磨牙能量使用基于模型的设计开发电动两轮滑板车和充电站

挑战

设计并生产印度的第一个智能电动滑板车

解决方案

使用基于模型的设计来模拟和优化滑板车设计,并为其控制软件生成生产代码

结果

  • 设计替代方案在数周内评估,而不是几个月
  • 测试时间减少了50%
  • 现场问题迅速解决

“我们有很多有希望的想法,但作为一个小型初创公司,我们没有时间,金钱或人们建立原型来测试每个人。通过基于模型的设计,我们通过仿真识别并验证了最佳创意,使得可以在更短的时间内提供更全面的踏板车。“

Shivaram N.v.,擦拭能量

磨管450智能电动滑板车。


班加罗尔大多数超过500万辆两轮滑板车 - 城市所有车辆的70% - 是汽油供电,导致高水平的噪音污染和有限公司2排放。为满足清洁替代品的需求,启动公司Ater Energy已经建立了印度的第一个智能电动滑板车。在不到4秒的时间内能够从0到40 km / h加速,接地450的顶速度为80 km / h,每次充电的范围高达75公里。

使用基于模型的设计设计和优化踏板车,控制软件和充电站的工程师使用Matlab®和模拟万博1manbetx®

“通过使用我们的Simulink模型运行模拟,我们能够测试设计理念万博1manbetx,并了解它们在各种操作条件下的表现 - 例如,在倾斜,在极端温度,或主要耗尽的电池中,有多个骑手,或者具有大多数耗尽的电池says, Shivaram N.V., senior systems engineer at Ather. “Later, we used Model-Based Design for end-to-end algorithm development, from design through validation and code generation.”

挑战

Atter团队希望让汽油动力踏板车的所有者能够切换到450。这意味着生产具有可比功率和加速的踏板车,可以在家里或整个城市的位置进行充电。因为450将是市场上第一个,工程团队面临着许多未知数,包括骑手使用模式。

该团队需要运行模拟以评估各种骑行和使用场景的设计概念,并在优化设计参数时进行通知的权衡决策。例如,尽管增加电池容量会提供更好的范围,但它也会增加成本和尺寸,以及改变踏板车的重心。

除了设计踏板车本身之外,工程师还需要开发和实现用于电池充电,温度管理和其他关键功能的嵌入式控制算法。作为一个初创公司,Atther需要用小团队快速提供可行的产品,同时定期向投资者展示进展。

解决方案

使用MATLAB和Simulink的基于模型的设计模型和模拟450并为控制软件生成生产代码。万博1manbetx

他们开始通过构建踏板车及其主要成分的植物模型。使用第一原理直接在Simulink中直接建模车辆动力学和机械组件。万博1manbetx电源转换器和电路使用Simscape™和Simscape Electrical™建模。

在没有详细的组件数据的情况下,该团队采用了一种模拟电池单元的实证方法。它们在各种温度和充电状态下测试了电池,并使用了具有系统识别工具箱™的测量的输入输出数据,以创建电池电气和热特性的黑匣子模型。

该团队对工厂模型进行了广泛的模拟,以评估设计权衡。它们精致设计,直到它们识别出满足目标加速度和范围要求的电机和电池配置,同时满足成本,尺寸和温度约束。

接下来,它们为Simulink中的电池充电,功率控制和温度控制开发了算法。万博1manbetx它们在eventflow中建模了控制逻辑®并使用控制系统工具箱™调整控制器增益。它们通过工厂模型运行闭环模拟以验证其控制设计。它们使用嵌入式编码器生成从控制器模型的代码®并将其部署到手臂上®皮质®踏板车或充电站中的TI C2000™微控制器处理器。

使用敏捷和迭代开发过程,它们迅速调试和精制算法,有时会每天最多5次生成和测试新代码。

因为这是他们的第一个与代码生成的经验,Shivaram首先参加了由MathWorks工程师进行的嵌入式编码器的代码生成的为期两天的公共培训课程,然后从事Mathworks咨询服务,以进一步培训生产代码生成,模型审查和过程。审查。

接地450现在在生产中,孟加拉鲁的初始释放以及31个充电站和钦奈的7站。他们在Iit Madras学习Matlab的Atther的创始人,他们将在其推出该公司,即将在下一个市场上打开预订。

应用基于电池的充电状态级别显示剩余范围。

结果

  • 设计替代方案在数周内评估,而不是几个月。“Simulink中的模拟帮助我万博1manbetx们比较多个设计替代品并选择最好的设计,”Shivaram说。“使用我们在两周内完成的Simscape模型来说,”而不是花两个月来建立和测试物理原型。“
  • 测试时间减少了50%。“基于模型的设计使我们能够加速对我们控制算法的测试,”Shivaram说。“通过在Simulink中建模和模拟整个踏板车和充电系统,我们将一个月的测试工作减少到两周。”万博1manbetx
  • 现场问题迅速解决。“一旦任何新产品在现场,就会预期问题,”Shivaram说。“我们将这些问题的周转时间减少了一半。由于我们的Simulin万博1manbetxk生产模型是自我记录的,我们可以轻松地进行算法改进,然后通过空中更新将它们发送到滑板车。“