设计知识|车辆电气系统计算机仿真模型

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楼主 2018-04-19 00:28:10
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目前中国的汽车教具市场,几乎没有虚拟现实模拟教具供应商。《洞云书屋》本周各栏目介绍国外虚拟现实技术在汽车领域的应用。

In Chinese automotive teaching market, there are almost no VR simulation providers. "dy_book" introduces the application of VR technology in the automobile field this week.


汽车电气系统研发面临的挑战

如何为汽车设计可靠而稳定的电气系统越来越具有挑战性。许多汽车配套供应商都越来越多地寻找新的仿真解决方案来支持他们的设计过程。

趋势1:汽车动力系统对电气系统日益增长的需求

许多辅助车辆系统正在转向使用电力动力源而不是传统的皮带传动方式,例如:

  • 转向(EPS)

  • 电制动助力器

  • 空调

  • 发动机冷却

  • 主动悬架。

越来越多的大动力、高功率用户创造了无数潜在的峰值功率需求场景。在决定电气系统结构时,越来越需要考虑这些负载尖峰的大小和持续时间。


趋势2:消费者要求更高的系统稳定性和可靠性

ECU功能越来越多地执行安全关键任务,许多情况下的车辆转向和制动是在没有驾驶员输入的情况下完成的。可以预见自动驾驶的时代即将到来。


车辆系统的高级功能安全要求(例如制动车辆的能力)决定了对电气系统质量和可靠性的要求指标。这些需求不仅对组件的大小有影响,而且对系统架构也有影响。


趋势3:新结构和材料的应用迎来新的挑战

为了满足经常冲突的目标,工程师们继续研究新的解决方案。除了上述的稳定性约束外,电气系统还必须不断地优化重量、成本、空间、安装方便、易于维护、安全等性能以提高效率降低成本。


趋势4:设计过程计算机仿真模拟的应用便于及早地发现设计中存在的问题

通过动态模拟可以早期地识别电气设计问题,这样可以在进行物理测试之前,及时重新设计产品。通过将仿真与开发过程结合起来,可以更早地解决设计冲突和设计问题,并为整个设计过程中的决策提供依据。


车辆电气系统计算机仿真模型可以应用在汽车电气系统如下领域:


电气系统稳定性分析

  • 减载策略和ECU测试

  • 临界载荷事件如电机的起动电流动态反应

  • 评估电气系统和能源供应情况(电缆系统、电池、DC/DC变换器、布线)


研究与开发

新的系统架构,例如调查使用超级电容器的潜在影响,调查铝布线解决方案,电缆结构,调查动态能量管理策略。


概念评价/优化

  • 能源/燃料消耗计算工况(BEV /混合动力概念)

  • 建模和混合功能如制动一体化、智能发电机或其他混合系统的电气系统模型

  • 优化电气系统,实现系统的稳定性/成本/温度/效率目标。


集成仿真功能验证

  • 高分辨率电机模型来测试电机ECU的功能

  • 电池模型和电池平衡功能测试单元

  • 电池数据/模型的验证

  • 使用生成的测试数据验证仿真模型


车辆电气系统计算机仿真模型将为汽车电子系统供应商面临的挑战提供更优化的设计过程管理与解决方案。



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