基于MATLAB和Simulink的电动汽车开发

使用基于模型的设计对电池、电机和控制器进行建模、模拟和开发

MATLAB®,仿真软件®,以及Simscape™使工程师能够通过系统地使用数据和模型来预先装载电动汽车(EV)的开发。您可以使用预构建的参考应用程序来降低模拟的门槛。使用MATLAB和Simulink,您可以:

  • 使用基于模型的系统工程设计复杂的电动汽车架构和优化系统
  • 模拟电池并开发电池管理系统(BMS)
  • 模拟燃料电池系统(FCS)和开发燃料电池控制系统(FCCS)
  • 模拟牵引电机并开发电机控制单元(MCU)
  • 部署、集成和测试控制算法
  • 在电动汽车开发中使用数据驱动工作流和人工智能(AI)
电动汽车的概述

开发系统架构并进行系统仿真

电动汽车需要在车辆层面进行设计和分析,涉及多域系统集成。使用MATLAB, Simulink和Simscape,您可以:

  • 使用预构建的通用动力总成配置参考应用程序,快速启动和运行带有电机、发电机和储能组件的完整电动汽车仿真
  • 执行分析,如架构权衡,电机和电池尺寸,以及控制参数优化
  • 集成、分析和测试多域系统
  • 在单一环境中获取系统体系结构、详细设计和实现细节,并从不同流程步骤跨模型进行数字跟踪
  • 从架构、分析到硬件在环(HIL)测试的整个设计流程都可以重用模型

模型电池和开发BMS

精确的电池建模前负荷开发电池和BMS在不同充放电和环境条件下。使用MATLAB, Simulink和Simscape,您可以:

  • 建模和模拟电池,开发BMS
  • 用等效电路建模电池,并通过精细的电路拓扑添加保真度
  • 模拟非线性,热效应,SOC/SOH和电池的退化
  • 启用BMS开发,包括控制逻辑、自动代码生成以及AUTOSAR和认证工作流的闭环模拟
  • 在BMS中实现电压和温度监测、热和过充电保护、电池平衡和隔离等功能

模拟燃料电池系统并开发燃料电池控制系统

精确燃料电池系统(FCS)建模,如聚合物电解质膜(PEM), FCS和燃料电池控制系统(FCCS)在不同操作和环境条件下的前端负载开发。使用MATLAB, Simulink和Simscape,您可以:

  • 建模仿真FCS,开发FCCS
  • 使用基于电化学或实验数据的第一原理建模PEM燃料电池
  • 模拟燃料电池电动汽车(fevs)的燃油经济性、性能和热效应
  • 启用FCCS开发,包括控制逻辑、自动代码生成和闭环验证,支持AUTOSAR和认证工作流
  • 实现电流、电压、电源监测和热管理等功能

建模逆变器,牵引电机,开发电机控制软件

在硬件测试之前,精确的电机建模是电机和电机控制单元(MCU)设计的前置任务。使用MATLAB, Simulink和Simscape,您可以:

  • 模型和模拟电机,电力电子和mcu
  • 使用自动化参数估计等功能,从系统级、控制设计级和电机设计级以期望的保真度水平建模电机
  • 使用能源、功率半导体和诸如永磁同步电机(PMSM)和感应电机(IM)等机器的模型库设计、模拟和验证功率转换系统
  • 使用块实现MCU开发,用于创建和调整面向现场的控制,PID控制器的自动整定,自动代码生成,并在闭环模拟中验证,包括支持AUTOSAR和认证工作流的HIL

部署、集成和测试控制算法

电动汽车开发商越来越需要遵守安全标准。使用MATLAB和Simulink,您可以:

  • 自动生成优化的C和HDL代码
  • 跟踪需求,度量代码/模型的质量,并自动生成测试用例
  • 符合一个ISO 26262参考工作流程满足功能安全要求
  • 使用ISO 26262预认证的工具
  • 利用AUTOSAR Blockset(经典的和自适应的)对AUTOSAR软件组件建模,模拟组合,导入/导出ARXML文件
  • 与CI/CD/CT管道集成,生成代码,用于部署的包,并自动化回归测试

在电动汽车开发中使用数据驱动工作流和人工智能

在电动汽车开发中使用数据驱动工作流和人工智能

使用测试数据和真实驾驶数据,您可以做出设计决策,构建加速模拟的降阶模型,并开发维护服务。使用MATLAB和Simulink,您可以:

  • 充分利用完整的AI工作流程:数据准备、AI建模、仿真和测试,以及在嵌入式硬件、边缘设备、云或企业服务器上部署
  • 从预构建的算法、模型和AI建模参考示例开始
  • 从数据库、云源、MDF等二进制文件访问数据
  • 用指向点击应用程序训练模型,用于机器学习和深度学习
  • 从更广泛的AI社区导入模型,用于迁移学习和部署世界杯预选赛小组名单
  • 将AI集成到系统范围的模型中,并在转移到硬件之前进行模拟和验证
  • 使用AI功能来预测剩余可用寿命、预测性维护、构建数字双胞胎,并在Simulink中引入AI

为什么要用MATLAB和Simulink来开发电动汽车?

Simulink集成了153多种第三方工具和语言,非常受欢迎集成平台。

从广泛的模型中选择,在模型之间获得正确的权衡保真度和执行速度对于您的用例。

降低模拟使用的门槛参考示例、培训课程和文档。

利用MathWorks咨询加快发展项目。

满足合规性和认证标准(ISO 26262, ASPICE, MISRA-C等)的基于模型的设计工作流。

概念的部署在MATLAB和Simulink环境中。

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