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Simulation temps-réel OPAL-RT : la course en tête

Quand il s’agit de tester des calculateurs électroniques automobiles sur bancs HIL (avec matériel dans la boucle) et PHIL (amplificateur dans la boucle), la simulation temps réel doit coller le plus possible à la réalité. La parfaite exécution de tests HIL pour la motorisation hybride et électrique nécessite des modèles rigoureusement conçus, un pas de calcul ne dépassant pas quelques microsecondes et des entrées-sorties ultrarapides. Les solveurs et plates-formes de test sur carte FPGA et processeur font d’OPAL-RT un chef de file de la simulation numérique de véhicules hybrides et électriques.

Une simulation au plus près de la réalité

Le test et la simulation temps réel d’un véhicule électrique doivent beaucoup au réalisme du modèle de moteur. Sa précision et sa fidélité permettent aux ingénieurs de se concentrer sur les essais et les résultats, et non sur le fonctionnement sous-jacent du système.

Voici deux leviers de progrès dans la conception de simulateurs HIL pour l’électromobilité :

Simulation de moteurs électriques sur FPGA

OPAL-RT propose des modèles FPGA et Simulink® pour une panoplie de moteurs industriels tels que les moteurs synchrones à aimants permanents (MSAP), asynchrones (MAS), synchrones à réluctance (SynRM), sans balais (BLDC), à courant continu (CC) et à courant alternatif (CA), mais aussi pour des moteurs atypiques, en fonction des besoins.

Le réalisme et l’efficacité de ces modèles affinent la précision des résultats et améliorent la qualité des tests de commandes de moteurs et de leurs régimes et caractéristiques (harmoniques, saturation du courant, couple).

Les dynamiques mécaniques étant généralement dix fois plus lentes que les variables électriques testées sur processeur, l’ingénieur-concepteur gagne beaucoup en souplesse d’utilisation.

Injection de défauts virtuels dans les convertisseurs, ponts et moteurs

Une couverture de test complète des calculateurs ECU de véhicules hybrides et électriques oblige à valider le comportement en cas de panne des commandes de moteurs et de convertisseurs. À cette fin, la solution OPAL-RT permet de simuler :

  • des défauts de circuit ouvert, de court-circuit ou de signal de gâchette sur les transistors IGBT
  • des défauts d’ouverture de phase ou court-circuit entre deux phases sur les moteurs ;
  • des défauts sur le bus intermédiaire CC ;
  • un comportement non idéal du résolveur.

Ergonomie de l’interface utilisateur

La performance de la simulation OPAL-RT s’appuie sur une interface utilisateur très conviviale qui permet de visualiser les signaux comme sur un oscilloscope réel, de paramétrer la plupart des organes moteur et de configurer les entrée/sorties. Elle s’accompagne d’un éditeur de scripts en langage Python pour automatiser des séquences de test complètes.

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LA SOLUTION OPAL-RT ADAPTÉE À VOS BESOINS

Fruit de près de deux décennies de recherche-développement en simulation temps réel et d’une expérience de terrain en électronique de puissance, eFPGASIM est la plate-forme de test sur FPGA la plus puissante et la plus simple d’utilisation de l’industrie. La solution allie la performance des simulateurs numériques réalistes à la très faible latence de communication nécessaires à l’étude et au test des applications de transport hybride et électrique.

Exemples d’application

Accélération des essais (comportement, régimes de marche et composants) sur véhicule Ford Fusion Hybrid avec la simulation HIL d’OPAL-RT

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La simulation OPAL-RT améliore la conception des groupes motopropulseurs Valeo.

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Simulation HIL temps réel sur RT-LAB des véhicules hybrides électriques à hydrogène TOYOTA

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