Erstellung, Pflege und Weiterentwicklung von Simulationsmodellen

Die zuverlässige Absicherung elektronischer Steuergeräte an Hardware-in-the-Loop(HiL)-Systemen erfordert die exakte Nachbildung der zugehörigen Sensoren und Aktoren, um verschiedene Testszenarien abbilden zu können. Neben tiefgreifendem Know-how im Bereich Sensor- und Aktormodelle verfügt MicroNova über langjährige Erfahrung in der Szenarien- und Umgebungsmodellierung – sowohl im Bereich Automotive Testing als auch beim Test von Windenergieanlagen.

Bei der Modellierung zur Nachbildung von Steuergeräten bietet MicroNova Consulting verschiedene Abstraktionsstufen: von der Simulation der Bus-Kommunikation eines nicht vorhandenen Steuergeräts bis hin zur vollständig virtuellen ECU (Electronic Control Unit) mit dem Anspruch, ASIL-relevante Tests virtuell zu ermöglichen.

• Aktormodelle
• Sensormodelle
• Batteriemodelle
• Modelle für Fahrzeuge sowie Windkraftanlagen
• Szenarienmodelle
• Umgebungsmodelle
• KI-basierte Modellteile
• Support für EXAM-Bibliotheksmodelle
  (Testautomatisierung)

Das Software- und Systemhaus MicroNova verfügt über jahrzehntelange Erfahrung bei der Entwicklung von HiL-Systemen. Diese Kompetenz wirkt sich selbstverständlich auch positiv auf die Modellqualität aus. Die konsequente Modularisierung, die bei der gesamten NovaCarts-Produktpalette berücksichtigt wurde, verkürzt die Kompilierzeiten der Modelle deutlich. Das heißt, für jedes Steuergerät und jede Funktion wird ein eigenes Modell erstellt, das eigenständig direkt am HiL-Simulator lauffähig ist – ohne aufwendige Neukompilation des Gesamtmodells. Darüber hinaus ist keine spezielle Hardware für die Modellierung erforderlich. Anpassungen an den Modellen lassen sich ebenfalls einfach und ohne großen Zeitaufwand durchführen.

Neben der Entwicklungszeit ist vor allem die Laufzeit eines Modells entscheidend, um das gewünschte Echtzeitverhalten zu realisieren. Das erreichen wir sowohl durch die Art der Modellierung als auch durch eine Anpassung der Rechen-Hardware, beispielsweise die Co-Simulation auf optimierten Simulationsrechnern oder FPGAs in verschiedenen Konstellationen.

Diese Vorteile kommen insbesondere bei den NovaCarts HiL-Systemen zum Tragen, da die gesamte Architektur auf eine effiziente Nachbildung von Steuergeräten ausgelegt ist. Selbstverständlich verfügen wir auch über langjährige Erfahrung bei der Integration unserer Modelle in die Testumgebungen aller gängigen Hardware-Hersteller.

MicroNova bietet flexible Basismodelle, die wir genau auf Ihren Einsatzschwerpunkt zuschneiden. Bei Bedarf lassen sich weitere Anpassungen jederzeit unkompliziert vornehmen. Darüber hinaus entwickeln wir Spezialmodelle für verschiedenste Anwendungsbereiche, beispielsweise für die exakte Ermittlung des Batteriezustands (State-of-Health, SoH) mittels Elektroimpedanzspektroskopie oder für die Übersetzung zwischen zwei Bussen (RDB und ADTF).

Für die Entwicklung und den Test von Batteriesteuergeräten (Battery Management Systems, BMS) hat MicroNova mit dem „MicroNova Battery Model“ ein flexibles Basismodell entwickelt. Das echtzeitfähige Simulationsmodell für Batteriezellen bildet deren elektrisches und thermisches Verhalten genau nach und bietet Automobilherstellern und -zulieferern zahlreiche individuelle Anpassungsmöglichkeiten für einen qualitativ hochwertigen Batterietest.

Um einzelne Komponenten eines Fahrzeugs testen zu können, muss die betreffende Komponente in ihren Betriebspunkt gebracht, also möglichst realitätsnah in Betrieb genommen werden. Das erfolgt je nach Komplexität und Anforderung durch Rest-Bus-Simulation (statisch), Verhaltensmodelle (dynamisch) oder sogar in Verbindung mit Umgebungsmodellen.

Eine entsprechende Rest-Bus-Simulation lässt sich durch den NovaCarts Rest-Bus-Generator von MicroNova praktisch „auf Knopfdruck“ erstellen. Auch Verhaltensmodelle sind bereits für viele Steuergeräte als Basismodelle verfügbar und können bei Bedarf für eine höhere Detailtiefe angepasst werden.

Umgebungsmodelle, beispielsweise für die Validierung autonomer Fahrfunktionen, sind meist sehr spezifisch. Die MicroNova Consultants erstellen solche Modelle in enger Abstimmung mit dem beauftragenden Unternehmen.

Bei vernetzten HiL-Systemen wird in der Regel der komplette Verbund nachgebildet. Der Testfokus liegt dabei auf den vernetzten Funktionen, daher sind hier vor allem Umwelteinflüsse und Umgebung relevant. Das können bei Fahrzeugen eine Straßenlandschaft oder auch der Verkehr auf den Straßen sein, bei Windkraftanlagen der Wind und sonstige Faktoren, die auf die Anlagen einwirken.

In beiden Fällen verfügen die Experten von MicroNova Consulting über langjährige Erfahrung und unterstützen umfassend bei der Erstellung bzw. Erweiterung der benötigten Modelle.

Diese Art von Modellen bildet Hardware nach, um ohne mechanischen Aufwand Einflussbedingungen auf das zu testende Steuergerät verändern zu können. Auf diesem Weg lassen sich Fehler mit geringerem Aufwand simulieren, bzw. sind gewisse Fehleraufschaltungen überhaupt erst möglich. Solche Tests im Grenzbereich – oder darüber hinaus – verbessern die Qualität des Prüflings erheblich.

Bei der Virtualisierung wird im Gegensatz zu den vorherigen Anwendungsfällen das Steuergerät selbst nachgebildet. Diese Art der Modellierung erfordert zunächst etwas mehr Aufwand, bietet dann aber eine unvergleichliche Flexibilität und Skalierbarkeit: Fehler können gezielt injiziert oder Chip-Designs ausprobiert werden, ohne teure Prototypen aufbauen zu müssen.

Unser Team betreut die Integration der Modelle in die Prüfinfrastruktur direkt beim Auftraggeber vor Ort. Dies umfasst die Inbetriebnahme im Testsystem zusammen mit dem Steuergerät und weiteren Komponenten. Zudem übernehmen wir für Sie gerne die Integration der realen Steuergeräte mit der Simulation, da dabei eine Vielzahl von Schnittstellen und Zusammenhängen mit dem Gesamtsystem berücksichtigt werden muss.

Profitieren Sie von über 30 Jahren Erfahrung in der Modellerstellung sowie Pflege und Erweiterung von Kundenmodellen. Aus zahlreichen Projekten verfügen die Consultants von MicroNova über umfangreiche Erfahrung in der agilen Software-Entwicklung. Unsere interne Hardware-Entwicklung arbeitet ebenfalls agil. In der Modellierung sind unsere Experten in der Regel gemeinsam mit den Auftraggebern in Scrum-Teams organisiert.

Die MicroNova-Consultants unterstützen Ihre Entwicklungsprozesse vor Ort. Einzelne Projektaufgaben können zudem ins nahe Ausland ausgelagert werden.