For a better experience on dSPACE.com, enable JavaScript in your browser. Thank you!

Simulation eines Hybridantriebs

Anwendungsbereich
In einem Hybridfahrzeug (HEV) ist ein herkömmlicher Verbrennungsmotor mit einem elektrischen Motor zu einem Antriebssystem kombiniert. Das HIL-Testsystem der Antriebssteuerung führt eine kombinierte Simulation von Verbrennungsmotor, E-Motor und Getriebe durch, um die Längsdynamik eines Hybridantriebs darzustellen.

Für jeden Motor wird dabei aus den Steuergerätesignalen jeweils das entwickelte Moment errechnet, die dann über ein Getriebemodell miteinander zu einem Antriebsmoment gekoppelt werden. Diese lose Kopplung hat den Vorteil, dass die Berechnung der Teilmodelle auf separaten Prozessorboards ausgeführt wird und somit die Echtzeitbedingungen für die jeweiligen Steuergeräte unabhängig voneinander realisiert werden können.

Wichtige Aspekte
E-Motoren können in wenigen Millisekunden bis zu 90% ihres Maximaldrehmoments erreichen, was eine sehr hohe Abtastrate erfordert. Typische Steuergeräte für elektrische Maschinen arbeiten daher mit Zykluszeiten von ca. 60 bis 200 Mikrosekunden. Für das Modell der elektrischen Maschinen sind dafür exakte Datenerfassungen und Durchlaufzeiten weit unter 60 Mikrosekunden erforderlich.

dSPACE-Lösungen
Die erreichte Durchlaufzeit auf einem dSPACE Prozessorboard für die Simulation des Elektromotors und der zugehörigen I/O-Signale liegt bei üblicherweise unter 15 Mikrosekunden. Diese Geschwindigkeit wird in Verbindung mit schnellen I/O-Rechenkomponenten wie der DS5202 EMH Solution erreicht, die für diesen Anwendungsbereich optimiert ist. Der Motorwinkel und die benötigten Stromwerte werden im Elektromotormodell ermittelt und über die dSPACE DS5202 EMH Solution an die Steuergeräte zurückgespeist. Anders als die Simulatoren der Verbrennungsmotoren rufen die E-Motor-Simulatoren die Signale nicht über die tatsächlichen Verbindungen der Antriebselektronik ab. Stattdessen wird die Regelschleife direkt über die Ansteuersignale der Leistungselektronik geschlossen. So muss nicht das ganze Echtzeitmodell mit hoher Abtastrate ausgeführt werden und es steht mehr Rechenleistung für andere Aufgaben zur Verfügung.

Mit dem dSPACE-HIL-Simulator lassen sich unterschiedliche Hybrid-Antriebsstrangkonfigurationen aufbauen:

  • Micro-Hybrid (Starter/Generator)
  • Mild-Hybrid
  • Full-Hybrid

Sowie
  • Parallel-Hybrid
  • Serieller Hybrid
  • Power-Split-Hybrid

Produktinformationen Anwendungsbeispiele