新能源汽車電控開發(fā)及仿真測試實驗室

在新能源汽車電控系統(tǒng)的開發(fā)過程中，快速開發(fā)平臺和仿真測試系統(tǒng)是最關鍵的兩個工具，可用于提高開發(fā)效率和產品質量，縮短開發(fā)周期。

D2P和MMC開發(fā)平臺，可以實現(xiàn)新能源汽車三電控制器VCU、BMS及MCU控制策略的快速開發(fā)和驗證。

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

1.D2P開發(fā)平臺

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

D2P開發(fā)平臺采用美國WOODWARD公司MotoHawk Control Solutions（簡稱MCS）解決方案，基于模型化的控制策略開發(fā)環(huán)境，汽車產品級標準硬件，可實現(xiàn)控制策略開發(fā)、接口硬件配置、系統(tǒng)標定、樣車調試、批量裝車等功能。

D2P開發(fā)平臺框架示意圖

產品特點：

• 源自美國WOODWARD公司成熟的MotoTron MCS產品系列；

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

• 歐美專業(yè)供應商（Continental/Visteon）的汽車產品級硬件平臺，成熟穩(wěn)定；

• 基于模型化的控制策略開發(fā)環(huán)境，一鍵自動代碼生成；

• 成熟的底層模塊庫，模塊化調用，市場應用超過10年；

• 支持CCP標準，與主流標定軟件INCA, VISION, CANape無縫連接；

• 開發(fā)、樣車和批量使用統(tǒng)一的軟硬件開發(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；

• 國內外汽車行業(yè)多領域廣泛應用。

  
  

2.MMC開發(fā)平臺

意昂神州聯(lián)合美國RMS 公司，為國內外廠家提供完善的電機控制算法( 功率級) 快速原型開發(fā)平臺，實現(xiàn)從研發(fā)至樣車生產的一體化解決方案- 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—MMC　(Model-based Motor Control)。

MMC 產品主要由電機控制器硬件及軟件開發(fā)包組成，軟件開發(fā)包是運行在行業(yè)通用建模環(huán)境下，且基于成熟的批產控制器硬件平臺。客戶可以通過基于模型的開發(fā)環(huán)境，結合自主的電機控制算法，實現(xiàn)算法設計 - 模型搭建 - 代碼生成 -硬件調試 - 產品定型，大大縮短了產品的開發(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(tǒng)

HiL（Hardware-in-the-Loop，硬件在環(huán)）仿真測試系統(tǒng)，主要用于對新能源汽車控制器進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(xiàn)，從而提高測試驗證及分析的手段。

意昂神州基于多年汽車測控領域積累的工程經驗，為國內汽車行業(yè)客戶提供靈活、開放、高效、專業(yè)的新能源汽車控制器HiL仿真測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)采用成熟可靠的硬件在環(huán)測試架構，基于業(yè)內著名的NI PXI開放式的硬件平臺，采用專業(yè)的實驗管理軟件，基于通用行業(yè)軟件開發(fā)的實時仿真模型，針對新能源汽車控制系統(tǒng)，完全滿足控制器的HiL測試要求，可以根據(jù)客戶的測試需求進行最優(yōu)化的系統(tǒng)定制。

HiL測試系統(tǒng)參考效果圖

系統(tǒng)架構:

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

HiL測試系統(tǒng)架構示意圖

系統(tǒng)特點:

• 系統(tǒng)核心板卡全部采用美國NI 成熟硬件，在自動化測試領域被廣泛應用，產品質量可靠、穩(wěn)定；

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

• 基于配置的專業(yè)實驗管理軟件，無需編程知識，用戶可以快速搭建測試環(huán)境；

• 支持多領域仿真軟件模型的導入及實時在線參數(shù)修改。

  
  

3-1 VCU HiL 仿真測試系統(tǒng)

VCU HiL系統(tǒng)用于VCU控制功能的全面測試。VCU HiL系統(tǒng)實時運行整車仿真模型，并通過接口板卡連接VCU控制器，模擬VCU在不同工作條件下的工作環(huán)境，實現(xiàn)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(tǒng)效果圖

3-2 BMS HiL 仿真測試系統(tǒng)

BMS HiL測試系統(tǒng)用于新能源汽車電池管理系統(tǒng)（BMS）控制功能的測試。BMS HiL測試系統(tǒng)實時運行電池模型和整車模型，并通過接口板卡連接BMS控制器，模擬BMS在不同工作條件下的工作環(huán)境，實現(xiàn)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(tǒng)一般包括主板BCU、從板BMU及高壓采集模塊三部分，BMS HiL系統(tǒng)支持對三部分進行單獨測試和聯(lián)合測試。

BMS HiL測試系統(tǒng)效果圖

3-3 MCU HiL 仿真測試系統(tǒng)

MCU HiL測試系統(tǒng)用于MCU控制功能的全面測試。MCU HiL測試系統(tǒng)實時運行電機仿真模型，并通過接口板卡連接MCU主控板，模擬MCU在不同工作條件下的工作環(huán)境，實現(xiàn)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(tǒng)效果圖

主要功能：

• MCU HiL系統(tǒng)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(shù)基于FEA計算，精度高，可以充分體現(xiàn)電機的非線性；

• 能夠準確模擬電機參數(shù)隨電磁場飽和特性的變化；

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

• 基于FPGA的高速仿真，最小仿真步長可以達到2微秒。