DC-, BLDC-, PMSM-, Wechselstrommotoren)
  • Regler
  • Zahlreiche zusätzliche Blöcke
  • Dreistufiger Wechselrichter
  • DCM (Discontinuous Conduction Mode)-Inverter

Lösungen für besonders anspruchsvolle Anwendungen

Lösungen für die hochgenaue Simulation von Elektromotoren in Echtzeit. 

XSG Electric Component Models

Simulation elektrischer Komponenten, die höchste Dynamik und Präzision erfordern.

JMAG-RT

Echtzeitsimulation elektrischer Motoren mit präzisen Motoreigenschaften.

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