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新能源汽車電控開發及仿真測試實驗室

在新能源汽車電控系統的開發過程中，快速開發平臺和仿真測試系統是最關鍵的兩個工具，可用于提高開發效率和產品質量，縮短開發周期。

D2P和MMC開發平臺，可以實現新能源汽車三電控制器VCU、BMS及MCU控制策略的快速開發和驗證。

VCU/BMS/MCU HiL仿真測試系統，可以實現VCU、BMS及MCU控制策略的閉環仿真測試驗證。

1.D2P開發平臺

D2P開發平臺可以用于VCU、BMS主控板及燃料電池控制器（FCU）的控制策略開發及批量裝車。

D2P開發平臺采用美國WOODWARD公司MotoHawk Control Solutions（簡稱MCS）解決方案，基于模型化的控制策略開發環境，汽車產品級標準硬件，可實現控制策略開發、接口硬件配置、系統標定、樣車調試、批量裝車等功能。

D2P開發平臺框架示意圖

產品特點：

• 源自美國WOODWARD公司成熟的MotoTron MCS產品系列；

• 可用于VCU、BMS主控板及FCU等多種控制器的快速開發平臺及量產裝車控制器；

• 歐美專業供應商（Continental/Visteon）的汽車產品級硬件平臺，成熟穩定；

• 基于模型化的控制策略開發環境，一鍵自動代碼生成；

• 成熟的底層模塊庫，模塊化調用，市場應用超過10年；

• 支持CCP標準，與主流標定軟件INCA, VISION, CANape無縫連接；

• 開發、樣車和批量使用統一的軟硬件開發平臺，縮短研發周期；

• 軟硬件不互相綁定，可一套軟件多套硬件；

• 國內外汽車行業多領域廣泛應用。

  
  

2.MMC開發平臺

意昂神州聯合美國RMS 公司，為國內外廠家提供完善的電機控制算法( 功率級) 快速原型開發平臺，實現從研發至樣車生產的一體化解決方案- D2P(From Development to Production)。電機控制D2P 一體化解決方案的核心是基于模型的電機算法控制技術—MMC　(Model-based Motor Control)。

MMC 產品主要由電機控制器硬件及軟件開發包組成，軟件開發包是運行在行業通用建模環境下，且基于成熟的批產控制器硬件平臺。客戶可以通過基于模型的開發環境，結合自主的電機控制算法，實現算法設計 - 模型搭建 - 代碼生成 -硬件調試 - 產品定型，大大縮短了產品的開發周期。

MMC平臺組成

MMC平臺軟件工具包界面

3.HiL仿真測試系統

HiL（Hardware-in-the-Loop，硬件在環）仿真測試系統，主要用于對新能源汽車控制器進行全面深入的功能測試、故障測試及極限工況測試，并輔助工程師對測試結果分析驗證、故障再現，從而提高測試驗證及分析的手段。

意昂神州基于多年汽車測控領域積累的工程經驗，為國內汽車行業客戶提供靈活、開放、高效、專業的新能源汽車控制器HiL仿真測試系統，該測試系統采用成熟可靠的硬件在環測試架構，基于業內著名的NI PXI開放式的硬件平臺，采用專業的實驗管理軟件，基于通用行業軟件開發的實時仿真模型，針對新能源汽車控制系統，完全滿足控制器的HiL測試要求，可以根據客戶的測試需求進行最優化的系統定制。

HiL測試系統參考效果圖

系統架構:

HiL測試系統整體架構主要包含三層內容，第一層次為HiL測試系統軟硬件架構；第二層次為HiL測試系統開發；第三層次為HiL測試。

HiL測試系統架構示意圖

系統特點:

• 系統核心板卡全部采用美國NI 成熟硬件，在自動化測試領域被廣泛應用，產品質量可靠、穩定；

• 系統采用標準PXI模塊化硬件開放平臺，集成度高、兼容性好，易于擴展；

• 基于配置的專業實驗管理軟件，無需編程知識，用戶可以快速搭建測試環境；

• 支持多領域仿真軟件模型的導入及實時在線參數修改。

  
  

3-1 VCU HiL 仿真測試系統

VCU HiL系統用于VCU控制功能的全面測試。VCU HiL系統實時運行整車仿真模型，并通過接口板卡連接VCU控制器，模擬VCU在不同工作條件下的工作環境，實現VCU控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

VCU HiL測試系統效果圖

3-2 BMS HiL 仿真測試系統

BMS HiL測試系統用于新能源汽車電池管理系統（BMS）控制功能的測試。BMS HiL測試系統實時運行電池模型和整車模型，并通過接口板卡連接BMS控制器，模擬BMS在不同工作條件下的工作環境，實現BMS控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

BMS 系統一般包括主板BCU、從板BMU及高壓采集模塊三部分，BMS HiL系統支持對三部分進行單獨測試和聯合測試。

BMS HiL測試系統效果圖

3-3 MCU HiL 仿真測試系統

MCU HiL測試系統用于MCU控制功能的全面測試。MCU HiL測試系統實時運行電機仿真模型，并通過接口板卡連接MCU主控板，模擬MCU在不同工作條件下的工作環境，實現MCU控制功能驗證、故障診斷功能驗證及極限工況驗證。

MCU HiL系統效果圖

主要功能：

• MCU HiL系統主要功能如下：

• 高速模擬MCU主控板所需的旋變信號、激勵信號、脈寬調制信號，采集MCU輸出的高頻控制信號；

• 電機模型參數基于FEA計算，精度高，可以充分體現電機的非線性；

• 能夠準確模擬電機參數隨電磁場飽和特性的變化；

• 可以對復雜的非理想性的電機行為進行仿真，如高電流時電機電感的變化，高電流對電機產生轉矩的影響；

• 基于FPGA的高速仿真，最小仿真步長可以達到2微秒。