MATLAB et Simulink pour le développement de véhicules électriques

Modéliser, simuler et développer des batteries, des moteurs et des contrôleurs avec l'approche Model-Based Design

MATLAB®, Simulink® et Simscape™ permettent aux ingénieurs de concentrer leurs efforts au début du cycle de développement des véhicules électriques par l'utilisation systématique de données et de modèles. Vous pouvez utiliser des applications de référence prédéfinies pour simplifier la simulation. Avec MATLAB et Simulink, vous pouvez :

  • Utiliser le Model-Based System Engineering pour concevoir des architectures de véhicules électriques complexes et optimiser les systèmes
  • Modéliser des batteries et développer des systèmes de gestion de batterie (BMS)
  • Modéliser des systèmes de pile à combustible (FCS) et développer des systèmes de contrôle pour piles à combustible (FCCS)
  • Modéliser des moteurs à traction et développer des unités de contrôle moteur (MCU)
  • Déployer, intégrer et tester des algorithmes de contrôle
  • Utiliser des workflows basés sur les données et l'intelligence artificielle (IA) pour le développement de véhicules électriques
Présentation générale d'un véhicule électrique

Développer l'architecture système et effectuer des simulations

Les véhicules électriques nécessitent un design et une analyse au niveau véhicule impliquant l'intégration de systèmes multidomaines. Avec MATLAB, Simulink et Simscape, vous pouvez :

  • Réaliser rapidement une simulation complète de véhicule électrique avec les moteurs, les générateurs et les composants de stockage d'énergie en utilisant des applications de référence prédéfinies pour les configurations courantes du groupe motopropulseur
  • Effectuer des analyses telles que l'analyse des compromis d'architecture, le dimensionnement du moteur et de la batterie, et l'optimisation des paramètres de contrôle
  • Intégrer, analyser et tester des systèmes multidomaines
  • Capturer l'architecture du système, le design détaillé et les détails d'implémentation dans un environnement unique offrant un lien numérique entre les modèles utilisés dans les différentes étapes du processus
  • Réutiliser des modèles tout au long du processus de design, de l'architecture aux tests Hardware-in-the-Loop (HIL), en passant par l'analyse

Modéliser des batteries et développer des BMS

Une modélisation précise de la batterie permet de concentrer les efforts au début du cycle de développement des batteries et du système de gestion de batterie dans des conditions diverses de charge-décharge et d'environnements. Avec MATLAB, Simulink et Simscape, vous pouvez :

  • Modéliser et simuler des batteries et développer des BMS
  • Modéliser des batteries avec des circuits équivalents et renforcer la fidélité avec des topologies de circuit élaborées
  • Simuler les non-linéarités, les effets thermiques, le SOC/SOH et la dégradation des batteries
  • Faciliter le développement du BMS, y compris la logique de contrôle, la génération automatique de code et la simulation en boucle fermée pour les workflows AUTOSAR et de certification
  • Réaliser des fonctionnalités telles que la surveillance de la tension et de la température, la protection thermique et contre les surcharges, ainsi que l'équilibrage et l'isolation des cellules dans les systèmes de gestion de batterie

Modéliser des systèmes de pile à combustible et développer des systèmes de contrôle pour piles à combustible

La modélisation précise des systèmes de pile à combustible (FCS), tels que la membrane à électrolyte polymère (MEP), permet de concentrer les efforts au début du cycle de développement des FCS et des systèmes de contrôle pour piles à combustible (FCCS) dans diverses conditions de fonctionnement et d'environnements. Avec MATLAB, Simulink et Simscape, vous pouvez :

  • Modéliser et simuler des FCS et développer des FCCS
  • Modéliser des piles à combustibles à MEP en utilisant les principes fondamentaux de l'électrochimie ou des données expérimentales
  • Simuler la consommation de carburant, les performances et les effets thermiques des véhicules électriques à pile à combustible (VPC)
  • Faciliter le développement des FCCS, y compris la logique de contrôle, la génération automatique de code et la simulation en boucle fermée avec le support des workflows AUTOSAR et de certification
  • Mettre en place des fonctionnalités telles que la surveillance du courant, de la tension et de la puissance, ainsi que la gestion thermique

Modéliser des onduleurs et des moteurs à traction et développer des logiciels de contrôle moteur

Une modélisation précise du moteur permet de concentrer les efforts au début du cycle de développement du design du moteur et des unités de contrôle moteur (MCU) avant les tests hardware. Avec MATLAB, Simulink et Simscape, vous pouvez :

  • Modéliser et simuler des moteurs, l'électronique de puissance et des MCU
  • Modéliser plus ou moins fidèlement des moteurs au niveau du système, du design de contrôle et du design du moteur à l'aide de fonctionnalités telles que l'estimation automatique des paramètres
  • Concevoir, simuler et valider des systèmes de conversion de puissance en utilisant des bibliothèques de modèles de sources d'énergie, de semi-conducteurs de puissance et de machines telles que le moteur synchrone à aimants permanents (PMSM) et le moteur à induction (MI)
  • Faciliter le développement des MCU en utilisant des blocs pour la création et le réglage de la commande vectorielle, le réglage automatique des contrôleurs PID, la génération automatique de code et la validation via des simulations en boucle fermée, y compris les simulations en mode HIL avec le support des workflows AUTOSAR et de certification 

Déployer, intégrer et tester des algorithmes de contrôle

Les concepteurs de véhicules électriques sont confrontés à des normes de plus en plus exigeantes en matière de sécurité. Avec MATLAB et Simulink, vous pouvez :

  • Générer automatiquement du code C et HDL optimisé
  • Tracer les exigences, évaluer la qualité du code et des modèles, et générer automatiquement des cas de test
  • Respecter le workflow de référence ISO 26262 pour répondre aux exigences de sécurité fonctionnelle
  • Utiliser les outils pré-certifiés pour la norme ISO 26262
  • Exploiter AUTOSAR Blockset (Classic et Adaptive) pour modéliser des composants logiciels AUTOSAR, simuler des compositions et importer/exporter des fichiers ARXML
  • Vous intégrer avec des pipelines CI/CD/CT, générer du code, packager le code pour le déploiement et automatiser les tests de régression

Utiliser des workflows basés sur les données et l'IA pour le développement de véhicules électriques

Utiliser des workflows basés sur les données et l'IA pour le développement de véhicules électriques

À partir de données de test et de données réelles de conduite, vous pouvez prendre des décisions de design, concevoir des modèles d'ordre réduit pour accélérer les simulations, et développer des services de maintenance. Avec MATLAB et Simulink, vous pouvez :

  • Tirer parti du workflow d'IA complet : préparation des données, modélisation de l'IA, simulation et test, ainsi que le déploiement sur du hardware embarqué, des dispositifs périphériques, le cloud ou des serveurs d'entreprise
  • Démarrer avec des algorithmes prédéfinis, des modèles et des exemples de référence pour la modélisation de l'IA
  • Accéder à des données provenant de bases de données, de clouds, de fichiers binaires comme les fichiers MDF, et autres
  • Entraîner des modèles avec des applications point-and-click pour le Machine Learning et le Deep Learning
  • Importer des modèles de la communauté élargie de l'IA pour l'apprentissage par transfert et le déploiement
  • Intégrer l'IA dans des modèles à l'échelle du système, simuler et vérifier avant de passer sur le hardware
  • Utiliser les fonctionnalités d'IA pour l'estimation de la durée de vie restante utile, la maintenance prédictive, la conception de jumeaux numériques et l'import de composants d'IA dans Simulink

Pourquoi choisir MATLAB et Simulink pour le développement de véhicules électriques ?

Simulink s'intègre à plus de 153 outils et langages tiers, ce qui en fait une plateforme d'intégration populaire.

Choisissez parmi un large éventail de modèles pour trouver le compromis idéal entre fidélité du modèle et rapidité d'exécution pour votre cas d'utilisation.

Facilitez l'accès à la simulation grâce à des exemples de référence, nos formations et notre documentation.

Tirez parti de l'expertise des services de consulting MathWorks pour accélérer les projets de développement.

Respectez les normes de conformité et de certification (ISO 26262, ASPICE, MISRA-C, etc.) avec les workflows de l'approche Model-Based Design.

Passez du concept au déploiement dans l'environnement MATLAB et Simulink.