Elektro- und Hybridmobilität

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Führend bei der Echtzeitsimulation von Elektro- und Hybridfahrzeugen

Echtzeitsimulationen für die HIL- und PHIL-Erprobung von Steuergeräten müssen möglichst realitätsnah sein. Eine wirklich zuverlässige Implementierung von Hardware-in-the-Loop (HIL) für Anwendungen in Elektro- und Hybridfahrzeugen erfordert belastbare Modelle, Programmlaufzeiten von höchstens einigen Mikrosekunden sowie eine möglichst schnelle I/O-Kommunikation. Mit seinen Solvern, der FPGA-Architektur und der CPU-Leistung ist OPAL-RT das führende Unternehmen bei der Simulation von Elektro- und Hybridfahrzeugen.

Intuitive und umfassende Benutzerschnittstelle

Zu OPAL-RTs zuverlässiger Motorlösung gehört eine flexible und intuitive Benutzerschnittstelle. Diese ermöglicht die Visualisierung von realistischen Signalumfängen, die Festlegung von Parametern für die meisten Komponenten des Elektromotors sowie die Kalibrierung der I/Os. Dank der leicht verständlichen Python-Skriptschnittstelle erlaubt sie die Erstellung umfassender Testsequenzen.

Echtzeitsimulation von Motor und Wechselrichter mit maximaler Präzision und Flexibilität

Motorsteuerungen, Gate-Treiberboard und schnelle IGBT-Schutzsysteme testen.


Unterschiedliche Stromrichtertopologien und Motortypen analysieren und testen.

Tests bereits vor der Prüfstands- und PHIL-Systemerprobung durchführen.

Vorlaufzeiten verkürzen und Entwicklungs- und Erprobungskosten senken.

Hauptmerkmale

  • Detaillierte Finite-Elemente-Modelle von Motoren mit Tools von JMAG, MAXWELL und Infolytica FEA
  • Modelle mit Zeitschritten unter 500 ns zur Simulation von harmonischen Oberschwingungen und Totzeiteffekten bei highspeed Motoren und PWM bis zu über 100 kHz
  • Hochgenaue und flexible Stromrichtermodelle mit Simulation interner Kurzschlüsse und Open-Gate-Fehler
  • Hocheffiziente Testautomatisierung durch spontane Veränderung der Modelltopologie, Parameterwerte und Verbindungen der I/O-Kanäle ohne Unterbrechung der Simulation
  • Echtzeitberechnung der Stromrichterverluste
  • Benutzerdefinierte FPGA-Steuerungs- und Schutzfunktionen mit dem Blockschaltbild-Editor
  • Sehr kurze Latenz von weniger als 1,5 bis 2 µs zwischen dem IGBT-Zündimpuls des Motorsteuergeräts und dem Ausgangsstrom des Motors.
  • Unterstützung mehrerer Antriebe und Motoren durch multiple FPGAs


Discover OPAL-RT’s FPGA Electric Machine Library

Die beiden Kernelemente bei der Erstellung hocheffizienter HIL-Simulatoren für Elektromobilität

Die Möglichkeit einer Echtzeitsimulation zur Erprobung von Elektromotoren hängt stark von der Leistungsfähigkeit eines zuverlässig in Echtzeit laufenden Motormodells ab. Damit können sich Ingenieure auf die präzise Testdurchführung statt auf die Systembedienung konzentrieren.


Zuverlässige FPGA-Echtzeitsimulation von Motoren

OPAL-RT bietet Modelle von Elektromotoren auf FPGA- und Simulink-Basis an wie: PMSM, IM, SRM, BLDC, DC und AC. OPAL-RT entwickelt außerdem kundenspezifische Echtzeitmodelle von untypischen Motoren.

Eine präzise Motorwiedergabe versieht Ingenieure mit oberschwingungsreichen Ergebnissen, einem realistischen Stromsättigungsverhalten und genauen Drehmomenten, was bei der Erprobung von Elektromotorsteuerungen eine breitere Testabdeckung und Qualität ermöglicht.

Die mechanische Dynamik läuft generell bis zu zehn Mal langsamer als die elektrische Dynamik in der CPU, die dem Anwender eine wesentlich größere Flexibilität bietet.

Virtuelle Fehlerinjektion bei Stromrichtern, Brücken und Elektromotoren

Eine vollständige Testabdeckung bei Steuergeräten von Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen erfordert eine Bewertung des Steuerungsverhaltens bei verschiedenen Fehlerszenarien in Elektromotoren und Stromrichtern. Die von OPAL-RT angebotene Lösung ermöglicht bei vielen Umrichtern und Motoren die Simulation von Fehlern wie:

  • Leitungsunterbrechung, Kurzschluss oder Gate-Fehler auf jedem beliebigen IGBT
  • Leerlauf und Kurzschluss als mögliche Motorfehler
  • Fehler auf der Gleichstromtrasse
  • Nicht optimales Verhalten des Resolversensors

EMPFOHLENES ECHTZEITSIMULATIONSSYSTEM VON OPAL-RT

Nach zwei Jahrzehnten Forschung und Entwicklung im Bereich Echtzeitsimulation bietet OPAL-RT auch aufbauend auf umfassenden praktischen Erfahrungen mit der Leistungselektronik jetzt mit eFPGASIM den branchenweit leistungsfähigsten, intuitivsten Echtzeitsimulator an. eFPGASIM vereint die Leistung zuverlässiger digitaler Simulatoren mit der bei der Prüfung von Elektro- und Hybridfahrzeugen benötigten sehr geringen Latenz.

Erfolgsgeschichten von Kunden

Learn how OPAL-RT can help accelerate time to test conditions and vehicle behaviour, as well as hybrid vehicle components

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See how Valeo uses an OPAL-RT simulator to develop innovative powertrain solutions

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Read the comparison between OPAL-RT HIL computational time measurement against model fidelity made by Toyota Motor Corp

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Zugehörige Quellen