对混合动力系统基于模型的设计开发通用规范

挑战

开发新的通用汽车混合动力技术

解决方案

标准化MathWorks工具和基于模型的设计,控制系统设计和生产代码生成

结果

  • 积极的交货日期了
  • 启用全球合作和沟通
  • 跨产品线的设计重用

“双模混合动力系统在通用汽车基于模型的设计提高到一个新的水平。这个项目提供了信心和经验我们需要应用MathWorks基于模型的设计工具在其他大型全球工程项目。”

肯特海尔瑞迟,通用汽车(General Motors)
徽章通用的双模混合动力系统,用于车辆跨多个产品线。

通用汽车的双模混合动力系统优化燃油效率的驾驶条件,包括走走停停的城市驾驶,加速,和稳态高速公路开车。公认的主要推进混合动力技术,双模混合结合传统引擎有两个60千瓦电机集成到一个与三组行星齿轮自动变速器。

通用工程师使用基于模型的设计开发双模混合动力总成控制系统,目前在GMC塞拉混合生产,GMC育空混合,雪佛莱混合,雪佛兰西尔维拉多混合,和凯迪拉克凯雷德混合动力汽车,并将改编用在雪佛兰,通用汽车的扩展型电力汽车。

”使我们能够工作在更高层次的抽象,通过系统仿真,验证我们的设计和自动生成生产代码从我们的模型,基于模型的设计给了我们灵活地尝试新方法和控制策略,迅速做出改变,并消除在手动翻译错误普遍,”格雷格•哈伯德说高级经理,混合动力和电力驱动控制,通用汽车。

挑战

通用汽车希望与双模混合动力汽车动力系统在四年内在生产。传统动力系统的项目中,这个时机是典型的,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已经开发的通用和艾莉森用于公交巴士现在在操作在100多个城市,但由于技术需要“精简和更环保”轿车和卡车的应用程序,该团队必须从头开始。“创造超过一百万行代码压缩日程,同时确保控制系统满足通用的高质量标准和遵守所有法律法规和安全标准,是一个巨大的挑战,”哈伯德说。

通用汽车的工程师们还不得不优化设计几个相互竞争的目标,包括燃油经济性、响应能力、和司机安慰,同时保持设计灵活地使用一系列车辆。为此,通用汽车的工程师必须确保几个复杂系统一起工作来优化性能。”集成引擎、传动、电动马达和电池与电源管理策略是混合动力系统设计的关键,”肯特海尔瑞迟解释说,通用汽车动力总成软件工程主管。“这些系统过于复杂分别构建和集成在最后一步。”

此外,通用汽车的工程师需要验证他们的设计之前他们的硬件。

解决方案

通用汽车MathWorks工具和基于模型的设计开发系统模型,使用仿真验证设计,生成双模混合动力总成控制系统的生产代码。这种方法使得通用汽车工程师探索多种策略,加速设计迭代,最小化原型和返工,并验证控制系统在硬件可用之前。

使用MATLAB®,仿金宝app真软件®,Stateflow®,通用汽车的工程师设计了控制系统的架构和建模的所有控制和诊断功能,包括混合操作策略,发动机起停,主动阻尼,将执行转移,推进安全。

同时,他们创造了详细的植物模型所有相关的物理系统,如发动机、电动机、电池、混合动力传动,和车辆动力学。运行闭环仿真与植物模型,验证了控制系统使用标准的城市和公路驾驶燃油经济性测试。

后生成生产代码的引擎,传播,使用嵌入式编码和混合动力能源管理ecu®,他们进一步验证了控制系统使用仿真软件编码器金宝app与植物模型和半(边境)模拟器和测试用例的非实时验证阶段。比较这些测试的结果使工程师能够识别ECU集成问题。

混合动力系统硬件变得可用时,团队能够迅速从边境到原型车进行确认测试。

双模混合动力系统赢得了许多奖项,包括技术的汽车杂志和绿色汽车的绿色汽车杂志。

结果

  • 积极的交货日期了。“仅仅9个月后我们开始这个项目,我们有我们的第一个原型车辆运行,”哈伯德说。“我们不能够做,没有MathWorks工具。软件使我们完成大量的设计工作在硬件可用之前。”

  • 启用全球合作和沟通。通用汽车的工程师在密歇根共享仿真软件模型与通用汽车工程师在欧洲和金宝app亚洲。因此,世界各地的团队可以在控制策略设计的不同方面,软件设计和物理问题,同时,利用每个工程师的优点和消除集成问题。“仿真软件金宝app模型作为一个团队的事实来源世界各地,”哈伯德说。

  • 跨产品线的设计重用。“我们重用控制器架构额外生产的车辆,包括GMC塞拉和雪佛兰西尔维拉多,以及即将到来的雪佛兰Volt,”哈伯德说。“雪佛兰Volt的控制系统设计进展很快,因为我们能够重用控制器架构。”