成都电池管理系统实验室助力汽车企业减少测试

目前，西门子自动驾驶汽车/电动汽车 (AV/EV) 工程中心正在中国成都火热建设中。有了该创新车辆工程创优中心，无论是大型 OEM 还是小型供应商，都将可以利用技术优化运营。随着成都“汽车硅谷”不断发展壮大，此类设施将能够确保汽车企业获得 Siemens Digital Industry Software 的先进经验和解决方案，更好、更智能、更高效地开发电动和自动驾驶汽车。

在本系列上一篇博客中，我们讨论了成都工程中心多属性平衡实验室将如何助力汽车制造商平衡属性，提升电池设计能力，确保车辆性能良好。

在本博客中，我们将重点介绍成都电池管理系统实验室，以及虚拟测试如何助力汽车企业充分减少费时费钱的物理电池原型测试任务。

成都电池管理系统的重要性

如今，随着电动汽车遍布中国、美国、欧洲和印度等地，成都不仅是中国电动汽车 (EV) 行业技术中心之一，也成为不断增长的全球 OEM 和供应商网络的一部分。

采用该中心提供的技术，汽车制造商能够有效优化电池管理系统，持续开发解决方案，充分减少对外部供应商的依赖。

对于车辆电池管理系统，典型的软件开发方法是编写代码，然后在硬件上进行测试。然而，在测试设施中使用物理原型对软件进行测试和故障检测不仅成本高昂，还通常会导致意外进度延迟。如果可以，OEM 更愿意使用基于模型的设计方法，但他们往往缺乏进行大量虚拟开发所需的技术和专业知识。

成都电池管理系统实验室

成都工程中心提供一种非常高效的方法来实施基于模型的虚拟设计和验证并将其用于开发电池管理系统。

成都电池管理系统 (BMS) 实验室提供端到端工作流程，包括虚拟电池组的 BMS 开发流程。

在项目第二阶段，我们将在快速原型制作电子控制单元上实施开发的电池管理系统算法软件，并通过开环测试验证算法。

该独特解决方案依托 Simcenter 工程与咨询服务开发的系统工程工具，全面收集客户需求并高效管理测试用例组织和项目。此外，它还提供基于模型的软件开发环境（包括电池组系统的 1D 模型），以实现高效仿真。这样您可以使用快速原型制作工具快速验证软件。

电池管理系统虚拟开发和测试的强大功能

通过该设置，客户能够在完全虚拟的测试环境中开发并测试电池管理系统，显著降低测试和验证成本。

该系统还支持对整个开发流程（包括需求收集、测试用例创建和结果实施等）进行追溯。所有这些功能可加快整个 BMS 开发流程。

潜在成本缩减和时间节省示例

以在测试设施中使用物理电池组验证 BMS 为例。经过较大的放电循环后，电池组电量可能会下降至 20%。若要在电池组充满电的情况下重新运行测试，需要对电池充电，使电量恢复至 80-90%，而这可能需要至少四个小时才能完成。 

如果团队运行 10 个不同的循环，且每个循环都会耗尽燃料系统，该流程可能会增加 40 多个小时。其中还不包括物理测试中其他机械问题相关停机时间。因此，测试设施的实际利用率通常约为 30-40%。简言之，如果仅考虑工程技术人员、机械材料成本和测试设施，可能需要投入数百万美元并花费数月时间才能完成物理测试。

在虚拟环境（例如上述成都实验室）中，电池将以虚拟方式进行充电，并重置为电池能量的初始状态。这样 BMS 团队可以在数小时内执行数十项测试，快速发现软件问题并优化软件性能。

成都电池管理系统的未来

通过西门子 AV/EV 工程中心（尤其是其电池管理实验室），成都 EV 行业企业将可以自行开发 BMS 解决方案，进一步摆脱对供应商的依赖。届时，无论是 OEM 还是初创公司，都能轻松将电池组集成到现有车辆控制系统中，启动项目研发，并根据不同需求提升电池性能。随着他们将更先进的 BMS 解决方案推向市场，相关企业将节省大量时间和资金。

此外，重型设备等其他行业企业在电气化进程中，也可以利用电池管理系统实验室的优势。例如，当他们准备为重型车辆或越野机械实施电气化时。

将物理原型测试时间从数周缩短至数小时

值得一提的是，虚拟测试环境并不会降低物理原型的重要性。它只会在虚拟环境中发现并解决问题，以免其在物理原型成形时成为大问题，从而在设计早期加速开发。

在硬件原型阶段，这些虚拟测试台可用于优化物理原型设计。硬件测试数据可以反馈回来，用于调整虚拟模型。 现在，当物理测试中遇到问题时，团队可以在虚拟环境中快速检查潜在解决方案，然后在硬件原型上测试其中可行性较高的选项。

例如，假设电池组存在热问题。在现实环境中，更改电池组的热冷却回路可能需要数周乃至数月才能完成，并使用物理原型进行测试。而在虚拟环境中，这可能只需数小时即可完成，并能快速达到理想效果。

结语

面对新方法或新技术，担忧在所难免。在这种情况下，往往会出现一些问题，例如如何制作虚拟模型，需要付出多少努力？如何保证这些模型的质量满足现实环境要求？

Simcenter 在帮助全球头部 OEM 在虚拟和现实测试环境中实施和优化电动汽车电池管理系统方面深耕多年，积累了丰富的经验和知识。 有了成都工程中心，无论是初创企业、一级供应商还是 OEM，都可以直接访问 Simcenter，通过我们的工程服务成功实施开发流程，并在指导下完成相应数字化和技术转型。

我们的团队可帮助您快速组合模型，并通过虚实结合的测试系统将其用于虚拟开发。此外，该中心还将加速技术转移：Simcenter 工程和咨询服务可帮助您加速新技术采用。

在电池管理系统开发方面，虚拟环境可帮助您节省大量时间和成本。 此外，我们的软件解决方案还能应对电池管理系统开发过程中的各种挑战。不同客户有不同的需求、案例和应用。Siemens Xcelerator 解决方案和服务组合可面向所有电动汽车客户提供可定制解决方案。

请继续关注本系列下一篇博客，其中将讨论车辆能量管理实验室。特别感谢专家希瓦·希夫香卡 (Shiva Sivashankar) 和王静 (Jing Wang) 为撰写本博客提供宝贵意见。