最新新能源汽车电机逆变器Power-HiL测试方案
中电瑞华提供新能源汽车HIL台架解决方案
_ 166 •《测控技术》2018年第37卷第7期边带。
AD M V1012是与ADM V1011同级 的降频转换器，其可在17. 5 ~ 24G H z的 输入频率范围内工作，并提供15d B的转 换增益、25d B的镜像抑制，以及2.5d B的 噪声系数。
ADM V1011和ADM V1012是 混合型D S B组件的更小型替代品，再加上允许使用表面贴装制造技术，因此无需压焊。
中电瑞华提供新能源汽车HIL 台架解决方案近日在“新能源汽车测试技术交流会”上，中电瑞华做了“新能源汽车三电测试解决方案”技术成果展示，其中包括中电瑞华在新能源汽车整车控制系统(包括BMS H IL、VCU H IL和 MCU H IL台 架)测试和新能源汽车燃料电池自动测试等方面的技术解决方案。
中电瑞华新能源汽车整车控制系统测试解决方案为新能源汽车的BMS、V C U和M C U的产品开发测试提供了全面的技术条件保障。
系统方案完全遵循国标及国外相关技术标准要求，能够在不同环境条件下仿真各种工况，实现控制算法验证及各项测试要求，其故障注入功能可实现对产品的故障诊断测试;C A N通信仿真功能能够完成对产品的通信测试;图形化的操作软件提供了手动测试和全自动测试的选择。
该系统能够根据用户的实际情况建立定制化的测试流程、测试报告模板和测试记录管理等。
目前中电瑞华的相关产品已在多家车企及行业相关领域得到实际使用。
燃料电池技术是继锂电池技术之后正在兴起的新能源汽车清洁动力能源技术，正日益受到市场的重视。
中电瑞华得益于早期的研判及技术布局，适时推出“燃料电池自动测试系统”。
该系统由 硬件平台和软件系统构成，为燃料电池堆测试、电池堆活化和耐久测试等各项测试需求提供了全自动化的测试平台，并且能够满足所有类型燃料电池（包括介质交换膜、固态氧化物、碱性、磷性、熔 融碳酸盐等)的测试要求,可实现燃料电池发电系统及其辅助系统的测试与控制、系统参数测量、工况环境模拟及系统控制策略的评价。
新能源汽车维修中各种电子设备的测试方法与技巧
新能源汽车维修中各种电子设备的测试方法与技巧随着环保意识的增强和能源危机的日益严重，新能源汽车作为一种绿色出行方式，受到了越来越多人的关注和喜爱。
然而，与传统燃油汽车相比，新能源汽车的电子设备更为复杂，维修起来也更具挑战性。
本文将介绍一些新能源汽车维修中各种电子设备的测试方法与技巧，帮助技术人员更好地解决问题。
首先，我们来谈谈新能源汽车中电池的测试方法。
电池是新能源汽车的核心部件，其性能直接影响着汽车的续航里程和动力输出。
在测试电池时，我们可以使用电池测试仪来测量电池的电压、电流和内阻。
通过这些数据，我们可以判断电池的健康状况和容量是否正常。
此外，还可以通过充放电测试来评估电池的循环寿命和容量衰减情况。
在测试电池时，需要注意安全防护，避免触电和短路等危险。
其次，我们来探讨一下新能源汽车中电动驱动系统的测试技巧。
电动驱动系统包括电动机、电控器和变速器等组成部分。
在测试电动驱动系统时，我们可以使用示波器来观察电动机的输出波形，以判断电动机是否正常工作。
同时，还可以使用电压表和电流表来测量电动机的工作电压和工作电流，以评估电动机的负载情况。
此外，还可以通过故障码读取和数据流分析等方法，来排查电动驱动系统中的故障原因。
在测试电动驱动系统时，需要注意安全操作，避免触电和误操作。
再次，我们来谈谈新能源汽车中充电系统的测试方法。
充电系统是新能源汽车的重要组成部分，其性能直接影响着充电速度和安全性。
在测试充电系统时，我们可以使用充电桩测试仪来检测充电桩的输出电压和电流，以评估充电桩的工作状态。
同时，还可以使用电池测试仪来测试充电电缆的电阻和绝缘电阻，以确保充电电缆的安全性。
在测试充电系统时，需要注意安全防护，避免触电和短路等危险。
最后，我们来讨论一下新能源汽车中车载电子设备的测试技巧。
车载电子设备包括导航系统、音响系统和车载通信系统等。
在测试车载电子设备时，我们可以使用多媒体测试仪来检测设备的音频输出和视频输出，以评估设备的工作状态。
新能源车电机测试原理
新能源车电机测试原理
新能源车电机测试主要涉及两个方面：效率测试和功率测试。
1. 效率测试：
电机的效率是指电机转化电能和机械能之间的能量转换效率。
测试电机效率的主要步骤如下：
- 首先，将电机连接到特定的测试设备上。
- 加载电机，即通过给电机提供一定的负载，例如转子阻矩或负载轮。
- 测量输入电能和输出机械功率。
- 计算效率，即输出机械功率与输入电能之比。
2. 功率测试：
电机的功率是指单位时间内输出的机械功率。
测试电机功率的主要步骤如下：
- 首先，将电机连接到特定的测试设备上。
- 在不同的负载下，测量电机供电电流和实际输出功率。
- 根据电流和电压的关系，计算电机输入功率。
- 计算输出功率，即实际输出功率减去电机本身的损耗。
- 测量不同负载下电机的输出功率曲线。
这些测试可以帮助我们评估电机的性能和效果。
同时，这些测试也有助于优化电机设计和提高电机的效率。
车载充电机OBC功率级HiL
车载充电机OBC功率级HiLOBC功率级HiL测试台架主要由交流模拟器（模拟交流充电桩），直流模拟器（模拟电池），CDS（充电测试系统）以及自动化测试系统（HiL），环境仓（模拟DUT的环境温度和湿度），DUT conditioning Unit（如果DUT是液冷，那么就控制DUT的流量和温度）。
测试台架的系统框图如下：交流模拟器为了对On Board Charger功能进行测试，Scienlab提供了一个高灵活性的高动态高功率双向的交流模拟器SL480/32/22ACE1C，可以作为电网模拟器，也可以模拟充电。
除了交流输出外，还可以直流输出。
HiL与模拟器之间的通信是通过实施车载以太网连接实现的。
电池模拟器电池模拟器模拟各种电池、能量存储设备和高压直流母线上的电子负载的电气特性。
电池模拟器的输出电压和电流的变化具有出色的动态特性。
电池模型是在电池模拟器内实现的。
模型类型、相关参数和安全限值都是由客户通过HiL定义的。
HiL与模拟器之间的通信是通过实施车载以太网连接实现的。
充电测试系统德国Scienlab 公司作为全球领先的汽车电力电子测试方案提供商，为了满足客户对新能源车充电过程的功能性、符合规范性及互操作性测试的要求，开发了ChargingDiscoverySystem（CDS）系统，其便携式的设计方便客户在实验室或者用户现场进行测试。
Scienlab 充电过程测试系统基本构成如下图所示：基于这种系统架构，CDS可以方便的连接于EV和EVSE之间，进行充电过程的功能性、符合规范性及互操作性测试。
充电过程中的所有高压量都可以通过CDS进行测量，所有的通信信号同样可以以同一时间戳进行测试量或模拟。
由于系统内置的不同充电通信标准及接口适配器配置，CDS可以完成对充电设备（EVSE）和车辆（EV）的充电过程测试。
环境模拟如果用户需要对环境的模拟，Scienlab可以在Power-HiL测试台架中提供和集成各种类型的环境仓。
发动机ECU 硬件在环(HIL)测试方案
发动机ECU硬件在环(HIL)测试解决方案一、 方案概述1.1 HIL测试系统概述随着汽车电子技术的不断革新和迅速发展，汽车电控单元数量的不断增加，汽车电子产品和技术在各种车型中得到了越来越多的应用，其中，汽车电子系统成本约占到整车的30%，而汽车故障的产生多发生在汽车电子系统，因此，从安全性、可行性和成本上考虑，硬件在回路(HIL)测试已经成为电控系统开发和应用中非常重要的一环，减少实车路试，缩短开发时间并降低成本的同时提高电控系统的软件质量，降低电控系统开发和应用的风险。
HIL(Hardware‐in‐the‐Loop)硬件在回路测试系统是以实时处理器中运行的实体仿真模型来模拟受控对象的运行状态，通过I/O接口与被测电控系统连接，对被测ECU进行全方面的、系统的测试。
系统原理如图1.1中所示。
图1.1 HIL测试系统原理HIL测试系统的特点：●模拟被控对象的各种工况，包括极限工况；●模拟复杂的故障模式，快速复现故障模式；●将部分测试过程从传统试验台架中分离；●自动化测试并生成测试报告，缩短测试周期；●易于维护和扩展测试能力。
1.2SimCar硬件在环测试系统简介SimCar硬件在环(HIL)测试系统是用于测试电控单元功能、系统集成和通信的一套完整的硬件在环仿真测试设备，可用于汽车、航空、兵器、工程机械等领域。
基于SimCar硬件在环测试系统针对用户的被控对象进行建模仿真，并将其运行于跟控制器闭环工作的实时系统中，实现对汽车电控单元的复杂测试。
SimCar硬件在环仿真系统主要由三部分组成：仿真硬件平台、试验管理软件及车辆实时仿真模型。
系统组成示意图如图1.2中所示：图1.2 SimCar测试系统组成SimCar支持的电控单元硬件在环测试：发动机ECU；自动变速器TCU；混合动力整车控制器HCU；纯电动汽车VCU；蓄电池管理系统BMS；汽车防抱死制动系统ABS；车身控制器BCM；二、 基于SimCar的发动机ECU测试解决方案2.1 发动机ECU测试系统原理如图2.1发动机ECU测试系统原理中所示，在试验定义中，上位机试验管理软件运行于PC机环境中，通过PC机通信口与SimCar实时仿真平台通信，汽车实时仿真模型运行在仿真平台的实时处理器中，运行于处理器中的模型I/O通过仿真平台中的集成的信号调理、负载仿真及功率驱动等硬件与实际的发动机ECU构成闭环连接，实现发动机ECU的系统测试。
逆变器测试解决方案
逆变器测试解决方案
逆变器测试解决方案是由群菱公司专业生产，具有完全自主知识产权核心技术，各产品技术参数和性能均达了国际领先或国际先进水平，满足逆变器出厂检验、满足逆变器第三方实验室认证与鉴定检测，满足行业标准NB/T32004-2013《光伏发电专用逆变器技术规范》与金太阳认证标准CNCA/CTS 0004-2009A《并网光伏逆变器技术条件试验方法》的检测要求，参照行业标准《光伏发电站逆变器效率检测技术要求》，配备全自动测试软件。
根据功率不同，主要产品有：
1、10KW逆变器测试解决方案：参照标准《微型逆变器技术要求和测试方法》，满足从10W至10KW逆变器电性能全自动检测；
2、30KW逆变器测试解决方案：满足单相/三相逆变器认证检测、出厂检验；批量快速实施出厂检验，为产品质量保驾护航；
3、100KW逆变器测试解决方案：满足逆变器电气性能的全自动检测，高效率、高精度；
4、250KW逆变器测试解决方案：满足权威机构鉴定检测要求，满足功率250KW以下三相逆变器认证检测、出厂检验；
5、630KW逆变器测试解决方案：已成功应用于安徽颐和、中电普瑞、许继电源等厂商；
6、1000KW逆变器测试解决方案：已经成功应用于中国电力科学研究院等第三方权威检测机构，为光伏并网逆变器严格入网检测提供技术保障；
7、1500KW逆变器测试解决方案：需要定制，已经成功应用于中国科学研究院电工所保定试验基地，国家863计划重点项目，目前
运行良好，欢迎参观考察！。
光伏逆变器测试方法
光伏逆变器测试方法测试端子说明：逆变器的保护动作的信号主要是看逆变器的GB信号以及运转继电器信号。
具体项目的保护动作的要求其中哪个信号，请查看下表1。
GB：在9脚和10脚间串接一电阻，观察电阻两端电压波形，RY：在1脚和2脚间串接一电阻，给2脚一5V电压，观察电阻两端的电压波形。
表11模拟测试测试说明：a.由于逆变器并网工作时，以下项目无法进行实际测试，而在内部信号检测端施加等效信号进行模拟测试。
b.进行模拟测试之前，需把电感L2和L3的2脚从PCB上断开，如下图：图31.1 交流过电流测试测试方法：图4 交流过电流测试图a.按图3、4连接线路；b.把控制面板上的AC_I的端子拔掉，在AC_I的端子的2、4脚加入对应等效电流的交流电压信号。
如图4。
电流等效电压的关系：5A=1V。
交流过电流整定值24A对应的等效交流电压为4.8Vrms.c.电网频率为50Hz，加入对应频率的交流电压信号，从整定值的90%缓慢（0.1V 步长）增加到过流保护点，记录此时电压V1，换算成电流值；d.交流电压信号跳变：从0V开始跳变到V1+0.2，从0V开始跳变到过流保护整定值的110%，从0V开始跳变到过流保护整定值的150%，分别测量保护动作的时间；e.电网的频率设为60Hz，重复c～d步骤；判定标准：1、交流过流，保护装置能正常动作（查看GB信号变为高电平）,并且LED屏上显示故障一致；2、保护点在保护整定值的5%内，整定值最大不超过150%；3、保护动作时间在0.5秒以内。
1.2 直流过欠压保护测试方法：图5 直流过欠压测试图a.按图3、5接线路；b.把控制面板上的Solar_Vdc端子拔掉，从PV-OV/UV端子外加直流电压信号，1脚为正，2脚为负。
直流信号与实际直流电压关系：模拟信号1V=实际电压122.67V；c.电网频率为50Hz，直流电压从保护整定值的90%缓慢（0.01V步长）增加到保护点，记录保护点的电压值V1，换算成实际电压值；d.直流电压过压跳变：从额定电压开始跳变增加到保护点电压V1+0.01，从额定电压开始跳变增加到保护整定值的110%，从额定电压开始跳变增加到保护整定值的150%，分别测试量保护动作时间；e.直流电压从保护整定值的110%缓慢下降（0.01V步长）到保护装置动作为止，测量直流电压值V2；f.直流电压欠压跳变：从额定电压开始跳变下降到保护点电压V2-0.01，从额定电压开始跳变下降到保护整定值的90%，从额定电压开始跳变下降到保护整定值的80%，测试量保护动作时间；g.电网频率设为60Hz，重复c～f步骤。
新能源电控系统HIL测试解决方案
概述
恒润科技基于HIRAIN TESTBASE-VVE(Virtual Vehicle Engineering)系统开发的新能源电控测试平台，可为新能源电控系统HIL测试提供功能丰富和完善的解决方案，该平台已在纯电动和混合动力汽车等新能源车辆积累了众多测试案例。
• VCU独立测试
• BMS独立测试
• MCU独立测试
•多ECU集成测试
• ECU接口测试
•故障诊断测试
•网络通讯测试
•算法功能验证
BMS HIL测试解决方案
电池系统特殊信号仿真板
高阶电池仿真模型
•电芯模拟
•高压模拟
•电流模拟
•温度模拟
•均衡测试
•绝缘监测
• SOC估计
•直流充电
•交流充电
•高压安全
MCU HIL测试解决方案
高速旋变信号仿真
高速三相电流仿真
• FPGA仿真•μs级步长• DQ模型•有限元模型• IGBT模型•旋变模拟•相电流模拟•缺相故障•相间短路•扭矩环验证•转速环验证。
HIL测试系统方案
被控对象实时仿真模型 配套的试验和测试软件 工程服务
系统集成的工程服务（界面、信号列表、线束制作、 自动测试等）
测试用例和自动测试库开发
HIL系统组成
CAN, LIN 9功能日益复杂——单个动力系统的控制软件超过2万行的代码 9 与供应商共同进行研发——责任的分担
HIL测试需求
汽车故障分布
电子电气系统
点火系统 * 发动机
散热器/冷却系统 车轮或轮胎 燃油系统 喷射系统 *
齿轮/变速箱 底盘 * 其他
32.1%
14.0%
11.7%
8.2%
7.0%
ECU测试
ECU 功能测试
测试单个ECU 软件集成测试 验收和发布测试
测试ECU网络 测试分布式功能 测试网络系统
• 功能设计 • 控制策略 • 诊断程序 • ECU开发
• 全部的运行范围 • 临界的运行状态 • 诊断功能 • 基于试验驾驶的测量数据 • Residual bus 仿真
• “相互作用” • 总线的行为 • 网络管理 • 功率消耗 • 集成测试
9政府法规的日益严格(降低
排放)
Code M e m o ry [KByte ]
600 500 400 300 200 100
0 1985
1990
1995
2000
2005
背景一整车测试所面临的挑战
9 如何测试复杂的整车网络
日益增加的ECU数量： 20～50 复杂的网络拓补结构：CAN ，LIN ，MOST……
试验 管理软件
逆变器测试方案
逆变器测试方案1. 引言逆变器是一种将直流（DC）电能转换为交流（AC）电能的装置，被广泛应用于太阳能发电、风能发电等可再生能源系统中。
逆变器的性能稳定性和可靠性对于电力系统的运行至关重要。
因此，对逆变器进行测试和评估是确保其正常运行的必要步骤。
本文将介绍一种逆变器测试方案，该方案可以用于评估逆变器的性能指标，包括转换效率、谐波失真、响应时间等。
通过测试可以确认逆变器的设计是否满足要求，并提供改进和优化的建议。
2. 测试目标逆变器测试的主要目标是评估其性能和功能是否符合设计要求。
具体目标如下：•测量逆变器的转换效率，以验证其能够有效地将直流电能转换为交流电能；•测量逆变器的谐波失真水平，以确保输出的交流电能符合国际标准；•测试逆变器的响应时间和稳定性，以验证其能够适应不同的负载和电网条件。
3. 测试方法以下是逆变器测试方案中的几个关键测试方法：3.1 转换效率测试转换效率是评估逆变器性能的重要指标之一。
测试流程如下：1.将逆变器连接到直流电源，并设置适当的直流电压和电流；2.连接交流负载到逆变器的输出端口；3.测量输入和输出电流、电压，并计算转换效率；4.重复测试过程，以获取一系列数据点。
3.2 谐波失真测试谐波失真是逆变器输出的交流电能中谐波成分的程度。
测试流程如下：1.将逆变器连接到交流负载，并设置适当的输入电压和负载电流；2.使用频谱分析仪测量逆变器的输出电压波形，并计算谐波失真；3.比较测试结果与国际标准，评估逆变器的谐波失真水平。
3.3 响应时间和稳定性测试逆变器的响应时间和稳定性对于应对电网的变化和负载扰动至关重要。
测试流程如下：1.在逆变器的输入端引入电网模拟器，并设置不同的电压和频率；2.监测逆变器的输出电压和频率的响应速度和稳定性；3.分析监测结果，并评估逆变器的响应时间和稳定性。
4. 测试设备逆变器测试需要用到以下设备：•直流电源：用于提供逆变器的直流电源；•频谱分析仪：用于测量逆变器的输出电压波形和谐波失真；•电网模拟器：用于模拟电网的变化和负载扰动。
基于hil的车用电机控制器故障保护策略测试
coniol system fault protection strateey and its hardware-in-the-loop
(HIL) test scheme were introduced. Combined with the dSPACE sirnulation system, a sianaWWvel HIL sirnulation test
' (MCU)以及底盘系统组成 3( &电机作为
源，
控制系统是整车的核心。电机控制系统结构如
图1所示。
图1电机控制系统结构
整个系统由电源、电机控制器和电机3大部
分组成。电源主要指高压电源，即
电池。电
机一般使用永磁同步电机,并集成温度传感器和
置传感器。电机控制器包括控制部分和驱动部
分:控制部分主要实现软件控制策略,是控制器的
的核心部分,决定了不同故障下的
处理
，
对整车性能及
到关键作用&针对不同故障
,以及故障的处理方式和清除条件不同，主要
归类为报警、降率、停机3个另IJ&严重故障一
般需要重新对控制器进行复位才可清除，电机控
制器故障保护策略
1所示。
电机控制器需要实时监测电机位置、电流、电
压、温度等&当
高压故障,如过压、欠压、过流
Fault Protection Strategy Test of Vehicle Motor Controller Based on HIL
TIAN Xin， LIU Quanzhou， YAN Jianghua， LIU Tieshan [CATARC ( Tianjin) Automotive Engineering Research Institute Co., Ltd.，Tianjin 300130，China]
最新新能源汽车电机逆变器Power-HiL测试方案
新能源汽车电机逆变器Power HiL测试方案新能源汽车电驱动系统的开发对业界来说是一个新的挑战，因为以往在传统的驱动系统开发上积累的测试规范和测试循环的相关经验并不能直接套用，并且需要新的流程。
这是因为高电压部件的出现以及其要遵从国内和国际法规（比如ECE-R 100）和标准（比如 IEC 61851）。
汽车E/E 系统必须同时具备实用、耐久、安全、紧凑、轻量化以及高效的功率和低成本这些特点。
这些要求施加了高复杂性，尤其在系统级别上。
随着测试技术的进步，Power-HiL的出现电子部件的LV-HiL及网络测试的之间的空缺。
Power-HiL方法能够进行控制接口的仿真，和高电压、高电流、高功率的仿真，这些是与实际应用情况精确吻合的，并且是可以复现的。
任何现实中缺失的部件都可以使用各种高电压的模拟器代替。
它们能够按照特定模型、系统特定硬件和实际工作点，来生成相应的电压和电流。
特别地，这种Power-HiL 的方法能够使得部件在不影响其他部件的情况下一直工作在特定工作点下。
德国Scienlab能够实现对电驱动系统从各模块到整个系统的递进式测试，而且是全电气化的功率级仿真测试。
在过去的几年中，Scienlab的Power-HiL 测试环境成为了测试电力电子车辆部件系统的非常成功的产品。
典型的应用领域包括能量存储、逆变器、充电技术以及车载电气系统和动力传动系统。
系统组成：针对新能源汽车电机逆变器的实际特点和工作需求，Scienlab逆变器提供一个优化的测试方案，通过高品质的电机模拟器及电池模拟器仿真逆变器实际的交流和直流工作环境，对逆变器的软件和硬件进行功率级的测试，同时作为一个开放的平台，支持汽车行业主流的HiL系统（如dSPACE、ETAS、MicroNova等），支持主流的环境温仓。
为了保护被测的逆变器、测试台架以及人员安全，Scienlab 还有专门的独立的安全保护系统来确保安全。
一、电机模拟器电机模拟器可以模拟三相电机的电气特性，因而可以在没有真实电机的情况下对牵引逆变器进行操作和测试。
电机控制单元HIL测试解决方案
电机控制单元HIL测试解决方案1、概述随着混合动力以及纯电动汽车的不断发展，电机控制策略的复杂性和可靠性日益提升。
整车厂以及供应商对电机控制器的开发环境的需求也在增长。
恒润科技提供了电机控制器测试的整体解决方案，可让工程师在无电机以及测功机系统的环境下，完成对电机控制功能的验证。
电机控制器在研发过程中涉及到控制功能测试、故障注入、CAN 通信等, 借助HIL 测试技术，可以克服传统测试方法所带来的价格昂贵、维护密集、动态效应有限等缺陷。
从而全面提升电机控制器的研发和设计水平。
2、解决方案恒润科技提供基于TestBase 的MCUHIL 测试解决方案，该系统方案主要包括以下部分：HIL 硬件系统：由NI-RT 控制器、FlexRIO 板卡、电机仿真适配板卡、CAN通讯板卡、电阻仿真卡、车载电源模拟器、故障注入卡和信号调理板卡等组成; 模型：电机模型和车辆动力学模型;软件：试验管理软件、故障注入软件、自动测试软件;被测MCU：为拆除IGBT 部分功率器件的电机控制板。
如下图所示为MCUHIL 测试系统的结构图，该测试系统已成功应用于多个OEM 的新能源汽车MCU HIL 项目。
图2-1 电机仿真HIL 系统结构图该测试系统具备以下特性：应用领域电机及IGBT 的模拟;电机控制功能测试(启动，转速，扭矩闭环，发电，弱磁);故障仿真和测试(如LOS/DOS/LOT、缺相、IGBT 短路断路等);各运行工况下的控制器功能确认;整车网络功能测试验证。
功能特点基于FPGA 的高速仿真，模型仿真速度≤2us;高速模拟电机所需的旋变、三相电流、采集电机高频控制信号;详细IGBT 仿真模型，可以模拟IGBT 各种电气故障;支持多种电机类型;支持读入RTT 格式电机数据，用户可以定制电机模型;电机模型本身支持基于真实逆变器总成的HIL 测试;电机模型参数基于FEA 计算，如下图所示;图2-2 基于JMAG-RT 电机FEM 计算结果能准确模拟电机参数随电磁场饱和特性的变化情况;能够更加精准仿真电机的电流、电压、扭矩和功率等特性;支持电动模式和发电模式。
HIL测试在新能源汽车试验问题解决中的应用1王涛
HIL测试在新能源汽车试验问题解决中的应用 1王涛发布时间：2021-08-26T09:02:56.222Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者： 1王涛 2王彦伟[导读] 近年来，随着人们生活水平的提高，汽车需求量逐年增加。
1身份证号码：22242419921011XXXX；2身份证号码： 22028119910713XXXX摘要：近年来，随着人们生活水平的提高，汽车需求量逐年增加。
国家对节能减排的重视，使得新能源汽车的普及率上升，减少了能源消耗，有利于推进我国的可持续发展。
为保证新能源汽车的总体质量，往往应用HIL测试来及时发现新能源汽车中存在的各种问题，这种测试手段能够及时快速地进行汽车故障问题的分析，其测试更为可靠，有利于解决新能源汽车存在的各种问题。
基于此，本文分析了HIL测试在新能源汽车试验问题解决中的有效应用，有利于提升汽车的整体性能。
关键词：新能源汽车；HIL测试；试验问题；应用HIL测试是新能源汽车试验的主要手段，该测试在应用中能够及时根据测试结果来反映汽车中存在的各种设计问题等，经过对测试结果的分析，有关人员可以充分对该汽车试验中的各种问题加以解决，实现相关参数的调整等，提高新能源汽车的安全性。
1.HIL测试系统的总体架构设计以某新能源汽车为例，在应用HIL测试解决汽车试验中出现的问题时，HIL测试系统的总体架构极为复杂。
比如，以测试系统的电控单元为例，其主要包含了发动机电控单元、自动变速器控制单元、车身稳定控制单元、启动控制单元等。
在应用HIL测试系统进行测试与故障解决时，主要包含了对系统功能策略的验证测试、网络通信系统的故障注入与处理测试、系统故障注入测试与诊断测试。
1.1测试系统的硬件组成在对新能源汽车应用HIL测试系统进行测试时，其测试需要对车辆的动力传动系统、底盘控制系统与车身控制系统加以测试，以dsPACE实时仿真系统为基础，建立完善的测试系统平台，在该平台内，主要包含了以下内容：（1）硬件仿真系统，以HIL机柜与测试台架为主；（2）ASM整车模型系统，主要是模型参数化与整车模型；（3）软件控制系统，该系统是主要的控制系统，其中往往包含了测试管理平台与自动化测试平台，在这些平台中，有关的人员可以进行各项测试命令的发出与处理等。
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新能源汽车电机逆变器Power HiL测试方案
新能源汽车电驱动系统的开发对业界来说是一个新的挑战，因为以往在传统的驱动系统开发上积累的测试规范和测试循环的相关经验并不能直接套用，并且需要新的流程。
这是因为高电压部件的出现以及其要遵从国内和国际法规（比如ECE-R 100）和标准（比如 IEC 61851）。
汽车E/E 系统必须同时具备实用、耐久、安全、紧凑、轻量化以及高效的功率和低成本这些特点。
这些要求施加了高复杂性，尤其在系统级别上。
随着测试技术的进步，Power-HiL的出现电子部件的LV-HiL及网络测试的之间的空缺。
Power-HiL方法能够进行控制接口的仿真，和高电压、高电流、高功率的仿真，这些是与实际应用情况精确吻合的，并且是可以复现的。
任何现实中缺失的部件都可以使用各种高电压的模拟器代替。
它们能够按照特定模型、系统特定硬件和实际工作点，来生成相应的电压和电流。
特别地，这种Power-HiL 的方法能够使得部件在不影响其他部件的情况下一直工作在特定工作点下。
德国Scienlab能够实现对电驱动系统从各模块到整个系统的递进式测试，而且是全电气化的功率级仿真测试。
在过去的几年中，Scienlab的Power-HiL 测试环境成为了测试电力电子车辆部件系统的非常成功的产品。
典型的应用领域包括能量存储、逆变器、充电技术以及车载电气系统和动力传动系统。
系统组成：
针对新能源汽车电机逆变器的实际特点和工作需求，Scienlab逆变器提供一个优化的测试方案，通过高品质的电机模拟器及电池模拟器仿真逆变器实际的交流和直流工作环境，对逆变器的软件和硬件进行功率级的测试，同时作为一个开放的平台，支持汽车行业主流的HiL系统（如dSPACE、ETAS、MicroNova等），支持主流的环境温仓。
为了保护被测的逆变器、测试台架以及人员安全，Scienlab 还有专门的独立的安全保护系统来确保安全。
一、电机模拟器
电机模拟器可以模拟三相电机的电气特性，因而可以在没有真实电机的情况下对牵引逆变器进行操作和测试。
电机模拟器可以工作在速度模式及负载转矩模式下。
Scienlab基本款的测试台架提供了一个180KW功率的电池模拟器和150KW 功率的电机模拟器。
电池模拟器的功率可以翻倍到360KW，电机模拟器的功率可以翻倍到300KW。
所有的参数值都是连续的功率值。
电机模型是在电机模拟器内部实现的。
电机模拟器是四象限系统，可以模拟电机在正转或者反转时的正向工作或者反向工作。
可以模拟永磁同步电机（PMSM）、异步电机（ASM）、开关磁阻电机等汽车常用电机。
电机模拟器还包含了一个用于模拟转子位置传感器的传感器模拟器以及电机温度的模拟。
电机的类型、模型参数、安全限值、以及传感器模拟器的类型及参数，都可以由客户通过HiL来定义，也可借助触摸面板实现本地控制。
故障模拟：
如果逆变器内部或者电机、电池发生故障，逆变器必须正确地作出反应。
这种反应必须是可以测试的，因此测试台架必须允许在试验装置中进行故障注入。
Scienlab的测试台架可以模拟多种故障状况。
故障可以通过参数进行激活和调整。
包括电机三相线的断路和短路、电机温度、电机堵转、电流和转矩超限、转速超限、传感器故障、电机阻抗变化、退磁、机械故障等。
在进行故障模拟时，模拟器的电流、电压等限值始终是激活的，因此就能在超限时，保障测试台架安全。
二、电池模拟器
电池模拟器模拟各种电池、能量存储设备和高压直流母线上的电子负载的电
气特性，对于高质量的逆变器测试而言，是必不可少的部分。
Scienlab电池模拟器的输出电压和电流的变化具有出色的动态特性，这样就可以在随着直流负载变化而转换的真实直流电压下进行逆变器的测试。
电池模型是在电池模拟器内实现的。
模型类型、相关参数和安全限值都是由客户通过HiL定义的，也可借助触摸面板实现本地控制。
电池模拟器可以工作在恒定电压、恒定电流、恒定功率等不同的模式下。
三、环境模拟
如果用户需要对环境的模拟，Scienlab可以在Power-HiL测试台架中提供和集成各种类型的温度和环境仓。
逆变器冷却和调节都是由环境仓来实现的。
如果不要求环境模拟，Scienlab提供了一个测试台，可以方便安全地适用于任意高电压部件。
这个测试台的搭建在EMC兼容性方面是非常理想的。
它提供了所有必需的高压和低压接口，以及冷却相关的联接。
它的设计确保了可以快速地更换不同的被测对象。
门磁开关和锁止机构确保提供必需的安全性。
测量传感器可以直接集成在测试台中。
根据测试用例的要求，温度和环境可以分别控制。
这些也包括与所有HiL 部件的连接工作。
交流和直流电源的所有电器连接器，以及传感器/通信信号、低压温度信号和冷却水源都是在环境仓或者EUT rack内与逆变器进行连接的。
因此更换不同的逆变器测试时，只需要费很少的力气进行安装。
四、测试设备
电机模拟器及电池模拟器都将内部的测试数据提供给通信接口。
电池模拟器的内部测量是特别精确的，因此不需要外部的测量设备。
电机模拟器端的功率测试需要使用外部的测量系统。
Scienlab也可以根据需要提供合适的测量系统。
五、安全设备
Scienlab提供一个独立的台架保护系统负责安全性。
需要基于风险分析定义安全矩阵，比如环境仓的门必须先闭合，然后高电压信号才被允许闭合。
通过独立的安全PLC进行实施。
与防火警报、商业楼宇控制等有接口。
主动安全特性来保护各种风险情况。