E-mobilité

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Efficacité élevée grâce à l'optimisation du logiciel du véhicule

L'e-mobilité est une question d'efficacité maximale. Les batteries lourdes et coûteuses doivent être utilisées de la meilleure façon possible, ce qui fait du développement des véhicules un exercice d'équilibre entre la gestion optimisée de l'énergie et le confort de l'utilisateur. Du côté des logiciels, cela signifie principalement traiter de grands volumes de données de mesure. Les équipementiers et les fournisseurs ont besoin des bons outils pour les collecter, les visualiser et les traiter.

L'illustration représente une voiture stylisée et futuriste entourée de personnes et de diagrammes.

Alors qu'un moteur à combustion classique nécessite des mesures sur quelques cylindres, les batteries des voitures électriques comportent 200 cellules ou plus qui doivent être analysées et comparées simultanément. Cela met en évidence les exigences croissantes en matière de systèmes de mesure, de validation et d'étalonnage avec le passage aux véhicules électriques. Des systèmes sophistiqués de gestion de l'énergie sont désormais indispensables, car la capacité des batteries est limitée par le poids et le coût, tout en répondant à des normes élevées de confort et de performance.

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Nouveaux défis dans le développement des véhicules électriques

Les logiciels sont au cœur des véhicules électriques. Les équipementiers et les fournisseurs disposant de systèmes hérités des véhicules conventionnels sont souvent confrontés à ces défis :

Gestion de composants complexes

Les composants sophistiqués (batteries, entraînements électriques) aux fonctionnalités complexes nécessitent de nouvelles caractéristiques de mesure et de visualisation.

Efficacité énergétique

Il existe un besoin important de solutions pour optimiser la distribution de l'énergie dans les systèmes thermiques, d'entraînement, électriques et de charge.

Rentabilité

Les opportunités de vente et la rentabilité des véhicules électriques dépendent avant tout de la réduction des coûts des batteries tout en maintenant, voire en augmentant, leur autonomie.

Des solutions flexibles pour toutes les chaînes cinématiques

Illustration d'un développeur devant une voiture virtuelle

Nos experts en véhicules ETAS vous accompagnent dans votre parcours individuel

Qu'il s'agisse de moteurs hybrides, électriques ou à hydrogène, les solutions ETAS conviennent à tous les types de transmission modernes ayant des exigences élevées en matière de processus de développement de logiciels et de matériel. Nous vous proposons un ensemble complet : les outils INCA pour l'étalonnage, le diagnostic et la validation, ETAS MDA (measure data analyzer) pour la visualisation, l'analyse et la documentation des données de mesure, ASCET pour le développement de logiciels d'application basés sur des modèles, et ETAS Analytics toolbox (EATB) pour faciliter l'établissement de rapports.

"Trouver l'équilibre parfait entre autonomie et durée de vie pour tirer le meilleur parti d'une batterie est une question d'étalonnage. Nos solutions relèvent ce défi.

Klaus Grabmaier, architecte technique pour les mesures et l'étalonnage chez ETAS

Une plongée dans nos outils de développement

Conception de nouvelles fonctions

l'image montre un graphique qui explique comment concevoir de nouvelles fonctionnalités pour l'émobilité en utilisant le logiciel et le matériel ETAS

Les moteurs électriques nécessitent des fonctions de contrôle à grande vitesse car le couple produit suit directement le courant. Cela signifie que le comportement temporel est devenu plus important dans le développement, le prototypage et les essais. ETAS propose une variété de solutions pour la conception de nouvelles fonctions, qui répondent à ces exigences :

Prototypage rapide

L'approche de prototypage rapide facilite les temps de cycle jusqu'à 200 μs. Cela en fait la solution idéale pour les cycles de contrôle rapides des machines électriques.

Génie logiciel

Le développement du logiciel ASCET est conçu spécifiquement pour les systèmes de véhicules soumis à des contraintes de temps réel. ASCET couvre la programmation orientée état pour la gestion des batteries et prend en charge de nombreuses normes de développement importantes telles que la norme ISO 26262, ainsi que la création de composants logiciels AUTOSAR, ce qui en fait une approche holistique pour tous les cas d'utilisation de l'e-mobilité.

Calibrage

L'accès direct et rapide au calculateur via INCA-MCE (measurement and calibration embedded/fast ECU access) constitue une solution innovante pour des mesures et un étalonnage rapides. Il permet une connexion directe entre le banc d'essai du calculateur et les outils d'étalonnage, avec des cycles d'étalonnage 400 fois plus rapides que les approches conventionnelles utilisant l'interface ASAP3. Cet avantage en termes de vitesse maximise le potentiel des nouvelles méthodes d'étalonnage dynamique, en réduisant considérablement les temps d'étalonnage. Simultanément, la charge du système d'essai HEV diminue grâce à des réponses rapides en cas de dépassement des valeurs limites.

Environnement dynamique

Le développement de nouveaux entraînements s'effectue dans un environnement dynamique où les exigences changent constamment. Une flexibilité accrue et l'extension facile de l'environnement de développement grâce à des logiciels spécialisés et peu complexes deviennent de plus en plus importantes. Les projets HEV nécessitent un degré élevé de collaboration interdisciplinaire. Les résultats de divers environnements de développement doivent souvent être intégrés pour être testés sur une plate-forme unique. Par conséquent, l'ouverture à toutes les normes importantes est une condition préalable importante. Les outils ETAS offrent cette ouverture.

Les outils de développement de logiciels automobiles doivent toujours être considérés dans le contexte du système global. Lors du développement de systèmes complexes, les outils doivent être modifiés pour répondre à des exigences spécifiques. Avec ses services d'application et d'ingénierie (AES), ETAS contribue à l'optimisation du processus de développement de logiciels embarqués et propose des services de définition, de mise en œuvre et d'exploitation de solutions spécifiques au client. Nos outils de développement ont fait leurs preuves dans les domaines des entraînements hybrides, des tests HiL des moteurs électriques, de la gestion des batteries et des réseaux de calculateurs.

Solution de mesure

La solution de mesure ETAS mesure efficacement les tensions dans les systèmes électriques haute tension des véhicules hybrides et électriques tout en garantissant un haut niveau de sécurité grâce à l'isolation électrique à proximité du point de mesure. En combinant des sondes avec des modules polyvalents tels que l'ES411, l'ES415 ou l'ES441, on obtient un instrument de mesure flexible adapté aux applications à haute tension et utilisable dans les véhicules. L'intégration transparente avec le système de mesure ETAS et INCA offre une solution efficace pour mesurer les tensions lors de l'étalonnage et de la validation des calculateurs d'entraînement électrique.

Applications

Les applications typiques sont la mesure des tensions sur la batterie de traction, sur des cellules individuelles de la batterie de traction ou sur des circuits intermédiaires. Par exemple, les mesures de tension peuvent déterminer l'état de charge de la batterie, son comportement sous charge, les oscillations dans le réseau de bord haute tension ou la décharge ciblée de la batterie dans des situations critiques pour la sécurité, indépendamment de l'ECU. En combinaison avec des mesures de courant synchrones, il est possible de déterminer la consommation d'énergie des consommateurs sur le réseau de bord.

Intégration dans le système de mesure et d'étalonnage

Le module ES415 fournit quatre canaux de mesure avec des taux de mesure configurables allant jusqu'à 100 kHz chacun. Il détecte le type de sonde connecté et adapte automatiquement sa plage de mesure pour chaque canal. La plage de mesure et les caractéristiques de la sonde sont transférées au logiciel de mesure, où la valeur physique correcte de la mesure est automatiquement affichée.

Dans le système de mesure, plusieurs modules ES411 peuvent être reliés entre eux ou à d'autres modules de mesure de la série ES4xx. Les modules de mesure ES4xx sont pris en charge par INCA. En utilisant une interface XCP, les modules ES4xx et les sondes de mesure isolantes peuvent être intégrés dans des outils de mesure de fournisseurs tiers. Les modules de mesure ES4xx peuvent être connectés directement au PC hôte via Ethernet. Les modules de mesure peuvent également être connectés aux modules d'interface ECU et bus ES592, ES593-D ou ES595. Les modules de mesure sont synchronisés entre eux et avec les modules ES59x avec une précision de l'ordre de la microseconde. Les variations de tension dans le système haute tension sont mesurées par l'INCA de manière synchronisée avec les mesures internes de l'ECU et les signaux des bus du véhicule (FlexRay, CAN, LIN).

Configurations flexibles

Les câbles CBN400 et CBN401 sont équipés de quatre lignes de mesure d'un mètre chacune. Sur demande, ETAS propose des variantes spécifiques au client avec une, deux ou trois sondes et différentes longueurs de lignes.

Maîtriser la complexité

Les systèmes globaux deviennent de plus en plus complexes, en particulier pour les véhicules électriques hybrides. De nombreuses fonctions sont réparties dans un réseau de calculateurs. En outre, de plus en plus de fonctions sont réparties entre les composants des systèmes d'entraînement, de transmission et de freinage. La maîtrise de cette complexité devient un avantage concurrentiel. Les outils ETAS suivants offrent une assistance :

INTECRIO

Avec INTECRIO, les composants logiciels peuvent être connectés les uns aux autres. L'ensemble de la fonction peut être validé sans matériel dans un environnement virtuel. Avec le système de prototypage rapide modulaire et performant ES900, il est possible de tester des capteurs, des acteurs et des réseaux de calculateurs réels dans le laboratoire et dans le véhicule.

ASCET

La famille d'outils ASCET pour le développement de logiciels basés sur des modèles et des états, la simulation et la génération automatisée de code aide les développeurs de véhicules électriques hybrides grâce à la réutilisation des composants existants, à la définition du comportement en temps réel et à la conformité avec les normes automobiles telles que la norme ISO 26262.

RTA, RTE

Utilisé dans des millions d'applications, le système d'exploitation RTA, qui est conforme à la norme AUTOSAR relative à l'environnement d'exécution, offre une solution de développement robuste, en particulier compte tenu de la complexité croissante du codage des calculateurs dans des domaines tels que les véhicules électriques hybrides.

INCA

La répartition des fonctions sur différents calculateurs augmente également la complexité de la calibration. Les outils de mesure, de calibration et de diagnostic de la famille INCA offrent de nombreuses possibilités pour maîtriser cette complexité. INCA permet d'afficher et de traiter sur une même surface les différentes étiquettes de calibration réparties sur différents calculateurs ainsi que les données de communication du bus du véhicule. La gestion des différents calculateurs, comme l'accès aux différents bus et protocoles, est abstraite. Le processus d'étalonnage s'en trouve rationalisé, ce qui présente un avantage décisif, en particulier dans le cas des fonctions HEV. Les mêmes étiquettes peuvent également être mesurées et étalonnées de manière synchrone sur différents calculateurs, ce qui améliore considérablement la sécurité des données.

Développement rapide des fonctions

De nouvelles fonctions pour la chaîne de traction électrique doivent être développées rapidement et de manière fiable. Cela s'applique aux composants individuels tels que la commande en boucle fermée du moteur électrique, la batterie et la gestion thermique, mais aussi à la gestion commune de la transmission entre la boîte de vitesses, le moteur électrique et le moteur à combustion avec le fonctionnement start-stop, la récupération et l'augmentation de la puissance (gestion hybride). En plus de nombreuses solutions approuvées, ETAS propose un grand nombre d'innovations :

EHOOKS
EHOOKS est une méthode pour les concepts de contournement externe et interne facilitant l'insertion souple et facile de crochets dans des états logiciels existants sans modifier le code source du logiciel.

Pré-étalonnage
Avec le couplage Simulink®-INCA (INCA-SIP) ou l'interface ouverte XCP pour PC de simulation (INCA-SCX), INCA peut être utilisé via des interfaces appropriées comme surface d'expérimentation et d'étalonnage cohérente et pour effectuer des étalonnages sur le modèle virtuel avant que le matériel correspondant ne soit disponible. Les enregistrements de données développés peuvent être réutilisés dans les étapes d'étalonnage suivantes.

La cybersécurité dans l'e-mobilité

Le passage aux voitures électriques nécessite une conversion des architectures E/E et, surtout, de nouvelles options de connectivité, par exemple pour les stations de recharge ou les mises à jour OTA. Cependant, il s'agit également de nouveaux points d'entrée pour les logiciels non autorisés ou les cyberattaques, ce qui nécessite un nouveau concept de sécurité pour les véhicules. ETAS propose des solutions flexibles et modernes pour relever ces nouveaux défis, ainsi qu'une équipe d'experts pour des approches individuelles dans tous les cas d'utilisation.