电动汽车研发：从硬件环境转向软件环境

电动汽车研发：从硬件环境转向软件环境拉里布朗 撰文 / 秦德兴 编辑 / 张 南 设计 / 赵昊然 来源 / semiengineering，作者Kevin Brand 现在，世界上可能没有比电动汽车更令人瞩目的电子产品。许多雄心勃勃的初创公司成为电动汽车市

拉里布朗

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撰文 / 秦德兴

编辑 / 张 南

设计 / 赵昊然

来源 / semiengineering，作者Kevin Brand

现在，世界上可能没有比电动汽车更令人瞩目的电子产品。许多雄心勃勃的初创公司成为电动汽车市场的领头羊，不过很多传统的大型汽车制造商也参与其中。

不断上涨的燃料成本、电池技术逐渐改进以及人们的环保意识不断上升都帮助提升了公众对于电动汽车的热情。因此，电动汽车领域的研发人员正在推动持续的创新。

电动汽车的一些性能现在已经达到或超过了传统的内燃机汽车。工程师们正在通过提高效率、增加电池容量以及缩短充电时间来解决续航里程方面的焦虑。现在电动汽车的行驶速度更快，续航里程更远，让这类汽车成为越来越多车主的选择。

电动汽车领域的创新并不是没有成本的，对于大多数电动汽车的购买者而言，成本就是一个重要的考虑因素。在性能、效率、续航里程和成本之间取得平衡是电动汽车制造商面临的主要挑战。

在电动汽车的设计、开发和制造过程中，随着设计的演变、市场的变化和竞争对手的出现，上述因素都需要进行反复评估和多次迭代，一款成功的电动汽车需要几乎完美地执行这个过程。

此外，开发团队还必须应对车辆设计领域的普遍挑战，包括电气和机械组件之间的紧密相互作用、运行过程中车辆变化的温度和湿度，以及噪声和振动情况。

传统的汽车设计严重依赖于试验台上的测试，这种方法有几个主要的局限。建造试验工作台的成本较高，还限制测试的数量以及可以使用试验台的工程师的数量。

对于电动汽车的设计而言，这尤其令人忧虑，原因是现在的电动汽车还有大量的软件内容，并且程序员需要用硬件来测试软件代码。其次，通过测试现实情况中的问题来发现故障会损坏或摧毁硬件，而且某些类型的故障无法进行测试。

总之，在电动汽车的开发过程中，等到在测试工作台上发现设计问题为时已晚，正如在芯片制造出来或软件推出后才检测到漏洞会导致项目延迟和成本超支。

幸运的是，现在有了替代性的解决方案：电动汽车的虚拟样车可以在模拟试验中检验整个机电-液压-热力系统，包括其中的嵌入式软件。这样就可以在早期架构中探索子系统结构并进行设计调整，而不必重新配置实际的硬件。

这也可以及早发现并调查实际应用过程中的问题，从而可以在打造任何硬件原型之前进行改进。由于是在虚拟环境中对问题进行试验和分析，工程师们现实中的测试时间就减少了。

虚拟样车还可以随意复制，使所有的程序员都可以根据虚拟样车进行早期的软件开发，这就为电动汽车的研发提供了更快、更有效率、成本更低的过程。

为电动汽车的设计和试验创建统一的虚拟样车涉及到多种技术，涵盖整个系统和所有的软件，包括机电组件以及嵌入式软件和硬件之间的复杂交互。

用于车辆的机电系统的研发一直具有挑战性，而电动汽车的机电系统研发难度更大。实际样车的建造成本过高，无法让所有的工程师都得到实际的样车并进行试验。基于新思科技（Synopsys）等行业领先产品的电动汽车开发流程提供了解决方案。这个流程可以在建造任何硬件之前探索设计选项、评估各种性能并开发嵌入式软件。

由于这种解决方案是在虚拟环境中进行，所以可以同时对虚拟样车进行很多小的调整，任何时候都可以进行多方面的测试。虚拟样车可以轻松复制后能够实现更加高效和强大的电动汽车开发过程。

通过在虚拟环境中测试一些问题并模拟现实世界中危险的车辆碰撞，这个流程不会损坏硬件设施，还能研发更安全的车辆。这些优势极大地增加了在竞争激烈的电动汽车领域推出成功车型的机会。