MATLAB®、Simulink®、Simscape™ を使用することで、エンジニアはデータとモデルを体系的に使用して電気自動車 (EV) のフロントローディング開発を行うことができます。事前構築済みのリファレンス アプリケーションを使用することで、シミュレーションのハードルを下げることができます。MATLAB と Simulink を使用すると、次のことが可能になります。

  • モデルベース システム エンジニアリングを使用した複雑な EV アーキテクチャの設計とシステムの最適化
  • バッテリーのモデル化とバッテリー マネジメント システム (BMS) の開発
  • 燃料電池システム (FCS) のモデル化と燃料電池制御システム (FCCS) の開発
  • トラクションモーターのモデル化とモーター制御ユニット (MCU) の開発
  • 制御アルゴリズムの展開、統合、テスト
  • EV 開発におけるデータ駆動型のワークフローと人工知能 (AI) の使用
電気自動車の概要

システム アーキテクチャの開発とシステム シミュレーションの実行

電気自動車にはマルチドメイン システムの統合を含む車両レベルでの設計と解析が必要です。MATLAB、Simulink、Simscape を使用すると、次のことが可能になります。

  • 一般的なパワートレイン構成のための事前構築済みリファレンス アプリケーションを使用して、モーター、ジェネレーター、エネルギー貯蔵のコンポーネントを備えた完全な EV シミュレーションを迅速に立ち上げて運用
  • アーキテクチャのトレードオフ、モーターやバッテリーのサイズ設定、制御パラメーターの最適化などの解析の実行
  • マルチドメイン システムの統合、解析、テスト
  • さまざまな処理手順からモデル間でデジタルトレースを使用し、システム アーキテクチャ、詳細設計、実装の詳細を単一環境内で取得
  • アーキテクチャや解析からハードウェアインザループ (HIL) テストに至る設計フロー全体でのモデルの再利用

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タイトル

バッテリーのモデル化と BMS の開発

バッテリーの正確なモデル化により、さまざまな充放電および環境条件に対応したバッテリーや BMS のフロントローディング開発を行うことができます。MATLAB、Simulink、Simscape を使用すると、次のことが可能になります。

  • バッテリーのモデル化およびシミュレーションと BMS の開発
  • 等価回路を使用したバッテリーのモデル化と詳細な回路トポロジによる忠実度の向上
  • バッテリーの非線形性、熱効果、SOC/SOH、劣化のシミュレーション
  • AUTOSAR および認証ワークフローのための、制御ロジック、自動コード生成、閉ループのシミュレーションを含む BMS 開発の実施
  • BMS における電圧および温度監視、過熱保護および過充電保護、セルバランシングおよびセル分離などの機能の実現

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燃料電池システムのモデル化と燃料電池制御システムの開発

高分子電解質膜 (PEM) などの燃料電池システム (FCS) の正確なモデル化により、さまざまな運用および環境条件に対応した FCS および燃料電池制御システム (FCCS) のフロントローディング開発を行うことができます。MATLAB、Simulink、Simscape を使用すると、次のことが可能になります。

  • FCS のモデル化およびシミュレーションと FCCS の開発
  • 電気化学または実験データに基づく第一原理を使用した PEM 燃料電池のモデル化
  • 燃料電池自動車 (FCEV) の燃費、性能、熱効果のシミュレーション
  • AUTOSAR および認証ワークフローに対応した制御ロジック、自動コード生成、閉ループ検証を含む FCCS 開発の実施
  • 電流、電圧、電力監視および熱管理などの機能の実現
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タイトル

インバーターおよびトラクションモーターのモデル化とモーター制御ソフトウェアの開発

モーターの正確なモデル化により、ハードウェアテストの前にモーターおよびモーター制御ユニット (MCU) のフロントローディング設計を行うことができます。MATLAB、Simulink、Simscape を使用すると、次のことが可能になります。

  • モーター、パワー エレクトロニクス、MCU のモデル化とシミュレーション
  • 自動パラメーター推定などの機能を使用して、システムレベル、制御設計レベル、モーター設計レベルのうち望ましい忠実度レベルでモーターをモデル化
  • エネルギー源、パワー半導体、永久磁石同期モーター (PMSM) や誘導モーター (IM) などのマシンのモデルライブラリを使用した、電力変換システムの設計、シミュレーション、検証
  • ベクトル制御の作成と調整、PID コントローラーの自動調整、自動コード生成のためのブロックを使用した MCU 開発の実施と、 AUTOSAR および認証 ワークフローに対応した HIL を含む閉ループのシミュレーションでの検証

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制御アルゴリズムの展開、統合、テスト

EV 開発者には、安全規格への準拠がますます求められています。MATLAB と Simulink を使用すると、次のことが可能になります。

  • 最適化された C および HDL コードの自動生成
  • 要件のトレース、コード/モデルの品質の測定、テストケースの自動生成
  •  ISO 26262 リファレンス ワークフローへの準拠による機能安全要件への対応
  • ISO 26262 対応の事前認定されたツールを使用
  • AUTOSAR Blockset (Classic および Adaptive) を活用した AUTOSAR ソフトウェア コンポーネントのモデル化、コンポジションのシミュレーション、ARXML ファイルのインポート/エクスポート
  • CI/CD/CT パイプラインとの統合、コード生成、展開のためのパッケージ化、回帰テストの自動化

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EV 開発におけるデータ駆動型のワークフローと AI の使用

EV 開発におけるデータ駆動型のワークフローと AI の使用

テストデータと実際の運転データを使用して、設計上の意思決定を行い、シミュレーションを高速化する低次元モデルを構築し、保守サービスを開発することができます。MATLAB と Simulink を使用すると、次のことが可能になります。

  • 完全な AI ワークフローの活用: データの準備、AI モデリング、シミュレーションとテスト、および組み込みハードウェア、エッジデバイス、クラウドまたはエンタープライズ サーバーでの展開
  • AI モデリングのための事前構築済みのアルゴリズム、モデル、参照例から開始
  • データベース、クラウドソース、MDF などのバイナリファイルからデータにアクセス
  • 機械学習とディープラーニングのためのポイントアンドクリック アプリを使用したモデルの学習
  • 幅広い AI コミュニティから転移学習と展開のためのモデルをインポート
  • AI をシステム全体のモデルに統合し、ハードウェアへの移行前にシミュレーションおよび検証を実行
  • 残存耐用時間の予測、予知保全、デジタルツインの構築、Simulink への AI の導入のために AI 機能を使用

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