MathWorks工具助力初创公司Revolt打造全尺寸混合动力电动半挂卡车

时间就是金钱。对于初创公司来说，这种观念无疑是一个关键的驱动因素。开发原型、完成迭代并交付市场就绪产品的竞赛是与生俱来的。总部位于德克萨斯州的初创公司 Revolt 在设计其开发流程时就考虑到了这种紧迫性。凭借经验和技术专长，该团队在不到一年的时间内制造出了一辆全尺寸混合动力电动半挂卡车。

Revolt 的开端

与其他初创公司相比，Revolt （https://www.revoltmotors.io/）的成立可能被认为是独特的。Revolt 从一开始就拥有一家全国性卡车运输公司作为合作伙伴。该运输公司相信混合动力传动系统的概念，但并未积极自行开发该技术。当一批资产可用时，这成为了创始团队准备迎接的机遇之门。Revolt 总裁兼首席执行官 Gus Gardner 表示：“这是一个无需筹集十亿美元就能尝试新技术的机会。我们以白手起家，用不同的方式做事，并利用我们现有的资源；这是一种美国精神式的方法。”

重型卡车电气化的桥梁

Revolt 是针对重型卡车运输市场的解决方案。重型卡车运输不仅对运营商昂贵，对社会也是如此，其排放量占交通运输总排放量的 26%。关于如何建立更可持续实践的讨论导致许多公司竞相制造氢燃料或全电动卡车。Revolt 采取了不同的方法。Revolt 首席技术官 Chandra Patil 解释道：“我们的动机是在当今技术与未来之间架起一座桥梁，解决柴油与氢能或电力之间的空白地带。有了混合动力汽车，电动汽车的普及变得更加容易，因为我们可以解决燃油效率等顾虑，并构建通往未来的路径。”

Revolt 正在为 8 级半挂卡车构建一种新型串联式混合动力电动传动系统。该传动系统使用柴油发电机为电池充电。这种组合允许驾驶员保持他们习惯的驾驶体验：增加的马力、扭矩和更高的牵引能力。同时，现成的柴油燃料最大限度地减少了纯电动汽车可能遇到的有效载荷能力降低和里程焦虑等潜在缺点。

展示 Revolt 混合动力半挂卡车组件的图表。（图片由 Revolt 提供）

该传动系统将燃料消耗降低了 40%，为运营商带来了可观的节省。除了最大限度地减少直接排放外，Revolt 还关注对整个供应链、排放和成本的影响。这辆卡车仅使用两个 110 kWh 的电池组，相比之下，电动卡车领域的某些车辆使用了 10 个以上的电池组，Revolt 旨在减少对社会的全部净影响。

虽然一些初创公司渴望彻底改革现有技术，但 Revolt 并不试图从头开始制造一辆新卡车。他们的使命是在已建立的现有基础设施内构建更好的卡车和更好的驾驶体验。正如 Gardner 所描述的，“[我们的技术] 是卡车除了驾驶室和车架纵梁之外的一切；有些公司制造驾驶室，他们很擅长，就让他们做正确的事。”这种心态使他们能够有意识地专注于已建立的半挂卡车框架内的传动系统，并赋能了快速的开发周期。

仿真是快速开发的关键

Gardner 和 Patil 希望以创纪录的速度开发一辆卡车，这与他们传统的行业背景背道而驰。Patil 说明了初创公司的开发与他在大公司的经验有何不同：“从需求[到变更]没有快速的周转，必须有一个流程，而这可能会拖慢系统。在我们的初创公司，我们可以根据收集到的数据进行调整，并快速改变我们的做事方式，以有效地消除系统中的任何低效率或故障。”

对于 Patil 来说，塑造 Revolt 的开发流程是一个挑战渐进式创新极限的时机。Patil 规划了三个主要的开发阶段，为成功奠定了基础：1. 构建仿真模型，2. 创建原型，以及 3. 反复迭代和微调原型，以达到量产意向车辆的标准。

仿真通常是开发的关键第一步，特别是对于预算和资源非常有限的初创公司而言。Patil 解释了这种重要性：“大多数时候，人们想在不了解车辆应该做什么的情况下看到卡车上路。虽然功能是可以实现的，但它不可扩展，这意味着你最终得到的电机可能在场景 A 中工作，但在场景 B 中不工作。”用真的零件测试这一点极其昂贵，并且会显著增加产品周期的时间。

使用 Simulink 和 Simscape 模块仿真的 Revolt 半挂卡车的行驶工况。（图片由 Revolt 提供）

该团队首先从现有车辆收集了广泛的性能数据，这些数据的获取没有产生任何成本，并构成了仿真过程的基础。这些数据涵盖了多种来源，包括供应商提供的组件和技术规格、从在线地图工具（如 Google Maps 地图服务和 GPX 转换器）获得的道路动力学数据，以及标准化的 EPA 驾驶循环。使用 Simulink 和 Simscape，他们构建了数据驱动的仿真，以确定其新系统的最佳尺寸和配置。Simulink 对 Revolt 节省宝贵的成本资源起到了重要作用。Patil 指出：“作为一家初创公司，你必须灵活敏捷地了解需求，这样才不会为了达到同样的结果而在成本上不堪重负。这就是我觉得仿真对于获得我们想要的东西至关重要的原因。”令人印象深刻的是，Revolt 仅用了四个月就从想法走向了原型。

“我们的快速开发得益于现成的 MathWorks 工具。与其他可能需要一年或更长时间的方法相比，我们仅用了四个月就达到了现在的水平。” — Chandra Patil，Revolt 首席技术官

集成 Simulink 和 Raptor

有了坚实的理论基础，团队迅速推进到原型设计阶段。该团队使用 Raptor-Dev 平台和来自 New Eagle 的现成 ECU，结合 Simulink 来加速开发。Raptor 通过无缝工具链扩展了 Simulink 环境，允许 Revolt 工程师直接在生产级 ECU 硬件上设计、仿真和部署控制策略，只需单击一下即可从 Simulink 生成嵌入式代码。

此工作流消除了大量手工编码的需求，并确保了安全合规性。这种简化的、基于模型的流程使团队能够快速对系统组件进行原型设计、集成和测试，在整个开发过程中进行快速更新和改进。Raptor 和 Simulink 之间的紧密集成极大地缩短了从模型到移动车辆再到生产的路径。“很明显，Revolt 正在利用 Raptor 和 MathWorks 工具等创新技术来加速其开发周期和上市时间。这种简化的方法有助于他们更快地适应和迭代系统，提高整体开发效率。”New Eagle 称赞道。

Revolt 用于嵌入式代码生成的 Raptor 平台。（图片由 Revolt 提供）

现在，随着一辆功能齐全的车辆上路，团队正进入一个新的阶段：迭代改进。他们继续收集运行数据，将其反馈到模型中以完善仿真，更新控制策略，并实施新算法以优化燃油节省并提高效率。

支持创新的资源

在成立初创公司时，让合适的人员和合适的工具到位是不可或缺的。凭借 Patil 带来的专业知识和愿景，他迅速为团队配置了 MATLAB and Simulink Suites for Startups，让团队可以无限制地访问 MathWorks 提供的全套工具。“在初创公司起步阶段，你不知道你需要什么。试图购买工具箱和软件许可证，然后意识到这不合适，这是我过去感到非常痛苦的地方，”Patil 分享道。从一开始就为团队提供所有工具减少了开发时间中的许多摩擦。初创项目使 Revolt 能够预测未来的需求。Patil 解释说：“初创项目告诉你来年的预算需求是什么样子的，因为我可以了解开始和继续开发需要什么合适的软件套件。”

为了充分利用所选工具的功能，补充支持至关重要。Patil 分享说，MathWorks 在线资源，如视频网站、File Exchange 和博客 Blogs，使他能够对他们的想法进行建模。“与其试图开发一切，我能够利用 MathWorks 已经拥有的东西快速达到拥有功能模型的那一步，”他描述道。

有趣的是，Patil 还指出，MathWorks 的学生挑战赛是一项宝贵的资源。“他们有相当多的信息 — 针对同一问题的新方法引起了我的兴趣，”他描述道，“当我继续阅读时，我有意或无意地在我的开发中实施了那里展示的东西。”

对于 Revolt 来说，MathWorks 工具不仅仅是工作流的一部分 — 它们是快速、数据驱动且持续改进的开发流程的支柱，该流程正迅速将他们的技术从概念带入商业现实。

展望未来

Revolt 团队对其技术充满热情，这激励着这个小团队。“看到一小群真正有才华的人能做什么真是太神奇了。看着团队在短短两个多月内创造出一个全新的系统，创新的速度令人难以置信，”Gardner 总结道。

在接下来的几个月里，他们将着手实现下一个里程碑，包括举办“试乘试驾”活动，向专注于清洁技术的行业专家展示该技术。同时，他们正在完成开发的第三阶段，目标是发布其量产意向车辆，并在 2025 年底前开始扩展车队试验。

Revolt 的混合动力半挂卡车。（图片由 Revolt 提供）

Gardner 预计这种混合动力架构将在未来几年变得更加流行。汽车和采矿行业已经拥有类似的技术，增程式车辆和混合动力矿用卡车对运营商来说是标准的。他预计 OEM 可能会发展并在其车队中部署这项技术。

Patil 很高兴看到他们正在构建的东西成为现实。“来自传统世界，你可以为了正确的需求、正确的设计而工作，用 C 和 C++ 编写所有代码，但当你意识到你做了什么时，你几乎已经离开了公司。产品生命周期可能太长，以至于你看不到你做了什么。”他总结道：“有了像 MathWorks 平台这样的快速原型设计工具和仿真，我非常高兴我设计的东西能在不到六个月的时间里在路上行驶。我是这种开发生命周期的忠实拥护者。”

*本文内容采用了机器翻译