Temoignages d 'utilisateurs

使用基于模型的设计开发电动两轮滑板机和充电站

挑战

设计并生产印度首款智能电动滑板车

解决方案

使用基于模型的设计来模拟和优化滑板车的设计,并为其控制软件生成产品代码

结果

  • 设计方案的评估需要几周,而不是几个月
  • 测试时间减少了50%
  • 现场问题迅速解决

“我们有很多有希望的想法,但作为一个小型初创公司,我们没有时间,金钱或人们构建原型来测试每个人。通过基于模型的设计,我们通过仿真识别并验证了最佳创意,使得可以在更短的时间内提供更全面的踏板车。“

Shivaram n.v.,擦拭能量

Ather 450智能电动滑板车。


班加罗尔有500多万辆两轮摩托车,约占城市所有车辆的70%,其中大部分是汽油驱动的,造成了严重的噪音污染和一氧化碳污染2排放。为了满足对清洁替代品的需求,初创公司Ather Energy建造了印度第一辆智能电动滑板车。能够在不到4秒的时间内从0加速到40公里/小时,Ather 450的最高速度为80公里/小时,单次充电的射程可达75公里。

其他工程师使用MATLAB的基于模型的设计(Model-Based Design)设计并优化了踏车、它的控制软件和充电站®和仿真软金宝app件®

“通过使用我们的Simulink模型进行模拟,我们能够测试设计理念金宝app,并了解它们在各种操作条件下的表现——例如,在斜坡上,在多个车手的情况下,在极端温度下,或者在电池基本耗尽的情况下,”瑟特公司的高级系统工程师Shivaram n.v.说。“后来,我们使用基于模型的设计(Model-Based Design)进行端到端算法开发,从设计到验证和代码生成。”

挑战

现场团队希望让汽油动力踏板车的所有者能够切换到450.这意味着生产具有可比功率和加速的踏板车,可以在家里或整个城市的位置进行快速充电。因为450将是市场上第一个,工程团队面临着许多未知数,包括骑手使用模式。

该团队需要运行模拟来评估各种骑乘和使用场景的设计概念,并在优化设计参数时做出明智的权衡决定。例如,虽然增加电池容量可以提供更好的续航里程,但它也会增加成本和尺寸,并改变踏板车的重心。

除了设计踏板车本身之外,工程师还需要开发和实现嵌入式控制算法,用于电池充电,温度管理等关键功能。作为一个初创公司,Atther需要使用小团队快速提供可行的产品,同时定期向投资者展示进展。

解决方案

Ather Energy使用基于模型的设计,使用MATLAB和Simulink对450进行建模和仿真,并为金宝app控制软件生成生产代码。

他们首先建造了小型摩托车及其主要部件的工厂模型。利用第一原理在Simulink中直接建模车辆动力学和机械部件。金宝app功率转换器和电路使用Simscape™和Simscape electrical™建模。

在缺乏详细的组件数据的情况下,该团队采取了实证方法来建模电池。他们在不同的温度和充电状态下测试了电池,并使用系统识别工具箱™测量的输入-输出数据来创建电池的电和热特性的黑盒子模型。

该团队对工厂模型进行了广泛的模拟,以评估设计折衷。他们对设计进行了优化,直到确定了电机和电池配置,满足了目标加速度和里程要求,同时满足了成本、尺寸和温度的限制。

接下来,它们开发了Simulink中电池充电,功率控制和温度控制的算法。金宝app它们在型流中建模了控制逻辑®并使用控制系统工具箱™调整控制器增益。它们使用工厂模型运行闭环模拟,以验证控制设计。它们使用嵌入式编码器从控制器模型生成代码®并将其部署到ARM上®皮质®处理器或充电站中的TI C2000™微控制器。

使用敏捷和迭代开发过程,它们迅速调试和精制算法,有时会每天多达五次创建和测试新代码。

由于这是他们的第一个与代码生成的经验,Shivaram首先参加了由MathWorks工程师进行的嵌入式编码器的代码生成的两日公共培训课程,然后从事MathWorks咨询服务进行进一步培训生产代码生成,模型回顾和过程审查。

接地450现在在生产中,孟加拉堡的初始释放以及31个充电站和钦奈的7站。他们在Iit Madras学习Matlab的Ather的创始人,他们推出了公司,很快将在下一个市场上开放预订。

根据电池的充电状态显示剩余续航里程的应用程序。

结果

  • 设计替代品在数周内评估,而不是几个月。“Simulink中的模拟帮助我金宝app们比较多个设计替代品并选择最好的设计,”Shivaram说。“使用我们在两周内完成的Simscape模型来说,”而不是花两个月来建立和测试物理原型。“
  • 测试时间减少了50%。“基于模型的设计使我们能够加速控制算法的测试,”Shivaram说。“通过在Simulink中建模和模拟整个滑板车和充电系统,我们将一个月的测试工作减少到了两周。”金宝app
  • 现场问题迅速解决。“一旦任何新产品在现场,就会预期问题,”Shivaram说。“我们将这些问题的周转时间减少了一半。因为我们的Simulin金宝appk生产模型是自我记录的,我们可以轻松地进行算法改进,然后通过空中更新将它们发送到滑板车。“