Virtuální model elektromobilu pro urychlení výzkumu a vývoje

S rozvojem elektrické mobility se zvyšují bezpečnostní a technologická očekávání, která zákazníci na elektromobily kladou. Výrobci proto musejí stále rychleji reagovat na vývoj trhu, na různé regulace a také na výrazný tlak na snížení ceny elektromobilů. Celosvětová poptávka po elektrických vozidlech roste: ve třetím čtvrtletí loňského roku například oproti roku předešlému vzrostl počet registrovaných elektromobilů v Evropě o 211 % na celkových 274 000. Očekává se, že v roce 2022 bude více než 20 % všech vozidel prodaných v Evropě elektrických.

Evropské inovační centrum společnosti Eaton sídlící v Roztokách u Prahy nedávno představilo vlastní virtuální model elektromobilu, který umožňuje výzkum a vývoj v této oblasti zásadně zefektivnit a dále urychlit. „Největší přínosem modelu je jeho rychlost, modularita a možnost reprodukovat jízdní data z reálného provozu a vnějšího prostředí,” řekl Petr Liškář, specialista pro elektrifikaci vozidel ve společnosti Eaton. Na modelu pracoval mezinárodní tým pracovníků inovačního centra s přispěním ČVUT, konkrétně oddělení Smart Driving Solutions, které je součástí Katedry řídicí techniky na elektrotechnické fakultě. 

Dvoustopý dynamický model elektrického vozidla umožňuje vývojářům velmi rychle vyhodnotit přínos nových komponent na celkový provoz vozu. Je složen z řady dílčích subsytémů, a kromě celého automobilu uživateli umožňuje studovat a vyhodnocovat i fungování jednotlivých konstrukčních skupin. Jednou z klíčových oblastí pro zajištění nízké spotřeby elektrické energie elektromobilu je například zahrnutí prvků komfortní výbavy cestujících do celé simulace. Jedná se o vytápění a chlazení interiéru, vyhřívání sedadel nebo multimediální systém. Dílčí podskupinou modelu virtuálního vozidla je proto model klimatizační jednotky vozu, model chladicího okruhu pro baterie a systémy trakčního pohonu. 

Zrychlení a současná změna jízdního pruhu – bílý sedan je simulován na zasněžené silnici, zatímco modrý sedan jede po suché vozovce. (Zdroj Eaton)

Porovnávací grafy zrychlení a změny jízdního pruhu u bílého (jízda po sněhu) a modrého sedanu (suchá silnice) z předchozího obrázku. (Zdroj Eaton)

Velkou výhodou virtuálního modelu je možnost simulace jízdy v reálném prostředí s využitím dat z GPS. Tato data mohou být buďto vygenerována pomocí vhodného programu pro plánování trasy, ale také importována jako záznam z jízdy již uskutečněné. Průjezd zadanou trasou je pak možno reprodukovat zcela věrně, neboť systém obsahuje také model autonomního řízení vozu. Díky tomu chování vozidla velmi dobře reflektuje skutečnou jízdní dynamiku a integruje v sobě prvky výbavy aktivní bezpečnosti, jakými jsou protiblokovací systém ABS, systém regulace prokluzu kol ASR, elektronický stabilizační program ESP i systém vektorování točivého momentu. Navíc jsou zařazeny další faktory reálného prostředí, jakými jsou nadmořská výška, teplota vzduchu, směr a intenzita větru, dokonce i aktuální stav vozovky, která může mít například suchý, mokrý nebo i zledovatělý povrch. 

Virtuální vozidlo lze v současné době konfigurovat s jedním nebo více různými motory, střídači a převodovkami současně. Model elektromobilu si uživatelé mohou upravit podle svého přání, nebo použít ke své další práci jen jeho dílčí části. Vývoj byl dokončen na jaře letošního roku a bude sloužit pro interní potřeby společnosti Eaton, pro další vývoj a pro interní testy. 

Pro více informací navštivte www.eaton.com