電動汽車研發:從硬件環境轉向軟件環境
現在,世界上可能沒有比電動汽車更令人矚目的電子產品。許多雄心勃勃的初創公司成為電動汽車市場的領頭羊,不過很多傳統的大型汽車制造商也參與其中。
不斷上漲的燃料成本、電池技術逐漸改進以及人們的環保意識不斷上升都幫助提升了公眾對于電動汽車的熱情。因此,電動汽車領域的研發人員正在推動持續的創新。

電動汽車的一些性能現在已經達到或超過了傳統的內燃機汽車。工程師們正在通過提高效率、增加電池容量以及縮短充電時間來解決續航里程方面的焦慮。現在電動汽車的行駛速度更快,續航里程更遠,讓這類汽車成為越來越多車主的選擇。
電動汽車領域的創新并不是沒有成本的,對于大多數電動汽車的購買者而言,成本就是一個重要的考慮因素。在性能、效率、續航里程和成本之間取得平衡是電動汽車制造商面臨的主要挑戰。

在電動汽車的設計、開發和制造過程中,隨著設計的演變、市場的變化和競爭對手的出現,上述因素都需要進行反復評估和多次迭代,一款成功的電動汽車需要幾乎完美地執行這個過程。
此外,開發團隊還必須應對車輛設計領域的普遍挑戰,包括電氣和機械組件之間的緊密相互作用、運行過程中車輛變化的溫度和濕度,以及噪聲和振動情況。
傳統的汽車設計嚴重依賴于試驗臺上的測試,這種方法有幾個主要的局限。建造試驗工作臺的成本較高,還限制測試的數量以及可以使用試驗臺的工程師的數量。
對于電動汽車的設計而言,這尤其令人憂慮,原因是現在的電動汽車還有大量的軟件內容,并且程序員需要用硬件來測試軟件代碼。其次,通過測試現實情況中的問題來發現故障會損壞或摧毀硬件,而且某些類型的故障無法進行測試。
總之,在電動汽車的開發過程中,等到在測試工作臺上發現設計問題為時已晚,正如在芯片制造出來或軟件推出后才檢測到漏洞會導致項目延遲和成本超支。
幸運的是,現在有了替代性的解決方案:電動汽車的虛擬樣車可以在模擬試驗中檢驗整個機電-液壓-熱力系統,包括其中的嵌入式軟件。這樣就可以在早期架構中探索子系統結構并進行設計調整,而不必重新配置實際的硬件。
這也可以及早發現并調查實際應用過程中的問題,從而可以在打造任何硬件原型之前進行改進。由于是在虛擬環境中對問題進行試驗和分析,工程師們現實中的測試時間就減少了。
虛擬樣車還可以隨意復制,使所有的程序員都可以根據虛擬樣車進行早期的軟件開發,這就為電動汽車的研發提供了更快、更有效率、成本更低的過程。
為電動汽車的設計和試驗創建統一的虛擬樣車涉及到多種技術,涵蓋整個系統和所有的軟件,包括機電組件以及嵌入式軟件和硬件之間的復雜交互。
用于車輛的機電系統的研發一直具有挑戰性,而電動汽車的機電系統研發難度更大。實際樣車的建造成本過高,無法讓所有的工程師都得到實際的樣車并進行試驗。基于新思科技(Synopsys)等行業領先產品的電動汽車開發流程提供了解決方案。這個流程可以在建造任何硬件之前探索設計選項、評估各種性能并開發嵌入式軟件。
由于這種解決方案是在虛擬環境中進行,所以可以同時對虛擬樣車進行很多小的調整,任何時候都可以進行多方面的測試。虛擬樣車可以輕松復制后能夠實現更加高效和強大的電動汽車開發過程。
通過在虛擬環境中測試一些問題并模擬現實世界中危險的車輛碰撞,這個流程不會損壞硬件設施,還能研發更安全的車輛。這些優勢極大地增加了在競爭激烈的電動汽車領域推出成功車型的機會。