Anwenderberichte

伊顿为领先的货运公司的混合动力测试交付车辆减少了90%的排放

挑战

在不到一年的时间内开发一款混合动力电动系统,显著降低排放和燃料使用

解决方案

使用MathWorks工具进行基于模型的设计,开发单轴并联混合动力系统

结果

  • 排放量减少了90%,燃油经济性提高了50%
  • 结果看到立即
  • 最佳的架构设计

“我们的典型软件控制项目需要两年的时间来创建需求,生成代码,并使车辆以稳定的形式运行。在MathWorks工具的帮助下,我们将时间缩短了一半。”

杰弗里·卡朋特,伊顿公司
伊顿原型车。

为了减少有毒空气污染物,一家领先的货运公司向传动系统制造商提出了挑战:对我们的一款标准运输车辆进行改造,减少90%的排放,提高50%的燃油经济性。

超过20家制造商参加了比赛,其中包括伊顿公司(Eaton Corporation)。伊顿公司是一家全球规模81亿美元的多元化工业制造商,也开发智能传动系统,提高卡车的燃油经济性和安全性。伊顿公司将柴油发动机和电动马达结合在一起,创造了一种混合动力系统,在保持车辆原有操作功能和性能的同时,降低了排放和燃料消耗。

在基于模型设计的MathWorks工具的帮助下,Eaton超越了项目目标,将开发时间缩短了一年。他们赢得了比赛,并超过了货运公司设定的目标。

伊顿公司的高级总工程师Jeffrey Carpenter说:“通过在一半的时间内构建一个低排放动力系统,我们实现了所有的项目目标。”

挑战

伊顿开始创造他们的第一个单轴并行混合动力结构,这给了驾驶员执行纯电动汽车发射的灵活性,并节省燃料。到那时为止,一系列混合动力汽车的柴油发动机和车轮之间没有任何联系。

为了降低客户的集成成本,该系统将需要与任何OEM的底盘、发动机或离合器工作。

创造这种混合动力汽车需要彻底改变迄今为止汽车的开发方式。因此伊顿需要在开发的早期验证他们的算法。他们还需要自动生成代码以满足一年的期限。

解决方案

面对一个咄咄逼人的最后期限,并且知道他们需要灵活性来快速适应需求,Eaton选择使用MathWorks工具应用基于模型的设计。

伊顿的一个工程师团队设计了一个控制方案架构的模型,并用Simulink进行了仿真金宝app®软件包括能量管理、发动机子系统、离合器、电池、发动机和其他车辆部件。

Carpenter说:“Simulink模型架构的美妙之处在于,如果车辆的金宝app任何部件发生变化,我们只需修改这些模块,而整个系统不会受到影响。”

然后,他们创建了一个工厂模型来模拟混合控制模块用于与真实车辆部件通信的所有输入和输出。他们使用Simuli金宝appnk Coder™从Simulink模型生成C代码,并将代码下载到Simulink Real-Time™进行硬件在环模拟。

Carpenter说道:“从本质上来说,我们在PC上拥有一款能够工作的车辆,所以无论何时我们想要调整或做出改进,我们都能够在PC环境中运行模拟。

伊顿利用Simulin金宝appk提高了模型的性能,并利用最优化工具箱™确定了最佳的排放和燃油经济性。

在PC上通过运行硬件在环仿真来验证他们的结果与实际的I/O,伊顿开发了一个原型控制器。他们创建了一个模型,由Simulink架构、操作系统和硬件抽象层(HAL)组成,其中金宝app包括电路板芯片组上的驱动程序。他们开发了一个操作系统,使用statflow在用C编码的HAL和Simulink模型之间进行接口金宝app®和Sim金宝appulink Coder作为操作系统中的调度程序。

使用嵌入式编码器®, Eaton从模型中生成C代码,并将代码下载到Freescale™MPC5xx微控制器上,以便在货运承运人的ECU中进行实时操作。

在测功器测试中,伊顿原型车的排放和燃油效率超过了要求。

随着竞争的胜利,伊顿公司在2004年开始制造20辆混合动力测试车。自那以后,这些车辆已经部署在美国的几个城市,由货运公司进行真实世界的测试,该公司有4万多辆传统运输车辆在路上行驶。随着时间的推移,计划将引入更多的混合动力测试车辆。

结果

  • 排放量减少了90%,燃油经济性提高了50%.伊顿在严格的期限内满足了客户要求,减少了90%的排放,提高了50%的燃油经济性。

  • 结果看到立即.“使用C语言不能让我们在PC上运行模拟。你必须构建一个独立的模拟器,并在实际操作车辆之前了解代码是否正常工作,”Carpenter解释道。“MathWorks工具让我们能够在相同的环境中执行真实世界的模拟。”

  • 最佳的架构设计.伊顿继续完善他们的设计,没有减慢开发进度,通过工作与统一的Simulink环境。金宝app“我们将所有模块放入Simulink中,查看需求和分析,并能金宝app够轻松地执行迭代,直到我们确定合适的架构,”Carpenter说。

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