通用汽车基于模型的混合动力系统开发设计标准化
“双模混合动力系统将通用汽车的基于模型的设计提升到了一个新的水平。这个项目为我们提供了信心和经验，使我们能够将MathWorks的基于模型的设计工具应用于其他大型全球工程项目。”
Kent Helfrich，通用汽车公司
通用汽车(General Motors)的双模混合动力系统可优化一系列驾驶条件下的燃油效率，包括走走停停的城市驾驶、快速加速和稳态高速公路驾驶。作为混合动力技术的重大进步，双模混合动力将一个传统发动机和两个60千瓦的电动机集成到一个带有三个行星齿轮组的自动变速箱中。
通用汽车工程师使用基于模型的设计开发了双模式混合动力系统控制系统，该系统目前已在GMC Sierra混合动力车、GMC育空混合动力车、雪佛兰Tahoe混合动力车、雪佛兰Silverado混合动力车和凯迪拉克Escalade混合动力车上投入生产，并将适用于通用汽车的增程电动汽车Chevy Volt。
通用汽车混合动力和电动驱动控制高级经理Greg Hubbard表示:“基于模型的设计使我们能够在更高的抽象层次上工作，通过早期系统仿真验证我们的设计，并从我们的模型中自动生成生产代码，从而使我们能够灵活地尝试新的方法和控制策略，快速做出更改，并消除手工编码中常见的翻译错误。”
挑战
通用汽车希望在四年内将双模混合动力系统投入生产。对于一个传统的动力系统项目，这个时间点是很典型的，因为工程团队可以从现有的设计开始。早期的双模混合动力技术是由通用汽车和艾利森公司开发的，用于目前在100多个城市运营的公共汽车，但由于这项技术需要在乘用车和卡车应用中“更精简、更环保”，因此该团队不得不从头开始。哈伯德表示:“在有限的时间内编写超过100万行代码，同时还要确保控制系统符合通用汽车的高质量标准，并符合所有立法法规和安全标准，这是一个巨大的挑战。”
通用汽车的工程师还必须根据几个相互竞争的目标来优化设计，包括燃油经济性、响应性和驾驶员舒适性，同时保持设计的灵活性，以适用于各种车型。为了做到这一点，通用汽车的工程师们必须确保几个复杂的系统协同工作以优化性能。通用汽车动力总成软件工程主管Kent Helfrich解释说:“将发动机、变速器、电动机和电池与动力管理策略相结合是混合动力系统设计的关键。这些系统太复杂了，无法单独构建并最终整合。”
此外，通用汽车的工程师在将他们的设计应用于硬件之前，还需要对其进行验证。
解决方案
通用汽车使用MathWorks工具和基于模型的设计来开发系统模型，通过仿真验证设计，并为双模式混合动力系统控制系统生成生产代码。这种方法使通用汽车工程师能够探索多种策略，加快设计迭代，减少原型和返工，并在硬件可用之前验证控制系统。
使用MATLAB®,仿金宝app真软件®和状态流®通用汽车工程师设计了控制系统架构，并对所有控制和诊断功能进行了建模，包括混合动力操作策略、发动机启停、主动阻尼、换挡执行和推进安全。
与此同时，他们为所有相关的物理系统创建了详细的工厂模型，如发动机、电动机、电池、混合动力变速器和车辆动力学。使用工厂模型进行闭环模拟，他们使用标准的城市和高速公路驾驶燃油经济性测试验证了控制系统。
在使用嵌入式编码器为发动机、变速器和混合能源管理ecu生成生产代码后®，他们使用Simulink Coder进一步验证了控制系统金宝app™以及硬件在环(HIL)模拟器，包括来自非实时验证阶段的工厂模型和测试用例。通过比较这些测试的结果，工程师可以确定ECU集成的问题。
当混合动力系统硬件可用时，该团队能够迅速从HIL转向原型车进行确认测试。
双模混合动力系统赢得了多个奖项，包括《汽车》杂志的年度技术奖和《绿色汽车》杂志的年度绿色汽车奖。
结果
积极的交货日期．哈伯德说:“项目启动仅9个月后，我们就有了第一辆原型车。”“如果没有MathWorks工具，我们不可能做到这一点。软件使我们能够在硬件可用之前完成大量的设计工作。”
支持全球协作和交流．通用汽车在密歇根的工程师与欧洲和亚洲的工程师共享Simulink金宝app模型。因此，世界各地的团队可以同时处理设计的不同方面(例如控制策略、软件设计和物理问题)，利用每个工程师的优势并消除集成问题。“Simu金宝applink模型为世界各地的团队提供了唯一的真相来源，”哈伯德说。
设计在产品线中重复使用．哈伯德表示:“我们正在将控制器架构用于其他正在生产的车辆，包括GMC Sierra和雪佛兰Silverado，以及即将推出的雪佛兰Volt。”“雪佛兰Volt的控制系统设计进展迅速，因为我们能够重用控制器架构。”
下载188bet金宝搏产品使用
展示你的成功
加入客户推荐计划
您也可以从以下列表中选择一个网站: