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Eモビリティ

最適化された車両ソフトウェアによる高効率

Eモビリティは最大限の効率を追求するものだ。高価で重いバッテリーを可能な限り最良の方法で利用しなければならないため、車両開発は最適化された電力管理とユーザーの快適性のバランスを取る行為となる。ソフトウェア面では、これは主に大量の測定データを扱うことを意味する。OEMやサプライヤーは、これらのデータを収集、視覚化、処理するための適切なツールを必要としている。

このイラストは、スタイル化された未来的な自動車が、人々や図に囲まれている様子を描いている。

古典的な内燃機関では数個のシリンダーからの測定が必要ですが、電気自動車用バッテリーでは200個以上のセルを同時に分析・比較する必要があります。このことは、電気自動車への移行に伴い、測定、検証、校正システムに対する要求が高まっていることを浮き彫りにしています。バッテリーの容量は重量とコストによって制限される一方で、高い快適性と性能基準を満たしているため、現在では洗練されたエネルギー管理システムが不可欠です。

電気自動車開発の新たな挑戦

電気自動車の中核をなすのはソフトウェアである。従来型自動車のレガシーシステムを持つOEMやサプライヤーは、しばしばこうした課題に直面する:

複雑なコンポーネントの管理

複雑な機能を持つ洗練されたコンポーネント(バッテリー、電気駆動装置)は、測定と可視化のための新しい機能を必要とする。

エネルギー効率

熱、駆動、電気、充電システムにおけるエネルギー配分を最適化するソリューションの必要性は高い。

コスト効率

電気自動車の販売機会と収益性は、何よりも、航続距離を維持、あるいは伸ばしながらバッテリーのコストを削減できるかどうかにかかっている。

あらゆるドライブトレインに対応する柔軟なソリューション

バーチャルカーの前に立つ開発者のイラスト

ETAS車両のエキスパートがお客様の旅をサポート

ハイブリッド駆動、電気駆動、水素駆動を問わず、ETASのソリューションは、ソフトウェアやハードウェアの開発プロセスに高い要求を持つ、あらゆる最新のドライブトレインに適しています。ETASは、適合・診断・検証のためのINCAツール、計測データの可視化・解析・文書化のためのETAS MDA(計測データアナライザ)、モデルベースのアプリケーションソフトウェア開発のためのASCET、簡単なレポート作成のためのETAS Analytics toolbox(EATB)など、総合的なパッケージを提供しています。

「バッテリーを最大限に活用するために、航続距離と寿命の完璧なバランスを見つけることは、校正の問題です。私たちのソリューションは、この課題に対応しています。"
ETAS計測・校正テクニカルアーキテクト Klaus Grabmaier氏

開発ツールのディープダイブ

画像は、ETASのソフトウェアとハードウェアを使用して、エモビリティの新機能を設計する方法を説明するグラフィックです。

電気モーターは、発生するトルクが電流に直接追従するため、高速な制御機能を必要とする。これは、開発・試作・テストにおいて、時間挙動がより重要になっていることを意味します。ETASは、これらの要求を満たす新機能設計のためのさまざまなソリューションを提供します:

ラピッドプロトタイピング

ラピッドプロトタイピングアプローチにより、サイクルタイムは200μsまで短縮されます。このため、電気機械の高速制御サイクルに理想的なソリューションです。

ソフトウェア工学

ASCETソフトウェア開発は、特にリアルタイム制約のある車両システム向けに設計されています。ASCETは、バッテリ管理のための状態指向プログラミングをカバーし、ISO 26262のような多くの重要な開発標準や、AUTOSARソフトウェアコンポーネントの作成をサポートしており、あらゆるe-mobilyユースケースに対応する総合的なアプローチとなっています。

キャリブレーション

INCA-MCE(計測・適合組込み/高速ECUアクセス)によるダイレクトで高速なECUアクセスは、高速計測・適合のための革新的なソリューションを提供します。これにより、ECUテストベンチと適合ツールの直接接続が可能になり、ASAP3インターフェースを使用する従来のアプローチと比較して、適合サイクルを400倍高速化することができます。この速度の優位性は、新しい動的適合手法の可能性を最大限に引き出し、適合時間を大幅に短縮します。同時に、限界値を超えた場合の高速応答により、HEVテストシステムの負荷が減少します。

新しいドライブの開発は、常に要求が変化するダイナミックな環境で行われます。柔軟性を高め、特殊で複雑度の低いソフトウェアで開発環境を容易に拡張することが、ますます重要になってきています。HEVプロジェクトでは、高度な学際的コラボレーションが求められます。さまざまな開発環境から得られた結果を、ひとつのプラットフォーム上でテストするために統合しなければならないことも多い。そのため、すべての重要な標準に対してオープンであることが重要な前提条件となります。ETASツールは、このオープン性を提供します。

自動車用ソフトウェア開発ツールは、常にシステム全体の中で検討されなければならない。複雑なシステムを開発する際には、特定の要件に合わせてツールを変更する必要があります。ETASは、アプリケーション&エンジニアリングサービス(AES)により、組込みソフトウェア開発プロセスの最適化をサポートし、お客様固有のソリューションの定義、実装、運用のサービスを提供しています。ETASの開発ツールは、ハイブリッドドライブ、電動モータのHiLテスト、バッテリ管理、ECUネットワークなどで実績があります。

画像はETAS測定ソリューション。ハイブリッド車や電気自動車の高電圧電気系統の電圧を効果的に測定する一方、測定ポイントの近くで電気的に絶縁することで高い安全性を確保している。

ETASの測定ソリューションは、ハイブリッド車や電気自動車の高電圧電気系統の電圧を効率的に測定するとともに、測定ポイント近傍の電気的絶縁により高い安全性を確保します。プローブとES411ES415ES441などの汎用モジュールを組み合わせることで、高電圧アプリケーションに適合し、車両での使用に適した柔軟な計測器を提供します。ETAS測定システムおよびINCAとのシームレスな統合により、電気駆動ECUの適合・検証時の電圧測定に効率的なソリューションを提供します。

アプリケーション

代表的なアプリケーションは、トラクションバッテリー、トラクションバッテリーの各セル、または中間回路の電圧測定です。例えば、電圧測定により、バッテリの充電状態や負荷時の挙動、高電圧車載電源の振動、セーフティクリティカルな状況におけるバッテリの目標放電量などを、ECUとは独立して判断することができます。同期電流測定と組み合わせることで、車載電源のコンシューマの消費電力を測定できます。

測定・校正システムへの統合

ES415モジュールは、最大100 kHzまで設定可能な4つの測定チャンネルを備えています。接続されたプローブのタイプを検出し、各チャンネルの測定レンジを自動的に調整します。測定範囲とプローブの特性は測定ソフトウェアに転送され、正しい物理測定値が自動的に表示されます。

計測システムでは、複数のES411モジュールを相互に、あるいはES4xxシリーズの他の計測モジュールとリンクさせることができます。ES4xx計測モジュールはINCAでサポートされています。XCP インタフェースを使用することで、ES4xx モジュールと絶縁型計測プローブを他社製計測ツールに統合することができます。ES4xx計測モジュールは、イーサネットを使用してホストPCに直接接続することができます。また、ECUおよびバスインターフェースモジュールES592ES593-DES595に接続することもできます。計測モジュールは互いに同期し、ES59xモジュールともマイクロ秒精度で同期します。高電圧システムの電圧変化は、ECU内部計測および車両バス(FlexRay、CAN、LIN)の信号に同期してINCAで計測されます。

柔軟な構成

CBN400およびCBN401ケーブルには、それぞれ長さ1mの測定ラインが4本付属しています。ご要望に応じて、ETASでは1本、2本、3本のプローブと異なるライン長を持つ、お客様仕様のケーブルも提供しています。

図は、電気自動車向けソフトウェア開発の複雑さを克服するために、ETASツールがどのようなサポートを提供しているかを示しています。

特にHEVでは、システム全体が複雑化している。多くの機能がECUネットワークに分散している。さらに、ドライブ、トランスミッション、ブレーキシステムのコンポーネントにまたがって動作する機能も増えています。この複雑性をマスターすることが、競争上の優位性になりつつあります。以下のETASツールがサポートします:

インテクリオ

INTECRIOでは、ソフトウェアコンポーネント同士を接続することができます。ハードウェアを使用せずに、仮想環境で機能全体を検証できます。高性能なモジュール式ラピッドプロトタイピングシステムES900を使用すれば、実際のセンサー、アクター、ECUネットワークを使用したテストがラボや車両内で可能です。

アセット

モデルベースおよびステートベースのソフトウェア開発、シミュレーション、自動コード生成のためのASCETツールファミリーは、既存コンポーネントの再利用性、リアルタイム動作の定義、ISO 26262などの自動車規格への準拠を通じて、HEV開発者をサポートします。

RTA、RTE

何百万ものアプリケーションで使用されているRTAオペレーティングシステムは、AUTOSARランタイム環境規格に準拠しており、特にHEVなどの分野で要求されるECUコーディングがますます複雑化していることを考慮すると、堅牢な開発ソリューションを提供します。

インカ

さまざまなECUに機能が分散しているため、適合の複雑さも増しています。INCAツールファミリーの計測・適合・診断ツールは、この複雑さを克服するための多くの可能性を提供します。INCAは、異なるECUに分散されたさまざまな適合ラベルや車両バス通信データを1つの画面に表示し、処理することを可能にします。異なるバスやプロトコルを介したアクセスなど、異なるECUの管理が抽象化されます。これにより適合プロセスが効率化され、特にHEV機能を扱う場合に決定的なメリットをもたらします。また、同じラベルを異なるECUで同期的に測定・適合できるため、データの安全性が大幅に向上します。

電気ドライブトレインの新機能は、迅速かつ確実に開発されなければならない。これは、電気モーターのクローズドループ制御、バッテリー、熱管理といった個々のコンポーネントだけでなく、ギアボックス、電気モーター、スタート-ストップ操作、リカバリー、パワーブースト(ハイブリッドマネジメント)を備えた内燃機関の共通ドライブマネジメントにも当てはまります。多くの承認されたソリューションに加え、ETASは多くのイノベーションを提供しています:

イーフックス
EHOOKSは、ソフトウェアのソースコードを変更することなく、既存のソフトウェア状態に柔軟かつ簡単にフックを挿入することを容易にする、外部および内部バイパスコンセプトのための手法です。

事前校正
Simulink®-INCAカップリング(インカシップ)、またはシミュレーションPC用のオープンなXCPインターフェース(INCA-SCX)を使用することで、INCAは適切なインターフェースを介して、一貫性のある実験および校正サーフェスとして使用することができ、それぞれのハードウェアが使用可能になる前に仮想モデル上で校正を実施することができます。開発されたデータレコードは、次の校正ステップで再利用することができます。

画像はスクリーンの前でe-モビリティのサイバーセキュリティに取り組むソフトウェア開発者。

e-モビリティにおけるサイバーセキュリティ

電気自動車への移行には、E/Eアーキテクチャーの変換と、とりわけ充電ステーションやOTAアップデートなどの新しい接続オプションが必要だ。しかし、これらは同時に不正ソフトウェアやサイバー攻撃の新たな侵入口でもあり、自動車の新たなセキュリティコンセプトが必要となります。ETASは、このような新たな課題に対する柔軟な最先端ソリューションと、あらゆるユースケースに対応する個別アプローチのための専門チームを提供します。

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