Il settore automobilistico è senza dubbio il più competitivo al mondo. Il suo ambito operativo è enorme, così come il suo impatto sull'uomo e sull'ambiente. Nel corso dei decenni, il mercato automobilistico si è evoluto da semplice mezzo di trasporto a piattaforma di mobilità altamente elegante, ricca di funzionalità, affidabile e performante.
Siamo fortunati che la tecnologia stia avanzando rapidamente per aiutare a produrre soluzioni che risolvano le sfide della sostenibilità, poiché la consapevolezza della sostenibilità è aumentata nell'ultimo decennio e noi esseri umani comprendiamo meglio il nostro impatto sulla terra. Le case automobilistiche stanno rispondendo alla spinta verso l'elettrificazione dei veicoli ampliando le loro linee di veicoli alimentati a batteria e, nel caso di GM, fissando l'obiettivo di fornire veicoli a emissioni zero entro il 2035. Di conseguenza, è stato creato un nuovo design virtuale per le automobili.
- Chi è preoccupato per il cambiamento climatico plaude a queste iniziative, ma i veicoli elettrici (EV) hanno ancora molta strada da fare prima di diventare mainstream. Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (AIE), nel 2019 le vendite mondiali di auto elettriche hanno raggiunto i 2,1 milioni di unità, pari al 2,6% delle vendite globali di auto, portando il parco totale di questi veicoli a 7,2 milioni di unità. Sebbene si preveda che l'epidemia di COVID-19 avrà un impatto sulle vendite di autovetture, l'Agenzia internazionale per l'energia (AIE) prevede che le vendite di autovetture elettriche e veicoli commerciali leggeri rimarranno stabili nel 2020, rappresentando circa il 3% delle vendite globali di automobili. Secondo Deloitte, le vendite globali di auto elettriche dovrebbero aumentare da 2,5 milioni nel 2020 a 11,2 milioni nel 2025 e 31,1 milioni nel 2030. Secondo gli analisti di Deloitte, questo aumento è dovuto alle seguenti variabili:
- Domanda dei clienti
- Politiche e leggi del governo
- L'impegno delle case automobilistiche nei confronti dei veicoli elettrici
- Le flotte aziendali stanno passando ai veicoli elettrici.
Sviluppo dei veicoli elettrici
Grazie alle innovazioni nella tecnologia delle batterie e alla continua innovazione, i veicoli elettrici hanno ora l'autonomia e le prestazioni brillanti che la maggior parte dei conducenti desidera per gli spostamenti quotidiani. Dietro le quinte, tuttavia, questi sviluppi richiedono un alto livello di competenza ingegneristica, nonché strumenti e risorse di progettazione moderni. Vediamo come le tecniche di automazione della progettazione elettronica (EDA) possono contribuire ad accelerare lo sviluppo dei veicoli elettrici, ottenendo comunque i risultati desiderati. Secondo Deloitte, le vendite totali di veicoli elettrici dovrebbero raggiungere gli 11,2 milioni entro il 2025. Nel 2020 erano 2,5 milioni.
Rilevamento precoce di problemi di progettazione e software
I produttori di prototipi virtuali di veicoli elettrici devono raggiungere il giusto equilibrio tra prestazioni, autonomia, costi ed efficienza nella progettazione dei veicoli elettrici. Devono inoltre affrontare le difficoltà poste dal difficile ambiente operativo dei veicoli, nonché l'interazione tra componenti elettrici e meccanici in tale ambiente. Per aumentare l'economicità, molti OEM hanno scelto di utilizzare più hardware e software per dotare i propri veicoli di intelligenza artificiale, nonché un numero inferiore di elementi elettromeccanici.
Lo sviluppo di sistemi elettronici a supporto dei veicoli elettrici ha sollevato nuove questioni nei settori della progettazione hardware, dello sviluppo software, Caricabatterie per veicoli elettricie test di sistema. L'esplorazione preliminare dello spazio di progettazione, la selezione dei componenti elettrici, lo sviluppo del software e la complessità dell'integrazione, i test di sicurezza funzionale e i costi di prototipazione sono tutti fattori importanti.
I test al banco sono sempre stati utilizzati dai progettisti automobilistici per convalidare i sistemi elettronici. Tuttavia, i banchi di prova sono costosi e l'iniezione di guasti senza distruggere l'hardware è quasi impossibile.
I veicoli elettronici, con l'aiuto della prototipazione virtuale, consentono di convalidare l'intero sistema elettronico senza dipendere dall'hardware fisico. Inoltre, in questa cultura del lavoro da casa, la prototipazione virtuale consente di effettuare facilmente i test da qualsiasi parte del mondo.
Sviluppo dei veicoli elettrici in un unico luogo
La scorsa estate abbiamo annunciato una soluzione completa e multidisciplinare per la prototipazione virtuale di veicoli elettrici che consente ai progettisti di esaminare le opzioni di progettazione, valutare i compromessi, sviluppare software integrato e completare molte fasi di verifica prima di procedere alla produzione dell'hardware. La soluzione unificata soddisfa le esigenze specifiche di progettazione di veicoli elettrici, come ad esempio:
- L'elettronica di potenza, i sistemi di batterie, i microcontrollori e i componenti AUTOSAR sono tutti rappresentati nelle librerie dei modelli EV.
- Per un esame dettagliato, viene utilizzata una simulazione rapida multilivello, da astratta ad alta fedeltà.
- Supportare la sicurezza funzionale, il debug hardware e software, l'analisi delle variazioni, l'analisi della copertura e le attività di progettazione della calibrazione tramite debug, analisi e test delle funzionalità.
- Supporto per l'interfaccia Functional Mock-up Interface (FMI) e altre interfacce di programmazione delle applicazioni (API) che consentono l'integrazione in altri flussi e strumenti automobilistici (FMI)
La soluzione di prototipazione virtuale EV comprende i seguenti componenti:
- VirtualizerTM e Virtualizer Development Kit (SDK) sono strumenti per la creazione, la distribuzione e l'utilizzo di prototipi hardware virtuali.
- Per uno sviluppo efficace del software dell'unità di controllo motore (ECU), la piattaforma ECU virtuale Silver trasferisce le attività di sviluppo dai banchi prova e dai banchi di collaudo su un PC Windows®.
- TestWeaver® è uno strumento intelligente per l'automazione dei test che produce ed esegue test di sistema con uno sforzo minimo in termini di specifiche, al fine di individuare gli errori e massimizzare la copertura dei test.
- SaberRD e SaberEXP sono ambienti integrati per la virtualizzazione e l'ottimizzazione dei sistemi elettronici di potenza e meccatronici.
La nostra soluzione di prototipazione virtuale per veicoli elettrici consente a un gruppo eterogeneo di ingegneri di sviluppo e collaudo di concentrarsi su aree quali sistemi di controllo, software applicativo, firmware, elettronica di potenza, gestione dei sistemi di batterie, azionamento dei motori, affidabilità, sicurezza funzionale, calibrazione e integrazione di sistemi/software, con conseguente miglioramento della qualità e delle prestazioni dei prodotti e riduzione dei costi di sviluppo e manutenzione.
Per risparmiare tempo e ridurre le iterazioni, la prototipazione virtuale può essere utilizzata come parte di una strategia shift-left, che comporta lo spostamento del processo di progettazione e verifica in una fase precedente del processo. Inoltre, grazie alla prototipazione online, i progettisti possono testare guasti e casi limite che sarebbero dannosi o impossibili da ottenere con l'hardware. Il processo Triple-Shift Left di Synopsys prevede la creazione di un prototipo virtuale parallelamente allo sviluppo dell'ECU, l'utilizzo di IP di livello automobilistico per eseguire funzionalità specifiche su silicio e l'esecuzione di test software automobilistici completi e tempestivi. Lo scopo del Triple-Shift Left è quello di trasformare il tradizionale processo di sviluppo automobilistico seriale in uno parallelo, risparmiando tempo e denaro e ottimizzando il sistema fin dall'inizio in termini di sicurezza funzionale, protezione e affidabilità.
Conclusione
Grazie alle tecniche EDA come la prototipazione virtuale, la progettazione dei sistemi elettronici dei veicoli elettrici può essere molto più semplice e veloce. Questa è un'ottima notizia per i progettisti che desiderano farsi un nome nel settore.
Stai cercando prototipazione virtuale e soluzioni di progettazione per i vostri veicoli elettrici? Date un'occhiata alla nostra azienda, che opera nel settore da ormai un decennio. Non esitate a contattarci. contattaci con una richiesta di informazioni.
Riferimenti
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/
