中国汽车开发中心使用 Simcenter 构建一个完整的虚拟平台,用于车辆开发和控制验证
中国第一汽车股份有限公司研发中心是中国最大的汽车行业研究、开发、试验和检验机构,是一汽集团公司和中国政府的关键技术中心。公司专注于开发商用车和汽车零部件。
中国第一汽车股份有限公司研发中心是中国最大的汽车工业研究、开发、测试和检验机构,是原始设备制造商 (OEM)、一汽集团公司和中国政府的关键技术中心。公司专注于开发商用车和汽车零部件,并拥有涵盖整个车辆开发周期的工程专业知识。
中国第一汽车集团公司研发中心的任务是为其智能网联汽车部门设立研发 (R&D) 职能,以便开发智能汽车,这是“中国制造 2025”计划的重要课题。驾驶功能的电气化和自动化会导致系统复杂性增加,并且需要对控制器进行前期验证。
目前,开发智能网联汽车是中国和其他国家许多汽车制造商的重点,因此开发相关技术的呼声越来越高。这既是中国汽车制造商赶上全球巨头的机会,也是一汽智能网联汽车研发部门的重大挑战,因为先进汽车的设计需要大量使用先进的开发技术。
一汽智能网联汽车研发部门正在寻找一家具有整车建模经验的供应商,包括实时和在线工厂建模和控制开发。此外,他们希望改进开发流程,并寻找愿意分享其知识和方法的合作伙伴。
“一方面,我们需要能够使用整个车辆模型进行离线仿真,以分析车辆性能,并满足对硬件在环测试平台的实时仿真需求,”一汽智能网联汽车研发部行政办公室主任郑磊说。“另一方面,我们还需要一个技术合作伙伴,通过技术转移服务来增加我们的内部知识。”
Simcenter 工程服务通过使用 Simcenter Amesim™ 软件(Siemens Digital Industries Software Simcenter 产品组合的一部分)向一汽介绍了最新的工具和技术。Simcenter Amesim 通过帮助用户根据车辆开发不同阶段的需求创建不同复杂程度的模型来支持基于模型的系统工程 (MBSE)。借助 Simcenter Amesim,一汽不仅能够以前所未有的精度开发离线仿真模型,而且还可以在大量实时仿真场景中使用它们。这反过来又使他们能够执行混合硬件在环 (HiL) 测试,以进行控制验证和模型验证。
“Simcenter Amesim 提供了一个易于使用、开放式的开发环境,支持不同部门之间以及部门与供应商之间的联合建模和有效部署,”郑主任说。“它有助于实现一致的建模方法,尽管在整个开发过程中模型复杂程度不同。”
除了软件许可证外,Simcenter 工程团队还提供了技术转移支持。在整个合作过程中,Simcenter 工程团队对一汽员工进行了培训,使其能够将相同的方法应用于其他场景,并将其作为一汽标准设计流程的一部分进行集成。对于这种支持,郑主任表示感谢:“Simcenter 工程团队了解客户需求,分享最新技术,定期邀请国内外专家举办研讨会和技术交流,善于设身处地为客户着想。Simcenter 工程团队的技术能力赢得了一汽项目组的高度赞扬。”
一汽智能网联汽车研发部门和 Simcenter 工程团队无缝合作,为与离线和实时仿真相关的高级车辆动力学分析建立了坚实的框架。
Simcenter 工程团队帮助一汽对车辆的电子控制单元 (ECU) 进行了虚拟验证,例如电动助力转向 (EPS)、电子稳定程序 (ESP) 和防抱死制动系统 (ABS)。首先,工程专家协助一汽定义流程和集成模型。使用 Simcenter Amesim 软件,他们构建了精确的发动机、变速箱和动力总成模型。接下来,他们使用动画功能创建和运行场景。他们定义了 20 多个场景,以便在 HiL 测试台上进行验证,这些场景能够使用仪表板功能实时运行。最后,Simcenter 工程团队协助开发了用于车辆轨迹控制的实时预测控制 (MPC) 驾驶员模型。该模型为设计高度复杂的多变量控制系统提供了一种系统、简化的程序,并且能够自动生成道路和目标轨迹。
得益于 Simcenter 工程团队工程师为各种平台制定软硬件集成方案的指导和帮助,公司现在有能力为不同的硬件系统运行模型。
通过使用 Simcenter Amesim 并利用 Simcenter 工程团队的专业知识,一汽能够为公司独立开发的车辆完成实时建模项目。一汽使用 HiL 仿真和测试,通过虚拟仿真进行车辆控制器测试和故障排除,缩短了控制器开发时间,大大缩短了车辆电控系统开发周期。
一汽智能网联汽车研发部的所有部门都使用 Simcenter Amesim 来设计车辆系统,极大地促进了系统集成、控制验证、HiL 仿真以及模型验证。采用的 Simcenter Amesim 功能包括发动机高频模型、实时模型降阶工具以及用于模型交换和工具耦合的功能模型 (FMU) 接口。
中国第一汽车集团公司研发中心长期以来一直是中国 HiL 系统仿真和测试领域的领导者,并正在努力赶上国际水平。
“通过使用 Simcenter 解决方案,我们现在能够独立建模,这使我们更具竞争力,”郑主任说。“我们将继续与 Siemens Digital Industries Software 等世界级供应商合作,共同推进产品和技术的开发。”