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电气化和测试的演变:与 Alan Soltis 的对话

电气化和测试的演变:与 Alan Soltis 的对话

随着汽车行业向电气化的重大转型,仿真 和实时测试已成为确保新技术可靠性和效率的关键。OPAL-RT TECHNOLOGIES 的客户成功经理 Alan Soltis 二十多年来一直站在这一发展的最前沿,与各公司密切合作,将先进的硬件在环(HIL)仿真 工具集成到他们的开发和验证流程中。

艾伦在汽车测试和实时仿真方面拥有深厚的专业知识,他亲眼目睹了行业期望是如何从早期作为实验工具的 HIL 转变为目前作为现代动力总成和电池测试重要组成部分的。在这次采访中,他就测试方法的演变、电气化对仿真 需求的影响,以及行业在为下一个创新十年做准备时面临的挑战分享了自己的见解。

您能介绍一下您的背景以及现在在 OPAL-RT 从事的工作吗?

在 2003 年加入 OPAL-RT 之前,我在获得电气工程硕士学位后,在汽车行业担任 HIL 测试工程师。我于 2000 年开始使用 HIL仿真 ,当时它还是一个探索性的研究课题,工业应用仅限于早期采用者。

我最初在 OPAL-RT 担任现场应用工程师。几年后,我转入销售行业,最终领导汽车业务部门,帮助汽车客户整合其交付的产品,并在密歇根办事处为他们提供支持。

如今,我是一名客户成功经理。我直接与客户合作,确保他们成功使用我们的工具,并向我们内部的研发、质量和销售团队提供客户洞察。这有助于我们根据客户当前和未来的需求调整我们的工作。

您刚开始从事 HIL 和测试工作时,HIL 和测试领域是什么样的?

在汽车领域,对定制模拟测试系统和原型 "骡子 "车辆的依赖程度很高,以便在环境中测试各个组件和控制装置。基于模型的数字控制仿真 概念具有开创性意义。由于其新颖性,测试团队和 HIL 供应商(如 OPAL-RT)必须共同学习,以建立最佳实践。

当时,HIL 测试主要集中在最重要、最昂贵的动力总成部件的嵌入式控制器上。发动机通常使用简化的工厂模型进行建模,而节气门体等一些部件则是物理集成而非模拟集成。

如今,HIL 测试已成为主流,超越了研发领域,在早期缺陷检测和确保生产就绪方面发挥着至关重要的作用。这一演变带来了更紧的时间安排和更高的标准。与 25 年前相比,现在人们期望系统只需最少的设置就能立即运行,这反映了行业的成熟度和更高的期望值。

随着电气化的兴起,从燃烧到电气化的转变是何时发生的,测试又是如何演变的?

我认为重大转变始于 2008 年前后。我记得自己曾参加过一次SAE会议的专题讨论会,与会者包括来自领先原始设备制造商的高级工程师和专注于电动汽车的初创企业。不出所料,他们对电气化的未来持有截然不同的观点。无论是最乐观还是最悲观的预测,都没有完全实现。

电池和电机设计方面的早期成功证明了电动汽车的潜在优势,并消除了一些最强烈的疑虑。到 2010 年代初,汽车制造商开始重新分配资源,从内燃机(ICE)转向电气化。如今,人们将重点放在了电机仿真 和电池技术上,而这仍然是主流应用的瓶颈。

电动化动力系统也提出了新的测试要求。例如,仿真循环需要加快几个数量级--从毫秒到纳秒。例如,内燃机可以在毫秒级范围内进行仿真,用于控制验证,而电动动力系统和快速充电器等外围设备的快速切换技术则需要亚微秒级的仿真。

尽管面临供应链限制、政府激励措施不一致以及环境问题等挑战,电动汽车的市场份额仍在稳步扩大。这一增长将继续推动我们对先进解决方案的投资。

HIL 测试已成为主流,超越了研发领域,在早期缺陷检测和确保生产就绪方面发挥着至关重要的作用。

艾伦-索尔蒂斯

OPAL-RT TECHNOLOGIES客户成功经理

引用图片

电池似乎是电气化的核心。这是否仍是市场的主流观点?

当然。打造更好的电池和控制系统以管理其效率,仍然是任何电气化战略的核心。然而,资源可用性和扩大产能等重大瓶颈带来的挑战超出了汽车制造商的控制范围。诸如 "我们从哪里大规模采购 X 材料?"和 "我们如何为大批量电动汽车生产改造 Y 工厂?"这样的问题正变得越来越重要。

虽然电气化方面的投资依然巨大,但将一个世纪以来内燃机车的渐进式发展与大约 15 年的认真电气化努力相比较,就能凸显出挑战的规模。随着汽车行业的不断成熟,未来十年将是至关重要的十年。

电气化的挑战似乎往往是逐步解决的,只有在不可避免的情况下才逐步解决。最初,人们关注的焦点是说服人们采用电动汽车。现在,话题似乎转向了电网准备等问题。电动汽车制造商是否与电网协调?

电网就绪程度与电动汽车的采用密切相关。如果没有智能电网解决方案或巧妙的错峰充电策略,电动汽车的迅速普及可能会使系统不堪重负。

进展可能仍将是渐进式的,类似于我们看到的内燃机汽车燃油效率的逐年提高。电动汽车的采用和电网容量必须同步推进。

在全球范围内,电网解决方案需要采用 "上述所有 "的方法,包括煤炭、天然气、核能和可再生能源。因地制宜发挥着重要作用--例如,太阳能和风能在某些地区比在其他地区更可行。

建立更好的电池和控制系统以管理其效率,仍然是任何电气化战略的核心。

艾伦-索尔蒂斯

OPAL-RT TECHNOLOGIES客户成功经理

展望未来 10 年,您认为这一领域会继续逐步取得进展,还是会出现重大飞跃?

例如,电池技术的革命性飞跃无疑会改变格局。然而,迄今为止,电池技术的改进一直受到化学因素的制约。大多数进步都是由令人印象深刻的工程技术和更好地利用现有技术推动的,而不是突然的突破。

从测试和验证的角度来看,我们不能依赖革命。相反,我们应专注于最大限度地发挥现有技术的潜力,同时逐步提高效率。软件的进步仍将至关重要,而我们的仿真 工具必须保持领先。

迄今为止,大部分进展都是由政府推动的。您认为这种情况会继续下去吗?

政府在资助和激励该行业发展方面发挥了关键作用。今后,随着该行业的成熟,私人投资很可能将发挥主导作用。然而,系统性挑战,如基础设施和标准,仍需要公私合作。

尽管存在这些挑战,电动汽车的采用仍在继续增长。现在的重点不仅是推广电动汽车,还要使其有利可图并具有可持续性。随着电动汽车行业取得更辉煌的业绩,这将推动这个仍然相对年轻的行业进一步发展。