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MathWorks:仿真技术在汽车领域的应用

盖世汽车Gasgoo 169

前言:

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汽车生产制造过程中,每一道工序都离不开精细地加工和打磨,任何一个细小的错误都有可能导致车体结构出现偏差而无法验收,重新返工不但会延长生产周期,也要带来一定的经济损失。若在造出实车之前,通过虚拟仿真技术,找到最佳的解决方案,制造一辆好车的把握就会大得多。

6月18日,盖世汽车网记者通过MathWorks(迈斯沃克)2015年中国汽车年会了解到,MathWorks可以提供一个全面的控制系统仿真平台。旗下MATLAB和Simulink产品系列工具,可以进行多域系统的设计和仿真,即在不用设计出实物的前提下,在仿真环境中实现对控制系统的设计和优化。

MATLAB和Simulink在汽车设计中的应用

为满足日益严苛的排放和燃油经济性标准,嵌入式控制系统已扩散到了诸如性能改进、安全、维护等领域。汽车厂商们在研发设计过程中使用的MATLAB®和Simulink®软件具体功能是什么,它们又是如何作用于汽车设计?

通过专访MathWorks全球行业市场总监Sameer M. Prabhu 博士,记者得知,MATLAB和Simulink两款软件是一脉相承的。MATLAB的主要功能是分析计算,也是汽车中应用较多的测试分析。通过将一系列数据进行分析转化得出相应的结论,明白下一步“该怎么做”。例如整车试验、动态路试等得到的一些数据,通过对这些数据进行分析对比,查看需要改善的地方或需增加的功能。

Simulink就在MATLAB平台上派生出来,也就是“如何去做”。将MATLAB获得的分析数据输入到Simulink中,Simulink通过建立系统级的模块化仿真环境,验证整体设计是否符合设计需求,从而进行优化和提高。Sameer M. Prabhu 博士表示,“Simulink不同于市面上零散的工具,它是一个模块化的系统仿真工具,且图形化的设计给人很好的视觉感。”

除了大系统的设计仿真,MathWorks还提供后续的设计实现,即在仿真模型的基础上生成自动代码:C代码和HDL代码。通过自动代码生成工具,将代码嵌入到所用的硬件或者芯片中。

在新能源汽车领域的建树

在新能源汽车领域,不管是纯电动车还是混合动力汽车,最大的难点在于如何将电池、电机、电控等不同的技术综合在一起进行设计,并通过最佳状态来完成新能源性能指标的匹配和平衡。

MathWorks就通过在虚拟环境当中进行仿真设计,在不需要实物的情况下,建立不同的电池模型、电机模型,通过仿真设计来寻找最优解决方案。在完成仿真设计后,MathWorks产品还可以生成自动代码,进行具体实施。

Sameer M. Prabhu博士告诉记者,MathWorks与国内外多家汽车厂商均有合作。特别是在新能源汽车领域,通用旗下雪佛兰沃特,90%的代码均是自动生成,即从Simulink仿真模型基础上自动生成(数据来源于书籍《Chevrolet Volt: Development Story of the Pioneering Electrified Vehicle》)。而在中国,上汽荣威电动车、东风电动巴士等均是通过此平台来进行设计。

变革时代 潜力仍巨大

随着工业4.0时代的到来,智能制造、电子技术、IT等都在逐步的渗入到传统汽车制造业。

谷歌、苹果等互联网公司纷纷进军汽车领域可谓是一大变化,然而对于MathWorks而言,则没有太大区别。Sameer M. Prabhu 博士坦言,“我们的工具在这些领域都有应用,并且我们的客户一直也在使用。现今,在技术融合的时代,他们通过我们的产品研发出了符合跨技术领域需求的新产品,对于MathWorks公司而言,我们也欣喜见到这样的改变。”

面对中国这一全球最大汽车市场,MathWorks还有很大的市场空间去挖掘那些没有采用仿真设计的领域。让这些潜在用户利用软件仿真平台更好的为后期实物制造做铺垫。否则,直接使用实物进行研发,做不好就返工重新做,将是一笔巨大的资源浪费。

而作为汽车制造合作伙伴的MathWorks,除了为整车厂、零部件供应商提供改进生产流程和效率的工具,同时也会收到来自他们的反馈。“听取这些反馈意见后,我们会不断改进丰富产品功能,以便更好地改进他们的生产流程,如此良性循环,真正有益于双方的合作共赢、互助互利。”

(文章来源:盖世汽车网)

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