MATLAB®, Simulink® e Simscape™ consentono agli ingegneri di anticipare le fasi di sviluppo dei veicoli elettrici attraverso l’uso sistematico di dati e modelli. È possibile utilizzare applicazioni di riferimento predefinite per rendere la simulazione meno difficoltosa. Con MATLAB e Simulink, è possibile:
- Utilizzare il Model-Based System Engineering per progettare architetture complesse di veicoli elettrici e ottimizzare i sistemi
- Modellare batterie e sviluppare sistemi di gestione delle batterie (BMS)
- Modellare sistemi di celle a combustibile (FCS) e sviluppare sistemi di controllo delle celle a combustibile (FCCS)
- Modellare motori di trazione e sviluppare unità di controllo motore (MCU)
- Distribuire, integrare e testare algoritmi di controllo
- Usare i workflow basati sui dati e l’intelligenza artificiale (IA) nello sviluppo di veicoli elettrici
Guarda come gli altri utenti usano MATLAB e Simulink per lo sviluppo di veicoli elettrici
Sviluppo dell’architettura di sistema ed esecuzione della simulazione di sistema
I veicoli elettrici richiedono attività di progettazione e analisi a livello di veicolo che coinvolgono l’integrazione di sistemi multidominio. Con MATLAB, Simulink e Simscape è possibile:
- Procedere in modo rapido alla simulazione completa dei veicoli elettrici con motori, generatori e componenti per l’immagazzinamento dell’energia utilizzando applicazioni di riferimento predefinite per le configurazioni di motopropulsore più utilizzate
- Eseguire analisi come l’Architecture Tradeoff Analysis, il dimensionamento del motore e della batteria e l’ottimizzazione dei parametri di controllo
- Integrare, analizzare e testare sistemi multidominio
- Acquisire l’architettura di sistema, la progettazione dettagliata e i dettagli di implementazione in un unico ambiente con una traccia digitale nei modelli provenienti da diverse fasi del processo
- Riutilizzare i modelli durante il workflow di progettazione dall’architettura all’analisi fino ai test Hardware-In-The-Loop (HIL)
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Modellazione di batterie e sviluppo di BMS
La modellazione accurata delle batterie anticipa le fasi di sviluppo delle batterie e dei BMS per diverse condizioni ambientali e di carica-scarica. Con MATLAB, Simulink e Simscape è possibile:
- Modellare e simulare batterie e sviluppare BMS
- Modellare batterie con circuiti equivalenti e aumentare la fedeltà con topologie di circuiti elaborate
- Simulare non linearità, effetti termici, SOC/SOH e degrado delle batterie
- Consentire lo sviluppo di BMS, includendo la logica di controllo, la generazione automatica del codice e la simulazione a circuito chiuso per i workflow di certificazione e AUTOSAR
- Ottenere funzionalità come il monitoraggio della tensione e della temperatura, la protezione termica e da sovraccarico, il bilanciamento e l’isolamento delle celle nei BMS
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Modellazione di sistemi di celle a combustibile e sviluppo di sistemi di controllo delle celle a combustibile
La modellazione accurata dei sistemi di celle a combustibile (FCS), come la membrana elettrolitica polimerica (PEM), anticipa le fasi di sviluppo di FCS e di sistemi di controllo delle celle a combustibile (FCCS) in diverse condizioni operative e ambientali. Con MATLAB, Simulink e Simscape è possibile:
- Modellare e simulare FCS e sviluppare FCCS
- Modellare celle a combustibile PEM utilizzando concetti primitivi basati sull’elettrochimica o su dati sperimentali
- Simulare il risparmio di carburante, le prestazioni e gli effetti termici nei veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV)
- Consentire lo sviluppo di FCCS, includendo la logica di controllo, la generazione automatica del codice e la convalida a circuito chiuso con supporto per i workflow di certificazione e AUTOSAR
- Ottenere funzionalità quali il monitoraggio di corrente, tensione e alimentazione e la gestione termica
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Modellazione di inverter e di motori di trazione e sviluppo di un software per il controllo motori
La modellazione accurata del motore consente di anticipare la progettazione del motore e delle unità di controllo motore (MCU) a una fase precedente a quella dei test dell’hardware. Con MATLAB, Simulink e Simscape è possibile:
- Modellare e simulare i motori, l’elettronica di potenza e le MCU
- Modellare i motori al livello di fedeltà desiderato dal livello di sistema, dal livello di progettazione di controllo e dal livello di progettazione del motore utilizzando funzionalità quali la stima automatica dei parametri
- Progettare, simulare e convalidare i sistemi di conversione di potenza utilizzando librerie di modelli di fonti energetiche, semiconduttori di potenza e macchine come il motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) e il motore a induzione (IM)
- Consentire lo sviluppo di MCU utilizzando blocchi per creare e regolare il controllo Field-Oriented, la sincronizzazione automatizzata dei controller PID, la generazione automatica del codice e procedere alla convalida in simulazioni a circuito chiuso, tra cui HIL con supporto per workflow di certificazione e AUTOSAR
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Distribuzione, integrazione e test degli algoritmi di controllo
Gli sviluppatori di veicoli elettrici sono tenuti a conformarsi sempre di più agli standard di sicurezza. Con MATLAB e Simulink, è possibile:
- Generare automaticamente il codice C e HDL ottimizzato
- Tracciare requisiti, misurare la qualità del codice/dei modelli e generare automaticamente casi di test
- Conformarsi a un workflow di riferimento ISO 26262 per soddisfare i requisiti di sicurezza funzionale
- Utilizzare strumenti pre-qualificati per ISO 26262
- Servirsi di AUTOSAR Blockset (classico e adattivo) per modellare i componenti software AUTOSAR, simulare composizioni e importare/esportare file ARXML
- Effettuare l’integrazione in pipeline CI/CD/CT, generare codice, creare pacchetti per la distribuzione e automatizzare i test di regressione
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Utilizzo di workflow basati sui dati e dell’IA nello sviluppo di veicoli elettrici
Con l’utilizzo di dati di test e di dati di guida reali, è possibile fare scelte progettuali, costruire modelli di ordine ridotto che velocizzino le simulazioni e sviluppare servizi di manutenzione. Con MATLAB e Simulink, è possibile:
- Sfruttare il workflow di IA completo: preparazione dati, modellazione dell’IA, simulazioni e test, distribuzione su hardware embedded, dispositivi edge, Cloud o server aziendali
- Iniziare da algoritmi predefiniti, modelli ed esempi di riferimento per la modellazione dell’intelligenza artificiale
- Accedere ai dati da database, sorgenti Cloud, file binari come MDF e altri ancora
- Addestrare modelli con applicazioni point-and-click per il Machine Learning e il Deep Learning
- Importare modelli dalla più vasta community di IA per il transfer learning e la distribuzione
- Integrare l’intelligenza artificiale nei modelli a livello di sistema, procedere a simulazioni e verifiche prima di passare all’hardware
- Utilizzare le funzionalità dell’intelligenza artificiale per la previsione della vita utile residua, la manutenzione predittiva, la costruzione di gemelli digitali e l’inclusione dell’IA in Simulink
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Perché usare MATLAB e Simulink per lo sviluppo di veicoli elettrici?
Simulink si integra con più di 153 strumenti di terze parti e lingue, il che lo rende una delle piattaforme di integrazione più utilizzate.
Scegli tra un’ampia gamma di modelli per ottenere il giusto compromesso tra fedeltà del modello e velocità di esecuzione per il tuo caso d’uso.
Supera le difficoltà della simulazione servendoti di esempi di riferimento, corsi di formazione e documentazione.
Sfrutta la competenza di MathWorks Consulting per velocizzare progetti di sviluppo.
Soddisfa gli standard di conformità e certificazione (ISO 26262, ASPICE, MISRA-C e altri ancora) con i workflow di progettazione Model-Based.
Passa dal concetto alla distribuzione nell’ambiente MATLAB e Simulink.
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