OEM & Lieferant Ausgabe 2/2019 - OEM & Supplier 2/2019 by VEK Publishing

32 Elektromobilität Vollständige Simulation von E-Maschinen Von Franz Dengler, Senior Technical Expert HiL-Simulation bei MicroNova und Micha Damm-Norwig, Software-Entwickler Hardware-in-the-Loop bei MicroNova Verschiedene E-Motor-Technologien benötigen für die Absicherung leistungsstarke Testsysteme. Dafür sind um- fangreiche Simulationen bestehend aus Hard- und Software erforderlich. Die schnell fortschreitende Elektrifizierung von Fahrzeugen erfordert eine effiziente und zuverlässige Entwicklung von Elektromotoren und entsprechende Tests der zugehörigen Steuergeräte. Aufgrund der hohen Techno- logievarianz bei E-Motoren sind jedoch ver- schiedenartige Testlösungen erforderlich, beispielsweise für Motortypen wie perma- nenterregte Synchronmaschinen (PSM), für unterschiedliche Leistungsklassen, ein- oder mehrphasige Ansteuerung oder verschie- dene Lagegeber. MicroNova hat passende NovaCarts-Simulatoren und -Karten sowie Software-Tools entwickelt, die diesen Anfor- derungen gerecht werden. Umfassende Überprüfung ohne realen E-Motor Auf Signal- und auf Leistungsebene können Hersteller und Zulieferer Tests durchführen, die auf mechanischer Ebene oder im realen Fahrzeug nur eingeschränkt oder überhaupt nicht realisierbar sind. Dazu gehört neben der Simulation von Fehlerfällen, wie Wick- lungskurzschluss oder Asymmetrien, auch die Simulation von Toleranzen. So lassen sich Steuergeräte bereits in einem frühen Stadium zuverlässig absichern – ein echter Elektromo- tor ist zu diesem Zeitpunkt nicht erforderlich. Für die Funktionsentwicklung hat sich der Test auf Signalebene etabliert. Zu seinen zentralen Vorteilen gehört, dass keine hohen und da- mit gefährlichen Ströme sowie Spannungen erfasst werden müssen und somit die Be- dienung nicht eingeschränkt wird. Zudem ist die Testdurchführung kostengünstig und die Überprüfung kann direkt auf dem Entwickler- schreibtisch erfolgen. Voraussetzungen: ›  Schnelle Hardware für die Simulation der E-Maschine: In der Regel sind Simulations- zeiten von weniger als einer Mikrosekunde erforderlich. ›  Ausreichende Anzahl schneller I/O-An- schlüsse: Mit der Einführung von mehrpha- sigen Ansteuerungen bei Elektromotoren erhöht sich die Anzahl der erforderlichen Outputs für die Simulation von Phasenströ- men entsprechend. ›  Hochaufgelöste, hochgenaue Simulations- modelle für Elektromotoren ›  Unterstützung von Modellierungswerk- zeugen wie Simulink: Die in Simulink ent- wickelten Simulationsmodelle müssen FPGA-kompatibel sein. › Werkzeuge zum Debuggen von Simula- tionsmodellen und zur Analyse von Tests: In diesem Zusammenhang ist es von zen- traler Bedeutung, hochaufgelöste Aufzeich- nungen von I/O- und Simulationsvariablen im Mikrosekunden-Bereich bereitzustellen. Umfassendes Portfolio zum Test von E-Motor-Steuergeräten Die Testkomponenten für E-Motor-Steuerge- räteumfassennebenderNovaCarts-Hardware und den zugehörigen Simulations-Modellen auch Lösungen zur komfortablen Implemen- tierung kundenspezifischer Simulink-Modelle. Bilder/Grafiken: © MicroNova Darüber hinaus ermöglicht es das NovaCarts High Resolution Tracing, die schnellen Signale und Modellvariablen mit sehr hoher Zeitauf- lösung aufzuzeichnen. Grafik 1: Das Simulink-Block-Set (NC-CAPE-FPGA) ermöglicht die Anbindung von Anwenderprogrammen und I/Os. Das NovaCarts High Speed I/O Board (NC-GMB3010) eignet sich für Anwendungen, die eine schnelle Signalverarbeitung und -generierung erfordern. NovaCarts High Speed I/O Board (NC-GMB3010) Eigens für die Simulation von Elektromoto- ren hat MicroNova die High-Speed-I/O-Karte „NovaCarts NC-GMB3010“ entwickelt. Das Board kommt zudem bei der Simulation von DC-DC-Wandlern oder beim Test von Steuer- geräten für Induktives Laden zum Einsatz. Grundsätzlich eignet es sich für alle Anwen- dungsbereiche, in denen schnelle Signalver- arbeitung und -generierung erforderlich sind. Folgende I/Os sind verfügbar: ›  14 schnelle analoge Ausgänge (8 MHz, 14 bit), zwei davon als sin/cos-Lagegeber ver- wendbar