Ein Werkzeug für alle Domänen Simulation: Ein Werkzeug für alle Domänen

Durch die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge wird den leistungselektronischen Komponenten, bestehend aus Energiespeichern, Wandlern und Antrieben, als auch dem leistungselektronischen Gesamtsystem im Fahrzeug eine besondere Bedeutung zukommen. Dieser Artikel beschreibt die neue Software SaberRD von Synopsys, welche speziell für die Entwicklung von leistungselektronischen Komponenten und Gesamtsystemen geschaffen wurde.

Nicht nur die reine Funktion, sondern auch das effiziente Haushalten mit elektrischer Leistung wird ein wichtiger Faktor sein, speziell bei rein elektrischen Fahrzeugen ohne Range Extender, bei denen jede Amperestunde zählt, um eine möglichst große Reichweite und somit eine weitgehende Unabhängigkeit von der elektrischen Zapfsäule zu erzielen. Aber auch bei konventionellen Fahrzeugsystemen spielt der richtige Umgang mit der elektrischen Leistung eine bedeutende Rolle, speziell wenn man Umweltgesichtspunkte im Rahmen einer Abgasreduzierung bzw. die Optimierung des Energiehaushalts im Fahrzeug zur Stabilisierung des gesamten Fahrzeugbordnetzes mit einbezieht. Yoshio Suzuki von Honda unterstrich bei der Panel-Diskussion während der Convergence 2010 in Detroit, dass Automobilhersteller mehr Unterstützung seitens der Software-Werkzeughersteller benötigen, um auch Gesamtsysteme im elektronischen Kontext simulieren zu können. Die Firma Synopsys hat in diesem Zusammenhang die neue Lösung SaberRD entwickelt – ein intuitiv zu bedienendes Werkzeug speziell für die Entwicklung und Auslegung von leistungselektronischen Komponenten und deren Integration ins Gesamtsystem.

Eine wichtige Voraussetzung für die Akzeptanz von simulationsbasierten Entwicklungswerkzeugen ist eine einfache Handhabung. Noch immer gibt es häufig Akzeptanzprobleme der Simulation – speziell im Bereich der Automobilhersteller –, da Simulation als Expertendisziplin deklariert wird und einen vermeintlich enormen Anfangsaufwand erfordert. Einer der Gründe für diese Akzeptanzschwierigkeiten ist mit Sicherheit die teilweise umständ­liche Bedienung speziell von Werkzeugen zur Simulation von physikalischen Systemen. An dieser Stelle ist somit ein Spagat für den Werkzeughersteller zu bewerkstelligen: eine möglichst einfache und intuitive Bedienung zu erreichen, damit auch Anfänger einen leichten Einstieg in die Simulation finden, gleichzeitig akkurate Simulationsergebnisse zu liefern. Um den Benutzer durch ein simulationsbasiertes Entwicklungsprojekt zu führen, verwendet SaberRD ein durchgängiges Bedienungskonzept vom erstmaligen Start der Software bis zum fertig ausgewerteten Simulationsergebnis und führt den Nutzer dabei durch das Projekt. Die Umgebung besteht aus vier Bausteinen, die vollständig ineinander integriert sind (Bild 1):

  • System- und Schaltungskonzeptionierung zur Definition der Systemtopologie.
  • Modellierung und Charakterisierung für die schnelle and akkurate Entwicklung von Simulationsmodellen.
  • Simulations- und Testprozedur zur intuitiven Definition von Testszenarien, Erstellung von Test-Benches und Untersuchung von Worst-Case-Szenarien.
  • Aufnahme von Messungen und automatisierte Bewertung der Qualität des zu untersuchenden Systems.