Nowe narzędzia do testowania i modelowania pojazdów elektrycznych
Aktualnie na etapie projektowania i produkowania pojazdów EV wciąż występuje wiele niedoskonałości. Modele symulacyjne komponentów elektrycznych nie są wystarczająco dokładne i nie została jeszcze dobrze poznana interakcja pomiędzy poszczególnymi komponentami. Brak jest również optymalizacji do warunków rzeczywistych, a także nie bierze się pod uwagę określonych warunków drogowych i warunków skrajnych. Wyeliminowanie tych niedoskonałości umożliwi precyzyjną optymalizację elektrycznych układów napędowych. Dodatkowo procedury testowania są zoptymalizowane pod kątem silników spalinowych (ICE), a działania zmierzające do dostosowania ich do pojazdów EV nie są wystarczające. Projekt ASTERICS (Ageing and efficiency simulation & testing under real world conditions for innovative electric vehicle components and systems) został zainicjowany w celu rozwiązania tych trudności poprzez przyjęcie systemowego i kompleksowego podejścia do projektowania, wytwarzania i testowania elektrycznych układów napędowych. Koncepcja ASTERICS opiera się na czterech elementach składowych. Po pierwsze, badacze zdefiniowali zestaw rzeczywistych profili wykorzystania cyklów jazdy w oparciu o faktyczne użycie pojazdów EV, oczekiwania klientów oraz dane dotyczące samochodów flotowych. Informacje te zostały wykorzystane do zidentyfikowania i wyszczególnienia reprezentatywnych warunków pracy, wymogów w zakresie wydajności, ograniczeń dotyczących komponentów pojazdów EV oraz do opracowania scenariuszy skrajnych warunków, przypadków użycia oraz kryteriów oceny. W drugiej fazie opracowano zaawansowane procedury testowe, które automatycznie przekazują dane do modeli symulacyjnych komponentów (akumulatora, inwertora i silnika elektrycznego). Modele te umożliwiają symulację rzeczywistych komponentów układów napędowych o wystarczającej dokładności oraz czasie obliczeń i stąd mogą być wykorzystywane we wszystkich fazach procesów rozwoju modelu, oprogramowania i urządzeń w pętli oraz w innych środowiskach testowych. Badacze podjęli się następnie optymalizacji całego systemu poprzez zintegrowanie modeli podsystemów o wysokiej dokładności za pomocą komponentów i interfejsów. Umożliwiło to dokładną symulację, kalibrację i optymalizację całego układu napędowego w zakresie wydajności i energooszczędności pojazdu. Pozwoliło również na weryfikację opartą na rzeczywistych cyklach jazdy we wczesnych fazach procesu rozwoju. Oczekuje się, że opracowane technologie odegrają fundamentalną rolę w optymalizacji strategii wymiarowania energii i zarządzania nią w początkowych fazach projektowania. Celem jest zwiększenie sprawności i wydajności EV o co najmniej 20%. Narzędzia powinny również umożliwić 50% redukcję całkowitego czasu opracowywania EV i ich komponentów oraz ich testowania.
Słowa kluczowe
Pojazdy elektryczne, silnik spalinowy wewnętrznego spalania, elektryczne układy napędowe, ASTERICS
