E-モビリティ

最適化された車両ソフトウェアにより高効率を達成

Eモビリティには、効率化が最も重要です。車両開発では、最適化された電力管理とユーザーの快適性のバランスを取りながら、高価で重いバッテリーを可能な限り最良の状態で利用する必要があります。ソフトウェア面では、大量の測定データを扱うことになり、OEMやサプライヤは、これらのデータを収集し、視覚化して処理するための適切なツールを必要としています。

このイラストは、スタイル化された未来的な自動車が、人々や図に囲まれている様子を描いている。

従来の燃焼エンジンでは数本のシリンダーからの測定が必要ですが、電気自動車のバッテリーには200以上のセルがあり、それらを同時に分析・比較する必要があります。このことは、電気自動車へのシフトに伴い、測定、検証、適合システムに対する要求が高まることを示しています。重量やコストの制限がある中で、高い快適性と性能基準を満たすためには、バッテリー容量に限界があるため、高度なエネルギー管理システムが不可欠です。

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電気自動車開発の新たな挑戦

ソフトウェアは電気自動車の中枢です。従来型自動車のレガシーシステムを扱うOEMメーカーやサプライヤは、しばしば次のような課題に直面します：

複雑なコンポーネントの管理

複雑な機能を持つ高度なコンポーネント（バッテリー、電気駆動）には、測定と可視化のための新たな機能が必要です。

エネルギー効率

熱・駆動・電気・充電システムにおけるエネルギー配分を最適化するソリューションへの必要性が高くなります。

コスト効率

電気自動車の販売機会と収益性は、航続距離を維持、または延長させながらバッテリーのコストを削減できるかにかかっています。

あらゆるドライブトレインに対応する柔軟なソリューション

ETASの車両エキスパートがお客様をサポートします

ハイブリッド、電気、水素のいずれの駆動であっても、ETASのソリューションは、ソフトウェアとハードウェアの開発プロセスに高度な要件を持つ、あらゆる最新のドライブトレインタイプに適応します。ETASは、適合・診断・検証のためのINCAツール、計測データの可視化・解析・文書化のためのETAS MDA（計測データアナライザ）、モデルベースのアプリケーションソフトウェア開発のためのASCET、簡易なレポート作成のためのETAS Analytics toolbox（EATB）など、総合的なパッケージを提供しています。

「バッテリーを最大限に活用するには、範囲と耐用年数の完璧なバランスを見つけることが重要であり、これは適合の問題です。当社のソリューションは、この課題を解決します」

Klaus Grabmaier（クラウス・グラブマイヤー）、ETAS 測定 & 適合担当テクニカルアーキテクト

ETAS開発ツールの詳細

新機能の設計

画像は、ETASのソフトウェアとハードウェアを使用して、エモビリティの新機能を設計する方法を説明するグラフィックです。

電動モーターは、発生するトルクが電流に直接従うため、高速制御機能が必要です。つまり、開発、プロトタイピング、およびテストにおいて、時間的挙動がより重要になってきています。ETASは、これらの要件を満たす新機能設計のためのさまざまなソリューションを提供しています：

ラピッドプロトタイピング

ラピッドプロトタイピングアプローチにより、サイクルタイムは200μsまで短縮されます。このため、電気機械の高速制御サイクルに理想的なソリューションです。

ソフトウェアエンジニアリング

ASCETソフトウェア開発は、特にリアルタイム制約のある車両システム向けに設計されています。ASCETは、バッテリ管理のための状態指向プログラミングをカバーし、ISO 26262のような多くの重要な開発標準や、AUTOSARソフトウェアコンポーネントの作成をサポートしており、あらゆるE-モビリティ用途に対応する総合的なアプローチとなっています。

適合

INCA-MCE（計測・適合組込み/高速ECUアクセス）によるダイレクトで高速なECUアクセスは、高速計測・適合のための革新的なソリューションを提供します。これにより、ECUテストベンチと適合ツールの直接接続が可能になり、ASAP3インターフェースを使用する従来のアプローチと比較して、適合サイクルを400倍高速化することができます。この速度の優位性は、新しい動的適合手法の可能性を最大限に引き出し、適合時間を大幅に短縮します。同時に、限界値を超えた場合の高速応答により、HEVテストシステムの負荷が減少します。

ダイナミックな環境

新しいドライブの開発は、常に要求が変化するダイナミックな環境で行われます。柔軟性を高め、特殊で複雑度の低いソフトウェアで開発環境を容易に拡張することが、ますます重要になってきています。

HEVプロジェクトでは、高度な学際的コラボレーションが求められます。さまざまな開発環境からの結果を、単一プラットフォーム上でテストするために統合しなければならないことがよくあります。そのため、すべての重要な標準に対してオープンであることが重要な前提条件となります。ETASツールは、このオープン性を提供します。

自動車用ソフトウェア開発ツールは、常にシステム全体との関連で考慮されなければなりません。複雑なシステムを開発する際には、ツールを修正して特定の要件を満たす必要があります。

ETASは、アプリケーションおよびエンジニアリングサービス（AES）により、組込みソフトウェア開発プロセスの最適化をサポートし、顧客固有のソリューションの定義・実装・運用に関するサービスを提供しています。当社の開発ツールは、ハイブリッド駆動・電気モーターのHiLテスト・バッテリー管理・ECUネットワークにおいて実績があります。

計測ソリューション

画像はETAS測定ソリューション。ハイブリッド車や電気自動車の高電圧電気系統の電圧を効果的に測定する一方、測定ポイントの近くで電気的に絶縁することで高い安全性を確保している。

ETASの計測ソリューションは、ハイブリッド車や電気自動車の高電圧電気系統の電圧を効率的に計測するとともに、計測ポイント近傍の電気的絶縁により高い安全性を確保します。プローブとES411、ES415、ES441などの汎用モジュールを組み合わせることで、高電圧アプリケーションに適合し、車両での使用に適した柔軟な計測器を提供します。ETAS計測システムおよびINCAとのシームレスな統合により、電気駆動ECUの適合・検証時の電圧計測に効率的なソリューションを提供します。

アプリケーション

代表的なアプリケーションは、バッテリーモジュール・バッテリーモジュールの各セル・または中間回路の電圧計測です。例えば、電圧計測により、バッテリの充電状態や負荷時の挙動、高電圧車載電源の振動、セーフティクリティカルな状況におけるバッテリの目標放電量などを、ECUとは独立して判断することができます。同期電流計測と組み合わせることで、車載電源の消費電力を測定できます。

計測・適合システムへの統合

ES415モジュールは、最大100 kHzまで設定可能な4つの測定チャンネルを備えています。接続されたプローブのタイプを検出し、各チャンネルの測定レンジを自動的に調整します。測定範囲とプローブの特性は測定ソフトウェアに転送され、正しい物理測定値が自動的に表示されます。

計測システムでは、複数のES411モジュールを相互に、あるいはES4xxシリーズの他の計測モジュールとリンクさせることができます。ES4xx計測モジュールはINCAでサポートされています。XCP インタフェースを使用することで、ES4xx モジュールと絶縁型計測プローブを他社製計測ツールに統合することができます。ES4xx計測モジュールは、イーサネットを使用してホストPCに直接接続することができます。また、ECUおよびバスインターフェースモジュールES592、ES593-D、ES595に接続することもできます。計測モジュールは互いに同期し、ES59xモジュールともµ秒精度で同期します。高電圧システムの電圧変化は、ECU内部計測および車両バス（FlexRay, CAN, LIN）の信号に同期してINCAで計測されます。

柔軟な構成

CBN400およびCBN401ケーブルには、それぞれ長さ1mの測定ラインが4本付属しています。ご要望に応じて、ETASでは1本、2本、3本のプローブと異なるライン長を持つ、お客様仕様のケーブルも提供しています。

複雑さを極める

図は、電気自動車向けソフトウェア開発の複雑さを克服するために、ETASツールがどのようなサポートを提供しているかを示しています。

特にHEVでは、システム全体がより複雑化しています。多くの機能がECUネットワークに分散されています。さらに、ドライブ・トランスミッション・ブレーキシステムコンポーネント全体で動作する機能も増えています。この複雑性を克服することが、競争優位性につながっています。ETASの以下のツールがサポートを提供します：

INTECRIO

INTECRIOでは、ソフトウェアコンポーネント同士を接続することができます。ハードウェアを使用せずに、仮想環境で機能全体を検証できます。高性能モジュール式ラピッドプロトタイピングシステムES900と併用することで、ラボ内および車両内で、実際のセンサー・アクチュエーター・ECUネットワークを使用したテストが可能です。

ASCET

モデルベースおよびステートベースのソフトウェア開発、シミュレーション、自動コード生成のためのASCETツールファミリーは、既存コンポーネントの再利用性、リアルタイム動作の定義、ISO 26262などの自動車規格への準拠を通じて、HEV開発者をサポートします。

RTA, RTE

何百万ものアプリケーションで使用されているRTAオペレーティングシステムは、AUTOSARランタイム環境規格に準拠しており、特にHEVなどの分野で要求されるECUコーディングがますます複雑化していることを考慮すると、堅牢な開発ソリューションを提供します。

INCA

さまざまなECUに機能が分散しているため、適合の複雑さも増しています。INCAツールファミリーの計測・適合・診断ツールは、この複雑さを克服するための多くの可能性を提供します。INCAは、異なるECUに分散されたさまざまな適合ラベルや車両バス通信データを1つの画面に表示し、処理することを可能にします。異なるバスやプロトコルを介したアクセスなど、異なるECUの管理が抽象化されます。これにより適合プロセスが効率化され、特にHEV機能を扱う場合に決定的なメリットをもたらします。また、同じラベルを異なるECUで同期的に測定・適合できるため、データの安全性が大幅に向上します。

迅速な機能開発

電気駆動系統用の新機能は、迅速かつ確実に開発されなければなりません。これは、電気モーターのクローズドループ制御、バッテリおよび熱管理といった個々のコンポーネントだけでなく、ギアボックス、電気モーター、およびスタート・ストップ機能、回生機能、パワーブースト機能を備えた内燃エンジンを共通駆動管理するハイブリッド管理にも当てはまります。多くの実績あるソリューションに加え、ETASは多くのイノベーションを提供しています：

EHOOKS
EHOOKSは、ソフトウェアのソースコードを変更することなく、既存のソフトウェア状態に柔軟かつ簡単にフックを挿入することを容易にする、外部および内部バイパスコンセプトのための手法です。

事前適合作業（プレキャリブレーション）
Simulink®-INCAカップリング(INCA-SIP)、またはシミュレーションPC用のオープンなXCPインターフェース(INCA-SCX)を使用することで、INCA を共通の実験および適合インターフェースツールとして使用し、それぞれのハードウェアが利用可能になる前に仮想モデル上で適合作業をすすめることができます。開発されたシミュレーションデータは、次の適合ステップで再利用することができます。

画像はスクリーンの前でe-モビリティのサイバーセキュリティに取り組むソフトウェア開発者。

E-モビリティにおけるサイバーセキュリティ

電気自動車への移行には、E/Eアーキテクチャーの変換と、とりわけ充電ステーションやOTAアップデートなどの新しい接続オプションが必要だ。しかし、これらは同時に不正ソフトウェアやサイバー攻撃の新たな侵入口でもあり、自動車の新たなセキュリティコンセプトが必要となります。ETASは、このような新たな課題に対する柔軟な最先端ソリューションと、あらゆるユースケースに対応する個別アプローチのための専門チームを提供します。