在新能源汽車的開發(fā)與驗(yàn)證過程中，整車控制器VCU（Vehicle Control Unit）扮演著關(guān)鍵角色，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制車輛的動(dòng)力系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)及其他關(guān)鍵子系統(tǒng)。為了確保VCU在復(fù)雜多變的駕駛條件下的可靠性和性能，硬件在環(huán)（Hardware-in-the-Loop，HIL）仿真測(cè)試系統(tǒng)成為了必不可少的工具。本文將深入探討VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)的工作原理、架構(gòu)組成、關(guān)鍵功能及其在新能源汽車開發(fā)中的應(yīng)用。

VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)的工作原理

VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)的中心是實(shí)時(shí)處理器，它負(fù)責(zé)模擬真實(shí)世界中的駕駛環(huán)境和車輛動(dòng)態(tài)，以測(cè)試VCU在各種工況下的反應(yīng)。具體而言，實(shí)時(shí)處理器通過接收VCU發(fā)出的控制信號(hào)并生成相應(yīng)的反饋信號(hào)，模擬車輛傳感器和其他控制器的響應(yīng)，從而創(chuàng)建一個(gè)閉環(huán)的測(cè)試環(huán)境。這種閉環(huán)測(cè)試確保了VCU能夠在接近真實(shí)的條件下被評(píng)估和優(yōu)化。

架構(gòu)與組成

VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)通常包括以下主要組成部分：

• 硬件部分：由PCI機(jī)箱、PCI控制器和各類接口板卡構(gòu)成，用于連接和模擬VCU的物理輸入/輸出。

• 軟件部分：涵蓋測(cè)試設(shè)計(jì)軟件模塊和測(cè)試執(zhí)行服務(wù)軟件模塊，用于創(chuàng)建測(cè)試場(chǎng)景、控制測(cè)試過程和分析測(cè)試結(jié)果。

• 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)：如NI PXI設(shè)備，提供穩(wěn)定可靠的仿真環(huán)境，支持各種功能板卡，以滿足不同的測(cè)試需求。

關(guān)鍵功能

VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)的主要功能包括：

• 信號(hào)模擬與采集：能夠模擬VCU的所有硬線輸入信號(hào)（如AI、DI、PWM IN、電阻等），并采集其硬線輸出信號(hào)（如DO、AO、PWM OUT等）。

• 通信協(xié)議仿真：支持CAN、LIN等車載網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的仿真，模擬VCU與其他車載控制器之間的通信。

• 故障注入：允許在測(cè)試中注入各種故障模式，評(píng)估VCU的故障響應(yīng)和恢復(fù)能力。

• 測(cè)試場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)：能夠創(chuàng)建和復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的駕駛場(chǎng)景，包括道路狀況、交通情況和極端天氣條件。

在新能源汽車開發(fā)中的應(yīng)用

在新能源汽車的開發(fā)周期中，VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)貫穿了從初步設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的全過程。它可以幫助工程師在早期階段發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計(jì)缺陷，優(yōu)化控制算法，確保VCU在各種駕駛條件下的穩(wěn)定性和安全性。特別是在新能源汽車特有的能量管理和動(dòng)力控制方面，HIL測(cè)試系統(tǒng)提供了特殊的測(cè)試深度和廣度，加速了產(chǎn)品的上市時(shí)間，降低了開發(fā)成本。

VCU HIL測(cè)試系統(tǒng)是新能源汽車開發(fā)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)，它通過模擬真實(shí)的駕駛環(huán)境，確保了VCU的高性能和高可靠性。隨著新能源汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，HIL測(cè)試系統(tǒng)也將繼續(xù)演進(jìn)，以應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜和嚴(yán)格的技術(shù)挑戰(zhàn)，為汽車行業(yè)帶來更大的創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)遇。上海同湛新能源科技有限公司，成立于2014年3月，在汽車電子領(lǐng)域有超過10年的行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)并仍然保持著與同濟(jì)大學(xué)在新能源汽車關(guān)鍵部件VCU、BMS等方面的研發(fā)及測(cè)試互動(dòng)。