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新能源汽車(chē)電控開(kāi)發(fā)及仿真測試實(shí)驗室

在新能源汽車(chē)電控系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，快速開(kāi)發(fā)平臺和仿真測試系統是最關(guān)鍵的兩個(gè)工具，可用于提高開(kāi)發(fā)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)周期。

D2P和MMC開(kāi)發(fā)平臺，可以實(shí)現新能源汽車(chē)三電控制器VCU、BMS及MCU控制策略的快速開(kāi)發(fā)和驗證。

VCU/BMS/MCU HiL仿真測試系統，可以實(shí)現VCU、BMS及MCU控制策略的閉環(huán)仿真測試驗證。

1.D2P開(kāi)發(fā)平臺

D2P開(kāi)發(fā)平臺可以用于VCU、BMS主控板及燃料電池控制器（FCU）的控制策略開(kāi)發(fā)及批量裝車(chē)。

D2P開(kāi)發(fā)平臺采用美國WOODWARD公司MotoHawk Control Solutions（簡(jiǎn)稱(chēng)MCS）解決方案，基于模型化的控制策略開(kāi)發(fā)環(huán)境，汽車(chē)產(chǎn)品級標準硬件，可實(shí)現控制策略開(kāi)發(fā)、接口硬件配置、系統標定、樣車(chē)調試、批量裝車(chē)等功能。

D2P開(kāi)發(fā)平臺框架示意圖

產(chǎn)品特點(diǎn)：

• 源自美國WOODWARD公司成熟的MotoTron MCS產(chǎn)品系列；

• 可用于VCU、BMS主控板及FCU等多種控制器的快速開(kāi)發(fā)平臺及量產(chǎn)裝車(chē)控制器；

• 歐美專(zhuān)業(yè)供應商（Continental/Visteon）的汽車(chē)產(chǎn)品級硬件平臺，成熟穩定；

• 基于模型化的控制策略開(kāi)發(fā)環(huán)境，一鍵自動(dòng)代碼生成；

• 成熟的底層模塊庫，模塊化調用，市場(chǎng)應用超過(guò)10年；

• 支持CCP標準，與主流標定軟件INCA, VISION, CANape無(wú)縫連接；

• 開(kāi)發(fā)、樣車(chē)和批量使用統一的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺，縮短研發(fā)周期；

• 軟硬件不互相綁定，可一套軟件多套硬件；

• 國內外汽車(chē)行業(yè)多領(lǐng)域廣泛應用。

  
  

2.MMC開(kāi)發(fā)平臺

意昂神州聯(lián)合美國RMS 公司，為國內外廠(chǎng)家提供完善的電機控制算法( 功率級) 快速原型開(kāi)發(fā)平臺，實(shí)現從研發(fā)至樣車(chē)生產(chǎn)的一體化解決方案- D2P(From Development to Production)。電機控制D2P 一體化解決方案的核心是基于模型的電機算法控制技術(shù)—MMC　(Model-based Motor Control)。

MMC 產(chǎn)品主要由電機控制器硬件及軟件開(kāi)發(fā)包組成，軟件開(kāi)發(fā)包是運行在行業(yè)通用建模環(huán)境下，且基于成熟的批產(chǎn)控制器硬件平臺?？蛻?hù)可以通過(guò)基于模型的開(kāi)發(fā)環(huán)境，結合自主的電機控制算法，實(shí)現算法設計 - 模型搭建 - 代碼生成 -硬件調試 - 產(chǎn)品定型，大大縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。

MMC平臺組成

MMC平臺軟件工具包界面

3.HiL仿真測試系統

HiL（Hardware-in-the-Loop，硬件在環(huán)）仿真測試系統，主要用于對新能源汽車(chē)控制器進(jìn)行全面深入的功能測試、故障測試及極限工況測試，并輔助工程師對測試結果分析驗證、故障再現，從而提高測試驗證及分析的手段。

意昂神州基于多年汽車(chē)測控領(lǐng)域積累的工程經(jīng)驗，為國內汽車(chē)行業(yè)客戶(hù)提供靈活、開(kāi)放、高效、專(zhuān)業(yè)的新能源汽車(chē)控制器HiL仿真測試系統，該測試系統采用成熟可靠的硬件在環(huán)測試架構，基于業(yè)內著(zhù)名的NI PXI開(kāi)放式的硬件平臺，采用專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗管理軟件，基于通用行業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)仿真模型，針對新能源汽車(chē)控制系統，完全滿(mǎn)足控制器的HiL測試要求，可以根據客戶(hù)的測試需求進(jìn)行最優(yōu)化的系統定制。

HiL測試系統參考效果圖

系統架構:

HiL測試系統整體架構主要包含三層內容，第一層次為HiL測試系統軟硬件架構；第二層次為HiL測試系統開(kāi)發(fā)；第三層次為HiL測試。

HiL測試系統架構示意圖

系統特點(diǎn):

• 系統核心板卡全部采用美國NI 成熟硬件，在自動(dòng)化測試領(lǐng)域被廣泛應用，產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩定；

• 系統采用標準PXI模塊化硬件開(kāi)放平臺，集成度高、兼容性好，易于擴展；

• 基于配置的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗管理軟件，無(wú)需編程知識，用戶(hù)可以快速搭建測試環(huán)境；

• 支持多領(lǐng)域仿真軟件模型的導入及實(shí)時(shí)在線(xiàn)參數修改。

  
  

3-1 VCU HiL 仿真測試系統

VCU HiL系統用于VCU控制功能的全面測試。VCU HiL系統實(shí)時(shí)運行整車(chē)仿真模型，并通過(guò)接口板卡連接VCU控制器，模擬VCU在不同工作條件下的工作環(huán)境，實(shí)現VCU控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

VCU HiL測試系統效果圖

3-2 BMS HiL 仿真測試系統

BMS HiL測試系統用于新能源汽車(chē)電池管理系統（BMS）控制功能的測試。BMS HiL測試系統實(shí)時(shí)運行電池模型和整車(chē)模型，并通過(guò)接口板卡連接BMS控制器，模擬BMS在不同工作條件下的工作環(huán)境，實(shí)現BMS控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

BMS 系統一般包括主板BCU、從板BMU及高壓采集模塊三部分，BMS HiL系統支持對三部分進(jìn)行單獨測試和聯(lián)合測試。

BMS HiL測試系統效果圖

3-3 MCU HiL 仿真測試系統

MCU HiL測試系統用于MCU控制功能的全面測試。MCU HiL測試系統實(shí)時(shí)運行電機仿真模型，并通過(guò)接口板卡連接MCU主控板，模擬MCU在不同工作條件下的工作環(huán)境，實(shí)現MCU控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

MCU HiL系統效果圖

主要功能：

• MCU HiL系統主要功能如下：

• 高速模擬MCU主控板所需的旋變信號、激勵信號、脈寬調制信號，采集MCU輸出的高頻控制信號；

• 電機模型參數基于FEA計算，精度高，可以充分體現電機的非線(xiàn)性；

• 能夠準確模擬電機參數隨電磁場(chǎng)飽和特性的變化；

• 可以對復雜的非理想性的電機行為進(jìn)行仿真，如高電流時(shí)電機電感的變化，高電流對電機產(chǎn)生轉矩的影響；

• 基于FPGA的高速仿真，最小仿真步長(cháng)可以達到2微秒。