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新能源汽车电控开发及仿真测试实验室


在新能源汽车电控系统的开发过程中,快速开发平台和仿真测试系统是最关键的两个工具,可用于提高开发效率和产品质量,缩短开发周期。

D2P和MMC开发平台,可以实现新能源汽车三电控制器VCU、BMS及MCU控制策略的快速开发和验证。

VCU/BMS/MCU HiL仿真测试系统,可以实现VCU、BMS及MCU控制策略的闭环仿真测试验证。


新能源汽车电控开发及仿真测试实验室


1.D2P开发平台


D2P开发平台可以用于VCU、BMS主控板及燃料电池控制器(FCU)的控制策略开发及批量装车。

D2P开发平台采用美国WOODWARD公司MotoHawk Control Solutions(简称MCS)解决方案,基于MATLAB/SIMULINK模型化的控制策略开发环境,汽车产品级标准硬件,可实现控制策略开发、接口硬件配置、系统标定、样车调试、批量装车等功能。


D2P开发平台框架示意图

D2P开发平台框架示意图

产品特点:

  • 源自美国WOODWARD公司成熟的MotoTron MCS产品系列;

  • 可用于VCU、BMS主控板及FCU等多种控制器的快速开发平台及量产装车控制器;

  • 欧美专业供应商(Continental/Visteon)的汽车产品级硬件平台,成熟稳定;

  • 基于MATLAB/SIMULINK模型化的控制策略开发环境,一键自动代码生成;

  • 成熟的底层模块库,模块化调用,市场应用超过10年;

  • 支持CCP标准,与主流标定软件INCA, VISION, CANape无缝连接;

  • 开发、样车和批量使用统一的软硬件开发平台,缩短研发周期;

  • 软硬件不互相绑定,可一套软件多套硬件;

  • 国内外汽车行业多领域广泛应用。


2.MMC开发平台


意昂神州联合美国RMS 公司,为国内外厂家提供完善的电机控制算法( 功率级) 快速原型开发平台,实现从研发至样车生产的一体化解决方案- D2P(From Development to Production)。电机控制D2P 一体化解决方案的核心是基于模型的电机算法控制技术—MMC (Model-based Motor Control)。


MMC 产品主要由电机控制器硬件及软件开发包组成,软件开发包是运行在MATLAB/Simulink 环境下,且基于成熟的批产控制器硬件平台。客户可以通过基于模型的开发环境,结合自主的电机控制算法,实现算法设计 - 模型搭建 - 代码生成 -硬件调试 - 产品定型,大大缩短了产品的开发周期。


MMC平台组成

MMC平台组成


MMC平台软件工具包界面

MMC平台软件工具包界面


3.HiL仿真测试系统


HiL(Hardware-in-the-Loop,硬件在环)仿真测试系统,主要用于对新能源汽车控制器进行全面深入的功能测试、故障测试及极限工况测试,并辅助工程师对测试结果分析验证、故障再现,从而提高测试验证及分析的手段。


意昂神州基于多年汽车测控领域积累的工程经验,为国内汽车行业客户提供灵活、开放、高效、专业的新能源汽车控制器HiL仿真测试系统,该测试系统采用成熟可靠的硬件在环测试架构,基于业内著名的NI PXI开放式的硬件平台,采用专业的实验管理软件,基于MATLAB/Simulink开发的实时仿真模型,针对新能源汽车控制系统,完全满足控制器的HiL测试要求,可以根据客户的测试需求进行最优化的系统定制。

HiL测试系统参考效果图

HiL测试系统参考效果图


系统架构:

HiL测试系统整体架构主要包含三层内容,第一层次为HiL测试系统软硬件架构;第二层次为HiL测试系统开发;第三层次为HiL测试。


HiL测试系统架构示意图

HiL测试系统架构示意图



系统特点:

  • 系统核心板卡全部采用美国NI 成熟硬件,在自动化测试领域被广泛应用,产品质量可靠、稳定;

  • 系统采用标准PXI模块化硬件开放平台,集成度高、兼容性好,易于扩展;

  • 基于配置的专业实验管理软件,无需编程知识,用户可以快速搭建测试环境;

  • 支持MATLAB/Simulink、AMESim、CarSim/TruckSim 、Tesis veDYNA等多领域仿真软件模型的导入及实时在线参数修改。


3-1 VCU HiL 仿真测试系统


VCU HiL系统用于VCU控制功能的全面测试。VCU HiL系统实时运行整车仿真模型,并通过接口板卡连接VCU控制器,模拟VCU在不同工作条件下的工作环境,实现VCU控制功能验证、故障诊断功能验证及极限工况验证。

VCU HiL测试系统效果图

VCU HiL测试系统效果图


3-2 BMS HiL 仿真测试系统


BMS HiL测试系统用于新能源汽车电池管理系统(BMS)控制功能的测试。BMS HiL测试系统实时运行电池模型和整车模型,并通过接口板卡连接BMS控制器,模拟BMS在不同工作条件下的工作环境,实现BMS控制功能验证、故障诊断功能验证及极限工况验证。


BMS 系统一般包括主板BCU、从板BMU及高压采集模块三部分,BMS HiL系统支持对三部分进行单独测试和联合测试。

BMS HIL.jpg

BMS HiL测试系统效果图


3-3 MCU HiL 仿真测试系统


MCU HiL测试系统用于MCU控制功能的全面测试。MCU HiL测试系统实时运行电机仿真模型,并通过接口板卡连接MCU主控板,模拟MCU在不同工作条件下的工作环境,实现MCU控制功能验证、故障诊断功能验证及极限工况验证。

MCU HiL系统效果图

MCU HiL系统效果图



主要功能:

  • MCU HiL系统主要功能如下:

  • 高速模拟MCU主控板所需的旋变信号、激励信号、脉宽调制信号,采集MCU输出的高频控制信号;

  • 电机模型参数基于FEA计算,精度高,可以充分体现电机的非线性;

  • 能够准确模拟电机参数随电磁场饱和特性的变化;

  • 可以对复杂的非理想性的电机行为进行仿真,如高电流时电机电感的变化,高电流对电机产生转矩的影响;

  • 基于FPGA的高速仿真,最小仿真步长可以达到2微秒。




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