基于硬件在環(huán)的電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)控制器功能測(cè)試方法研究

一、流程介紹

“三電技術(shù)”（電機(jī)，電池及電控技術(shù)）是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)，整車(chē)控制器作為電控系統(tǒng)的核心，其開(kāi)發(fā)遵循汽車(chē)電子的標(biāo)準(zhǔn)V-Cycle流程。而對(duì)于里面的硬件在環(huán)測(cè)試就是其中的一環(huán)，接下來(lái)針對(duì)于里面的HIL做一整方面的介紹。

對(duì)于目前上市面上在環(huán)仿真的工具有一下公司的產(chǎn)品：dSPACE公司的Simulator，ETAS公司的Labcar，MathWorks的xPC Targert以及NI公司的各類(lèi)板卡，等等。對(duì)于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需要相對(duì)應(yīng)的生命周期，然而對(duì)于HIL來(lái)說(shuō)也擁有相對(duì)應(yīng)的生命周期。

需求分析：主控制器的需求與功能定義，來(lái)分析HIL測(cè)試系統(tǒng)需要提供的測(cè)試功能。比如；輸入輸出接口的電器特性等。

HIL系統(tǒng)需要輸出的信號(hào)，采集的信號(hào)以及信號(hào)的精度要求。

HIL系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，處理器主頻太低或者模型太過(guò)復(fù)雜將會(huì)影響實(shí)時(shí)性。

HIL系統(tǒng)的硬件的可靠性與安全保護(hù)。

模型的詳細(xì)程度，影響工作量。

管理的功能與涉及，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理。

系統(tǒng)構(gòu)建：需求與功能定義來(lái)搭建HIL的軟件硬件測(cè)試環(huán)境。

硬件系統(tǒng)，軟件接口，實(shí)驗(yàn)軟件，對(duì)象模型。

確認(rèn)測(cè)試：為了測(cè)試，確認(rèn)HIL系統(tǒng)自身的可靠性，對(duì)模型進(jìn)行的測(cè)試與校準(zhǔn)。

功能裁剪：不同階段的測(cè)試配置環(huán)境不同，針對(duì)于情況進(jìn)行各個(gè)階段的測(cè)試需求裁剪。

使用維護(hù)：根據(jù)HIL系統(tǒng)的軟硬件測(cè)試環(huán)境，流程規(guī)范，測(cè)試操作進(jìn)行測(cè)試，保證測(cè)試系統(tǒng)不被損壞。

對(duì)于以上搭建好的平臺(tái)，也是需要驗(yàn)證各模塊之間的聯(lián)系。

以上是針對(duì)于HIL的流程方面做了一個(gè)梳理的工作，然而接下來(lái)的過(guò)程這對(duì)于具體的整車(chē)控制器這塊作為例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)過(guò)程是怎樣的體現(xiàn)的。

二、VCU介紹

前期如果想要從細(xì)節(jié)里面去描述整車(chē)控制器的話(huà)，就需要從新能源的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去理解。對(duì)于以下圖來(lái)說(shuō)，整車(chē)控制器就是汽車(chē)方面的大腦。

而對(duì)于大腦來(lái)說(shuō)包含哪些方面的功能？上電流程管理，斷電流程管理，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制，制動(dòng)能量回饋控制，充電管理等功能。

上電流程管理：根據(jù)司機(jī)的操作，檢查DC/DC幾點(diǎn)起，低壓幾點(diǎn)起，高雅斷路器，預(yù)充電繼電器等是否存在故障，完成低壓附件以及電機(jī)上電，保證安全。

斷電流程管理：司機(jī)拔掉鑰匙開(kāi)關(guān)后，依次給低壓附件，電機(jī)等部件斷電，同時(shí)保存故障信息。

汽車(chē)驅(qū)動(dòng)控制：根據(jù)司機(jī)的駕駛需求，車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)，道路及環(huán)境狀況，經(jīng)過(guò)程序計(jì)算，向電機(jī)控制器發(fā)出指令，滿(mǎn)足駕駛工況要求。

制動(dòng)能量回饋控制：根據(jù)制動(dòng)踏板和加速踏板的開(kāi)度m，車(chē)輛行駛狀態(tài)，蓄電池狀態(tài)，計(jì)算制動(dòng)力矩并發(fā)送給電機(jī)。

充電管理：監(jiān)控電池狀態(tài)，進(jìn)行充電保護(hù)。

故障診斷及保護(hù)：連續(xù)監(jiān)控整車(chē)電控系統(tǒng)，進(jìn)行診斷，并及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的安全保護(hù)處理。故障碼的存儲(chǔ)及回調(diào)，通過(guò)故障指示燈指出故障類(lèi)別和部分故障碼。

而對(duì)于以上面的功能來(lái)說(shuō)還是比較的籠統(tǒng)的，接下來(lái)就來(lái)看看相對(duì)應(yīng)的硬件平臺(tái)。

對(duì)于圖中左測(cè)的是輸入信號(hào)，而右測(cè)的信號(hào)是輸出信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的負(fù)載。對(duì)于整車(chē)控制器來(lái)說(shuō)前期對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，如開(kāi)關(guān)信號(hào)的隔離，踏板信號(hào)的整波等，在將處理后的相關(guān)信號(hào)輸入給整車(chē)控制器MCU，整車(chē)控制器MCU將根據(jù)相應(yīng)的控制程序?qū)斎氲男盘?hào)，數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析，判斷和計(jì)算，最終得出正確控制指令，并通過(guò)通訊接口及時(shí)的將控制指令發(fā)送給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器將根據(jù)相應(yīng)的控制指令來(lái)控制電機(jī)。當(dāng)然了這里面也可以通RS232與上位機(jī)連接，只不過(guò)這個(gè)地方?jīng)]能畫(huà)出來(lái)，對(duì)整車(chē)控制器通訊進(jìn)行監(jiān)控。