1. 概述
跟着混合动力以及纯电动轿车的不断发展，电机操控战略的杂乱性和可靠性日益提高。整车厂以及供货商对新能源操控器的开发环境的需求也在增加。
恒润科技供给了新能源轿车操控的全体解决计划
，可让工程师在实验室环境下，完成对整车操控器(HCU)、电池办理单元(BMS)、电机操控器(MCU)、功用的验证。可以模仿实车测验中遇到的一切工况规模，在实车实验之前即可对ECU功用进行全面测验。
本文将供给针对新能源车辆的HCU、MCU以及BMS三个操控器测验的解决计划。
2. 技能难点
针对BMS的作业电压测验、单体电池电压、温度测验、SOC核算功用测验、充放电操控测验、电池热平衡测验、高压安全功用测验、通讯测验、毛病确诊测验等等一系列测验，OEM面临着许多应战。
选用实在的电池组测验BMS有着许多的坏处：
极限工况模仿给测验人员带来安全隐患，例如过压、过流和过温，有或许导致电池爆破。
SOC估核算法验证耗时长，实在的电池组充放电实验耗时一周乃至更长的时刻。
模仿特定工况难度大，例如均衡功用测验时，制作电池单体间纤细SOC不同，电池热平衡测验时，制作单体和电池包间纤细的温度不同等。
以及其他针对BMS功用测验，如电池组作业电压、单体电池电压、温度、SOC核算功用、充放电操控、电池热平衡、高压安全功用、均衡功用、通讯、毛病确诊、传感器等一系列的测验，OEM都面临着许多应战。MCU在研制过程中触及被控目标的仿真。而电机本体的作业原理首要根据电磁感应原理，其各物理量(如磁通量、感应电动势、电磁力等)的交互改变速度远大于机械体系的力与速度的改变，为了确保较高的仿真精度，要求模型的仿真步长要远小于一般机械体系模型的仿真步长。
相应的，差异于轿车上一般的电控体系，MCU的特别之处也是在于它具有较高的操控频率和很高的输入信号频率。例如，MCU对逆变器IGBT的PWM操控频率超越10 kHz;电机反应的电机方位旋变信号的频率可达12 kHz以上。这就要求HIL实时仿真体系对MCU操控信号收集和电机传感器信号的仿真都要到达很高的频率，一般要求收集频率到达信号频率的1000倍以上，信号仿真输出频率到达信号频率的100倍以上。
面临上述应战，恒润科技供给根据TestBase的新能源轿车测验的解决计划。
3. 解决计划
3.1. BMS解决计划
电池办理体系多选用分布式结构，包含1个主控单元BMU和若干个单体检测单元BCU，如下图所示。
图3-1 电池办理体系分布式结构图
相应的，电池办理体系的HIL测验也可以分为BMS级测验和BMU级测验。
BMS级测验中，BMU和一切BCU都作为测验目标，HIL体系需求为BCU供给每一个单体的输出电压信号以及若干个温度信号。因为BMS等级测验更偏重 BMS对电池包自身的办理功用，例如单体电压采样、温度采样、SOC估量、单体一致性检测等功用，因此首要用在部件级测验中。
在BMU级测验中，BCU选用仿真的方法，HIL体系只需求经过CAN总线将BCU的相关报文发送给BMU即可，无需在硬件上模仿出单体电压和温度信号这种方法可以节约很大一部分的HIL体系硬件本钱。BMU级测验多用于动力体系级或整车级的测验中。
3.2. MCU解决计划
新能源轿车动力体系中用到的电机一般为永磁同步电机，电机体系一般由电机本体、逆变器和电控单元MCU组成。
针对电机操控体系的测验一般可分为信号级和功率级，其差异首要在于是否将实在逆变器接入测验体系。
图3-2 电机信号级测验原理
图3-3 电机功率级测验原理
根据第二章所述的MCU测验的技能难点，恒润科技供给了根据高性能FPGA的电机实时仿真计划。NI 的高性能FPGA板卡PXI 7966R满意电机实时仿真的一切特性需求，包含：
1) 40 MHz的PWM收集通道，用于逆变器IGBT操控信号收集;
2) 2MHz的高速DA输出通道，用于旋变信号和三相电流信号仿真;
3) 强壮的核算才能，在进行高速IO信号处理的一起，满意电机模型的实时仿真需求，仿真步长可低于2us。
图3-4 根据FPGA的电机仿真解决计划
本计划中MCU HIL测验相关的装备(除通用的HIL体系软硬件装备外)包含：
类型阐明
硬件PXI-7966RNI FlexRIO FPGA Module，用于电机的仿真
HS9202电机仿真适配模块，含4个高速ADC收集通道(10MSPS)，8个高速DAC通道(10MSPS)，8个数字输入通道，12个数字输出通道。
在满意MCU根本测验需求的一起，MCU测验解决计划还可以供给多种被控目标毛病的仿真功用，包含：
3.3. HCU解决计划
在HCU的测验解决计划中，模仿器需求模仿HCU需求的传感器比方：油门踏板、制动踏板等，一起收集HCU的输出信号比方：冷却电扇、前置离合器等。HCU的杂乱操控功用一般都是经过与BMS、MCU等相关操控器节点的协同作业来完成。
4. 总结
比照选用实在电池的BMS和实在电机的MCU测验，选用电池、电机仿真技能的HIL测验具有如下显着的长处：
安全、节能：防止运用大功率充放电设备，防止了测验给实验人员形成的安全隐患;
便利制作各种BMS、MCU毛病，然后全面的测验BMS、MCU确诊功用;
经过软硬件装备完成多种标准的电池组(单体数、电压等级)仿真和电机仿真;
