Bilsektoren er uden tvivl den mest konkurrenceprægede i verden. Dens aktivitetsområde er enormt, ligesom dens indvirkning på mennesker og miljø. Bilmarkedet har gennem årtier udviklet sig fra at være basalt transportudstyr til at være yderst stilfulde, funktionsrige, pålidelige og højtydende mobilitetsplatforme.
Vi er heldige, at teknologien udvikler sig hurtigt og bidrager til at skabe løsninger, der løser bæredygtighedsudfordringer, da bevidstheden om bæredygtighed er steget i løbet af det sidste årti, og vi mennesker har fået en bedre forståelse af vores indvirkning på jorden. Bilproducenter reagerer på tendensen mod elektrificering af køretøjer ved at udvide deres sortiment af batteridrevne køretøjer og, i tilfældet med GM, ved at sætte et mål om at levere nul-emissionskøretøjer inden 2035. Som et resultat heraf blev der skabt et nyt virtuelt bildesign.
- De, der er bekymrede over klimaforandringerne, bifalder disse initiativer, men elbiler har stadig en lang vej at gå, før de bliver mainstream. Det globale salg af elbiler nåede op på 2,1 millioner i 2019, hvilket svarer til 2,6 procent af det globale bilsalg og øger den samlede bestand af disse køretøjer til 7,2 millioner enheder, ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA). Mens COVID-19-udbruddet forventes at påvirke salget af personbiler, forventer Det Internationale Energiagentur (IEA), at salget af elektriske personbiler og lette erhvervskøretøjer vil forblive stabilt i 2020 og udgøre ca. 3 % af det globale bilsalg. Det globale salg af elbiler forventes at stige fra 2,5 millioner i 2020 til 11,2 millioner i 2025 og 31,1 millioner i 2030, ifølge Deloitte. Følgende variabler er ifølge Deloittes analytikere årsagen til denne stigning:
- Efterspørgsel fra kunder
- Regeringens politikker og love
- Bilproducenternes engagement i elbiler
- Virksomheders bilparker er ved at skifte til elbiler.
Udvikling af elektriske køretøjer
Takket være gennembrud inden for batteriteknologi og kontinuerlig innovation har elbiler nu den rækkevidde og hurtige ydeevne, som de fleste bilister ønsker til deres daglige pendling. Bag kulisserne kræver disse udviklinger imidlertid et højt niveau af teknisk ekspertise samt moderne designværktøjer og ressourcer. Lad os se på, hvordan teknikker til elektronisk designautomatisering (EDA) kan hjælpe med at fremskynde udviklingen af elbiler og samtidig opnå de ønskede resultater. Ifølge Deloitte vil det samlede salg af elbiler sandsynligvis nå op på 11,2 millioner i 2025. I 2020 var det 2,5 millioner.
Tidlig påvisning af design- og softwareproblemer
Bilproducenterne af EV Virtual Prototyping skal opnå den rette balance mellem ydeevne, køreafstand, omkostninger og effektivitet, når de designer elbiler. De skal også håndtere de udfordringer, der følger af køretøjernes barske driftsmiljø, samt samspillet mellem elektriske og mekaniske komponenter i dette miljø. For at øge økonomien har mange OEM'er valgt at bruge mere hardware og software til at gøre deres køretøjer intelligent, samt færre elektromekaniske elementer.
Udviklingen af elektroniske systemer til understøttelse af elbiler har rejst nye spørgsmål inden for hardware-design, softwareudvikling, EV-opladereog systemtest. Tidlig udforskning af designmuligheder, valg af elektriske komponenter, softwareudvikling og integrationskompleksitet, funktionel sikkerhedstest og prototypekostnader er alle vigtige faktorer.
Bænktest har altid været brugt af bildesignere til at validere elektroniske systemer. Testbænke er imidlertid dyre, og det er næsten umuligt at indføre fejl uden at ødelægge hardwaren.
Elektroniske køretøjer med hjælp fra virtuel prototyping gør det muligt at validere hele det elektroniske system uden at være afhængig af fysisk hardware. Desuden gør virtuel prototyping det muligt at teste fra hvor som helst i verden i denne hjemmearbejdskultur.
Udvikling af elbiler på ét sted
Sidste sommer annoncerede vi en omfattende, tværfaglig løsning til virtuel prototyping af elbiler, der giver designere mulighed for at undersøge designvalg, afveje fordele og ulemper, udvikle indbygget software og gennemføre mange verifikationsfaser, inden der produceres hardware. Den samlede løsning imødekommer de unikke behov hos design af elektriske køretøjer, såsom:
- Effektelektronik, batterisystemer, mikrocontrollere og AUTOSAR-komponenter er alle repræsenteret i EV-modelbiblioteker.
- Til en detaljeret undersøgelse anvendes en hurtig simulering på flere niveauer, fra abstrakt til høj nøjagtighed.
- Understøttelse af funktionel sikkerhed, fejlfinding af hardware og software, variationsanalyse, dækningsanalyse og kalibreringsdesign ved hjælp af fejlfinding, analyse og test af funktionalitet.
- Understøttelse af Functional Mock-up Interface (FMI) og andre applikationsprogrammeringsgrænseflader (API'er), der muliggør integration i andre bilindustrielle processer og værktøjer (FMI)
EV-løsningen til virtuel prototyping består af følgende komponenter:
- VirtualizerTM og Virtualizer Development Kits (SDK'er) er værktøjer til at lave, dele og bruge virtuelle hardwareprototyper.
- For effektiv udvikling af motorstyringsenhedens (ECU) software flytter Silver virtuelle ECU-platform udviklingsaktiviteterne fra vej- og testbænke til en Windows®-pc.
- TestWeaver® er et intelligent testautomatiseringsværktøj, der producerer og kører systemtest med minimal specifikationsindsats for at opdage fejl og maksimere testdækningen.
- SaberRD og SaberEXP er integrerede miljøer til virtualisering og optimering af effektelektroniske og mekatroniske systemer.
Vores virtuelle prototyping-løsning til elbiler gør det muligt for en mangfoldig gruppe af udviklings- og testingeniører at fokusere på områder som styresystemer, applikationssoftware, firmware, effektelektronik, batterisystemstyring, motordrev, pålidelighed, funktionel sikkerhed, kalibrering og system-/softwareintegration, hvilket resulterer i forbedret produktkvalitet og ydeevne samt lavere udviklings- og vedligeholdelsesomkostninger.
For at spare tid og reducere iterationer kan virtuel prototyping anvendes som en del af en shift-left-strategi, hvilket indebærer, at design- og verifikationsprocessen flyttes tidligere i processen. Desuden kan designere ved hjælp af online prototyping teste fejl og hjørnetilfælde, som ville være skadelige eller umulige at opnå med hardware. Synopsys' Triple-Shift Left-proces indebærer oprettelse af en virtuel prototype sideløbende med ECU-udviklingen, brug af IP i bilkvalitet til at udføre specificerede funktioner på silicium og tidlig og omfattende test af bilsoftware. Formålet med Triple-Shift Left er at omdanne den traditionelle serielle biludviklingsproces til en parallel proces, hvilket sparer tid og penge og samtidig optimerer systemet fra starten med henblik på funktionel sikkerhed, sikkerhed og pålidelighed.
Konklusion
Med EDA-teknikker som virtuel prototyping kan design af elektroniske systemer til elbiler blive meget nemmere og hurtigere. Det er gode nyheder for designere, der ønsker at gøre sig bemærket.
Leder du efter virtuelle prototyper og designløsninger til dine elektriske køretøjer? Se nærmere på os, da vi allerede har betjent branchen i et årti. Du er velkommen til at kontakt os med en forespørgsel.
Referencer
https://www2.deloitte.com/us/en/insights/focus/future-of-mobility/electric-vehicle-trends-2030.html
https://blogs.synopsys.com/from-silicon-to-software/2021/02/10/electric-car-design-virtual-prototyping/
