Stellantis基于模擬器的整車虛擬開發(fā)

汽車行業(yè)正面臨各種挑戰(zhàn)，首先隨著互聯(lián)網(wǎng)公司等造車新勢(shì)力的參與，其車輛研發(fā)模式對(duì)傳統(tǒng)車企帶來(lái)很大沖擊，車企縮短車輛開發(fā)周期成為必要。一方面，隨著后疫情時(shí)代的到來(lái)，汽車行業(yè)還面臨著辦公方式與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，辦公方式線上化、生產(chǎn)開發(fā)虛擬化也是企業(yè)面臨的不可避免的課題。另一方面，對(duì)于車輛開發(fā)方法，尤其是對(duì)于車輛動(dòng)力學(xué)開發(fā)，基于傳統(tǒng)的V型開發(fā)流程，在樣車測(cè)試階段，不可避免地面臨著高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的客觀狀況。而VI-grade推出了基于虛擬仿真和駕駛模擬器解決方案的虛擬開發(fā)解決方案，為了更好地與我們的客戶共同協(xié)作并推進(jìn)虛擬開發(fā)的進(jìn)程，VI-grade首次提出了“零原型”的概念，并從2021年開始每年舉辦“零原型峰會(huì)”，通過(guò)分享各個(gè)合作伙伴與客戶使用VI-grade駕駛模擬器進(jìn)行研發(fā)的優(yōu)秀案例，使用戶了解使用駕駛模擬器實(shí)現(xiàn)高效虛擬化開發(fā)，加速研發(fā)進(jìn)程。

Stellantis集團(tuán)（由FCA與PSA合并）與NIO蔚來(lái)汽車在2021年的“零原型峰會(huì)”上就使用駕駛模擬器進(jìn)行車輛動(dòng)力學(xué)虛擬開發(fā)方面發(fā)表了相關(guān)演講

Stellantis基于模擬器的整車虛擬開發(fā)

來(lái)自Stellantis集團(tuán)的功能科學(xué)主管Giovanni Boreanaz在演講開頭便提到，在收到演講邀請(qǐng)時(shí)，他就被用戶大會(huì)的主題——“零原型峰會(huì)”所吸引，主題中提到的概念“零原型”正是如今汽車廠商面臨的重要挑戰(zhàn)，這一概念能夠有力的推動(dòng)車輛開發(fā)過(guò)程中成本和時(shí)間的減少。所以Stellantis集團(tuán)正在不斷地開拓虛擬開發(fā)在車輛設(shè)置過(guò)程中的應(yīng)用范圍。

Giovanni提到，在車輛開發(fā)的各種技術(shù)領(lǐng)域中，車輛動(dòng)力學(xué)方面的技術(shù)目標(biāo)是與初期設(shè)計(jì)聯(lián)系最為緊密的，所以他以車輛動(dòng)力學(xué)的開發(fā)流程為例，講述了如何通過(guò)使用駕駛模擬器來(lái)優(yōu)化傳統(tǒng)的開發(fā)流程。

在傳統(tǒng)的車輛動(dòng)力學(xué)相關(guān)的開發(fā)流程中，主要需要經(jīng)歷以下流程：

Offline離線仿真分析——>DemoCar樣例車輛——>Mules騾車（即驗(yàn)證底盤性能的樣例車）——>VP（Vehicle Phase，又稱Process Verification phase）過(guò)程驗(yàn)證階段——>PS（Project Start）項(xiàng)目開始

VP階段開始之前，需要對(duì)樣例車輛進(jìn)行制作并且進(jìn)行大量的實(shí)車測(cè)試與調(diào)校，可見在這一階段需要投入大量的時(shí)間與金錢，尤其是對(duì)于高性能車輛的開發(fā)，車輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容相比其他車輛而言更加重要。而進(jìn)入VP階段后，每個(gè)新部件都需要得到最后的驗(yàn)證，從而凍結(jié)關(guān)于車輛性能幾乎80%的設(shè)計(jì)內(nèi)容，這個(gè)階段的重要性在于這些決定大都是不可以再修改的，所以先前樣例測(cè)試至關(guān)重要，否則將會(huì)面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)。

在引入使用駕駛模擬器研發(fā)的理念后，Stellantis集團(tuán)分別在北美、南美和歐洲設(shè)立了駕駛模擬器測(cè)試中心，集團(tuán)將不同測(cè)試內(nèi)容分別給到三個(gè)中心，各個(gè)中心在內(nèi)部共享數(shù)據(jù)資源，同步進(jìn)行開發(fā)測(cè)試工作，通過(guò)適應(yīng)不同地區(qū)的合理工作安排調(diào)度，大大提高了測(cè)試效率。

以集團(tuán)旗下的豪華高性能車品牌瑪莎拉蒂為例，其旗艦跑車MC20在開發(fā)過(guò)程中使用多種高精度的測(cè)試路面進(jìn)行了測(cè)試，包括各種實(shí)際掃描的測(cè)試路面與賽道，同時(shí)對(duì)車輛的操穩(wěn)性和舒適性進(jìn)行測(cè)試，從而在虛擬測(cè)試中就實(shí)現(xiàn)了二者非常好的平衡。

通過(guò)實(shí)踐，在MC20的開發(fā)過(guò)程中，取消了車輛動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)開發(fā)流程中的DemoCar和MuleCar階段，幾乎所有機(jī)械方面的開發(fā)工作都可以轉(zhuǎn)移到駕駛模擬器上進(jìn)行，這樣不僅可以節(jié)省時(shí)間與成本，還使得測(cè)試結(jié)果更加穩(wěn)定：
1. 可以實(shí)現(xiàn)使用同樣的車輛調(diào)校在不同的路面或賽道上進(jìn)行測(cè)試，并且省去了實(shí)車測(cè)試的運(yùn)輸成本與時(shí)間
2. 在進(jìn)行車輛參數(shù)調(diào)校時(shí)不需要等候工程師進(jìn)行零部件更換操作
3. 由于測(cè)試時(shí)間短而集中，在測(cè)試不同調(diào)校時(shí)能保持駕駛員有十分穩(wěn)定的狀態(tài)，并且駕駛員能夠在短時(shí)間內(nèi)記得不同調(diào)校的主觀感受，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性
4. 測(cè)試的路面調(diào)校能始終保持一致，不會(huì)受到天氣等不穩(wěn)定因素的影響

使用駕駛模擬器可以很好的對(duì)各種子系統(tǒng)敏感性進(jìn)行測(cè)試，負(fù)責(zé)不同子系統(tǒng)的工程師在同一個(gè)車輛模型中協(xié)同合作，再根據(jù)同一個(gè)駕駛員在模擬器上提供的主觀感受反饋，能夠顯著提高各系統(tǒng)工程師的開發(fā)效率。Stellantis對(duì)于駕駛員也提出了一套基于駕駛模擬器的訓(xùn)練與驗(yàn)證流程，使駕駛員對(duì)駕駛模擬器的反饋有更準(zhǔn)確的判斷，同時(shí)完善的實(shí)車測(cè)試與模擬器測(cè)試之間的聯(lián)系。

對(duì)于底盤與車輛動(dòng)力學(xué)的開發(fā)過(guò)程，模擬器測(cè)試占據(jù)了主導(dǎo)地位，而對(duì)于主動(dòng)控制系統(tǒng)，目前仍然以實(shí)際測(cè)試作為基礎(chǔ)。雖然如今虛擬開發(fā)還無(wú)法替代所有內(nèi)容，但Stellantis對(duì)于基于虛擬測(cè)試的方法論也已經(jīng)作出了更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的計(jì)劃。

Stellantis十分看好駕駛模擬器的前景，并對(duì)未來(lái)駕駛模擬器的應(yīng)用提出了三個(gè)展望：

1. 系統(tǒng)或部件級(jí)別的測(cè)試臺(tái)架直接與駕駛模擬器進(jìn)行交互，將駕駛模擬器的虛擬模型求解的部件輸入請(qǐng)求傳遞到測(cè)試臺(tái)架，測(cè)試臺(tái)架進(jìn)行物理測(cè)試后再將輸出數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)或部件的響應(yīng)返回至駕駛模擬器中，實(shí)現(xiàn)駕駛模擬器與硬件測(cè)試臺(tái)架聯(lián)合仿真的 “全新硬件在環(huán)概念”

2. 基于駕駛模擬器工程師的專業(yè)知識(shí)，通過(guò)訓(xùn)練使其在駕駛模擬器上達(dá)到專業(yè)車手的駕駛水平，實(shí)現(xiàn)車手與工程師的合二為一，將 “駕駛員在環(huán)” 轉(zhuǎn)變?yōu)?“工程師在環(huán)”

3. 擴(kuò)大駕駛模擬器的應(yīng)用范圍，使其不局限于車輛動(dòng)力學(xué)相關(guān)內(nèi)容，而是能夠?qū)崿F(xiàn)HMI，NVH，ADAS，Lighting等領(lǐng)域的聯(lián)合開發(fā)。實(shí)際上，VI-grade的駕駛模擬器解決方案目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)VD、HMI、NVH與ADAS相關(guān)方面的研發(fā)支持。

NIO蔚來(lái)汽車基于駕駛模擬器的整車虛擬開發(fā)

點(diǎn)擊鏈接打開小程序即可下載NIO蔚來(lái)汽車論文

來(lái)自NIO蔚來(lái)汽車的副總裁Danilo Teobaldi進(jìn)行了以“應(yīng)用駕駛模擬器加速電動(dòng)車研發(fā)進(jìn)程”為主題的演講。

作為創(chuàng)立不久的純電動(dòng)車品牌，蔚來(lái)在初期便面臨著許多挑戰(zhàn)，上市前留給蔚來(lái)的研發(fā)窗口非常短，需要在極其有限的測(cè)試條件下完成一套全新的電動(dòng)車平臺(tái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與生產(chǎn)。于是在2018年，蔚來(lái)開始使用DiM150九自由度駕駛模擬器來(lái)進(jìn)行車輛的開發(fā)。

蔚來(lái)在設(shè)計(jì)初期使用AdamsCar進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)車輛模型建模，然后使用導(dǎo)出插件生成VI-CarRealTime高精度實(shí)時(shí)車輛動(dòng)力學(xué)模型，從而應(yīng)用在駕駛模擬器中?；贒iM駕駛模擬器能夠?qū)崿F(xiàn)在很短時(shí)間內(nèi)將不同車輛參數(shù)調(diào)校進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，即能夠?qū)⒋蟛糠衷趥鹘y(tǒng)開發(fā)流程中主觀評(píng)價(jià)測(cè)試的內(nèi)容提前在模擬器上進(jìn)行。

隨著對(duì)DiM模擬器使用的深入，蔚來(lái)將動(dòng)力總成、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)的研發(fā)也加入了使用DiM模擬器進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的階段。

Danilo說(shuō)到，蔚來(lái)目前基于駕駛模擬器的使用方面主要包括如下幾個(gè)方面：
1. 懸架調(diào)校：即車輛動(dòng)力學(xué)相關(guān)的仿真和評(píng)價(jià)，包括操穩(wěn)性與舒適性，同時(shí)也還包括轉(zhuǎn)向與制動(dòng)的部分
2. 高級(jí)系統(tǒng)研究：包括新平臺(tái)開發(fā)、硬件在環(huán)與自動(dòng)駕駛演示
3. 賽道性能：使用駕駛模擬器提高車輛的賽道性能，打破了多個(gè)賽道的車型圈速紀(jì)錄
4. 用戶體驗(yàn)：用駕駛模擬器進(jìn)行與駕駛員感受或反饋相關(guān)的車輛功能體驗(yàn)

基于數(shù)年的DiM駕駛模擬器使用經(jīng)驗(yàn)，蔚來(lái)總結(jié)了基于駕駛模擬器進(jìn)行開發(fā)的數(shù)個(gè)優(yōu)勢(shì)：
1. 更快、更便捷、更低成本：使用駕駛模擬器能夠節(jié)省大量實(shí)車測(cè)試中調(diào)整、運(yùn)輸?shù)确矫娴臅r(shí)間，操作步驟也更簡(jiǎn)單，同時(shí)還省下了實(shí)車測(cè)試中需要投入的成本
2. 更安全：使用駕駛模擬器進(jìn)行測(cè)試能夠完全保證測(cè)試安全
3. 更低風(fēng)險(xiǎn)：尤其是對(duì)于懸架幾何等后期無(wú)法修改的參數(shù)，提早對(duì)其進(jìn)行測(cè)試與主觀評(píng)價(jià)能夠大大降低該方面的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)
4. 開放、可擴(kuò)展性：駕駛模擬器能夠不斷進(jìn)行新功能與新硬件的升級(jí)開發(fā)，始終滿足對(duì)新技術(shù)研發(fā)的需求

更多有關(guān)零原型峰會(huì)的內(nèi)容，請(qǐng)點(diǎn)擊閱讀原文訪問(wèn)官網(wǎng)進(jìn)行查看。

關(guān)于 VI-grade：

VI-grade是實(shí)時(shí)仿真和專業(yè)駕駛模擬器解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，可加速整個(gè)車輛交通行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)。VI-grade的駕駛模擬器包括從靜態(tài)桌面解決方案到全尺寸駕駛員在環(huán)動(dòng)態(tài)模擬器，使主機(jī)廠、供應(yīng)商、研究中心、賽車隊(duì)和高校能夠減少物理原型的開發(fā)并加速創(chuàng)新。

VI-grade在仿真領(lǐng)域擁有超過(guò)30年的經(jīng)驗(yàn)，總部位于德國(guó)達(dá)姆施塔特，在意大利、英國(guó)、日本、中國(guó)和美國(guó)設(shè)有技術(shù)中心。

自2018年9月以來(lái)，VI-grade成為思百吉的一部分。思百吉公司在四個(gè)主要領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)——材料分析、測(cè)試與測(cè)量、在線測(cè)量?jī)x器和精密控制，并廣泛服務(wù)于從車輛交通到航空航天、電子、能源、采礦、制藥等眾多行業(yè)。

審核編輯 ：李倩