Технология виртуально-физических испытаний X-in-the-Loop как инструмент исследования и разработки электрического транспорта

Введение (постановка задачи и актуальность). Статья описывает систему виртуально-физических испытаний компонентов шасси электромобиля, которая позволяет связывать и синхронизировать испытательные лаборатории, находящиеся на существенном удалении друг от друга.

Цель исследования. Создание системы типа X-in-the-Loop для географически распределённых виртуально-физических испытаний компонентов шасси электромобиля.

Методология и методы. При создании системы X-in-the-Loop использованы методы виртуально-физических испытаний, функциональность которых расширяется посредством связывания и синхронизации нескольких испытываемых объектов с помощью глобальной компьютерной сети.

Результаты и научная новизна. Предложена новая технология разработки и исследования электрических транспортных средств, позволяющая связывать географически удалённые лаборатории в рамках единой среды, которая, функционируя в реальном времени, синхронизирует испытания компонентов электромобиля (как аппаратных, так и виртуальных), находящихся в связываемых лабораториях.

Практическая значимость. Предложенная технология предоставляет исследователям и разработчикам электрических транспортных средств усовершенствованные инструменты виртуально-физических испытаний, которые позволяют повысить эффективность их совместной работы и уменьшить время, необходимое для получения конечного продукта или результата исследования.

1. Yin D., Hori Y. A Novel Traction Control without Chassis Velocity for Electric Vehicles // World Electr. Veh. J. - 2009. - No. 3 (2). - P. 282-288.

2. Nunez J.S., Munoz L.E. Conceptual Design and Simulation of the Traction Control System of a High Performance Electric Vehicle / Proceedings of the ASME 2013 Dynamic Systems and Control Conference. - 2013.

3. Braghin F., Sabbioni E., Sironi G., Vignati M. A Feedback Control Strategy for Torque-Vectoring of IWM Vehicles / Proceedings of the ASME 2014 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference. - 2014.

4. Hou R., Zhai L., Sun T. Steering Stability Control for a Four Hub-Motor Independent-Drive Electric Vehicle with Varying Adhesion Coefficient // Energies. - 2018. -11 (9), 2438.

5. Yang K., Dong D., Ma C., Tian Z., Chang Y., Wang G. Stability Control for Electric Vehicles with Four In-Wheel-Motors Based on Sideslip Angle // World Electr. Veh. J. - 2021. - 12 (1), 42.

6. Kulikov I., Karpukhin K., Kurmaev R. X-in-the-Loop Testing of a Thermal Management System Intended for an Electric Vehicle with In-Wheel Motors // Energies. - 2020. - 13, 6452.

7. Ricciardi V., Ivanov V., Dhaens M., Vandersmissen B., Geraerts M., Savitski D., Augsburg K. Ride Blending Control for Electric Vehicles // World Electr. Veh. J. - 2019. - 10, 36.

8. Brest J-S., Gimbert Y. Influence of In-Wheel Motors Weight on a Swing-Arm Dynamic, Evaluation of Ride Comfort and Handling // World Electr. Veh. Journal. - 2016. - No. 8 (1). - P. 112-121.

9. Гусаков Н.В., Зверев И.Н., Карунин А.Л. и др. Конструкция автомобиля. Шасси / Под ред. А.Л. Карунина. - М.: МГТУ «МАМИ», 2000. - C. 239-242.

10. Куликов И.А. Совершенствование средств создания и исследования автомобилей с комбинированными энергоустановками с помощью технологий виртуально-физических испытаний: дисс. ... канд. техн. наук. - М.: ФГУП «НАМИ», 2016. - С. 45-63.

11. Kaup C., Pels T., Ebner P., Ellinger R. et al. Systematic Development of Hybrid Systems for Commercial Vehicles // SAE Technical Paper. - 2011. - 2011-28-0064.

12. Wu J., Dufour C., Sun L. Hardware-in-the-Loop Testing of hybrid vehicle motor drives at Ford Motor Company // Proceedings of the IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. - 2010.

13. Li W., Shi X., Guo, D, Yi P. A Test Technology of a Vehicle Driveline Test Bench with Electric Drive Dynamometer for Dynamic Emulation // SAE Technical Paper - 2015. - 2015-01-1303.

14. Tibba G., Malz C., Stoermer C., Nagarajan N., Zhang L., Chakraborty S. Testing Automotive Embedded Systems under X-in-the-loop Setups // Proceedings of the IEEE/ACM International Conference on Computer-Aided Design (ICCAD'16). - 2016.

15. Gao H., Zhang T., Chen H., Zhao Z., Song K. Application of the X-in-the-Loop Testing Method in the FCV Hybrid Degree Test // Energies. - 2018. - 11, 433.

16. Albers A., You Y., Klingler S., Behrendt M., Zhang T., Song K. A New Validation Concept for Globally Distributed Multidisciplinary Product Development // Proceedings of the 20th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. - 2013. - P. 231-242.

17. Schreiber V., Ivanov V., Augsburg K., Noack M., Shyrokau B., Sandu C., Els P S. Shared and Distributed X-in-the-Loop Tests for Automotive Systems: Feasibility Study // IEEE Access. - 2018. - 6. - P. 4017-4026.

18. AugsburgK., Gramstat S., Horn R., Ivanov V. et al. Investigation of Brake Control Using Test Rig-in-the-Loop Technique // SAE Technical Paper. - 2011. - 2011- 01-2372.

19. Van Doornik J., Brems W., de Vries E., Uhlmann R. Driving Simulator with High Platform Performance and Low Latency // ATZ Worldw. - 2018. - 120. - P. 48-53.

20. Khusro Y.R., Zheng Y., Grottoli M., Shyrokau B. MPC-Based Motion-Cueing Algorithm for a 6-DOF Driving Simulator with Actuator Constraints // Vehicles. - 2020. - 2. - P. 625-647.