一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)。所述硬件聯(lián)合在環(huán)仿真測試系統(tǒng)包括硬件聯(lián)合在環(huán)仿真單元、三大控制器控制單元、標(biāo)定測量設(shè)備和測試PC上位機，所述測試PC上位機通過網(wǎng)線連接至硬件聯(lián)合在環(huán)仿真單元。在裝車前使用該系統(tǒng)對不僅可以對來自不同廠家的控制器單元進行聯(lián)合工況測試，發(fā)現(xiàn)各控制器單元之間的通信、交互功能銜接等問題，也可以在裝車前對各控制器單元的標(biāo)定參數(shù)進行預(yù)標(biāo)定?？s短了裝車、路試時間，并將多控制器協(xié)同工作方面存在的問題發(fā)現(xiàn)時間提前了一個開發(fā)階段，使問題解決的難度大大降低，節(jié)約了大量的人力和時間成本。
【專利說明】 一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，具涉及一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。由于對環(huán)境影響相對傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，是新能源車輛的主力推薦車型。按照動力來源不同，電動汽車又分為混合動力汽車和純電動汽車。隨著新能源電動汽車的快速發(fā)展，對其核心電控單元的功能、可靠性要求也越來越高。其中，整車控制器VCU、電機控制器MCU、電池管理系統(tǒng)BMS是純電動汽車的三大控制器控制單元，屬于核心電控單元中最重要的部分。三大控制器控制單元控制著車輛動力電機、動力電池及高底壓附件，擔(dān)負著正常的功能控制、故障監(jiān)控和處理，對于保證車輛安全運行起著決定性作用。因此，在裝車前對三大控制器控制單元進行單個或?qū)嵱霉δ軠y試是非常有必要的。這樣不僅可以對來自不同廠家的控制器單元進行實用工況測試，發(fā)現(xiàn)各控制器單元之間的通信、交互功能銜接等問題，也可以在裝車前對各控制器單元的標(biāo)定參數(shù)進行預(yù)標(biāo)定?？s短了裝車、路試時間，并將多控制器協(xié)同工作方面存在的問題發(fā)現(xiàn)時間提前了一個開發(fā)階段，使問題解決的難度大大降低，節(jié)約了大量的人力和時間成本。
[0003]目前對電動汽車三大控制器控制單元的實用實驗室測試主要是由整車廠進行的。由于多控制器的測試非常復(fù)雜，出現(xiàn)問題需要花費很多時間來定位問題。各控制器的不同廠家有時也會將難以定位的問題推來推去。如果能將多控制器單元的實用測試通過方便的設(shè)置將一個或兩個真實控制器臨時排除掉，其空缺的邏輯和接口以簡單的Matlab仿真模型實現(xiàn)，這對定位問題，靈活安排啟動多控制器單元的實用測試，縮短開發(fā)周期很有益。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種純電動車輛三大控制器實用硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)和工作方式存在的上述不足。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，包括硬件在環(huán)仿真單元1、三大控制器控制單元2、標(biāo)定測量設(shè)備3和測試PC上位機4，其特征在于所述測試PC上位機4通過網(wǎng)線連接硬件在環(huán)仿真單元I ;
[0007]所述三大控制器控制單元2連接標(biāo)定測量設(shè)備3，所述標(biāo)定測量設(shè)備3通過USB連接測試PC上位機4 ;所述硬件在環(huán)仿真單元I包括可編程程控電源5、實時控制下位機6、總線通信板卡7、數(shù)模轉(zhuǎn)換板卡8、模數(shù)轉(zhuǎn)換板卡9、PWM發(fā)生和測量板卡10、數(shù)字I/O板卡
11、溫度仿真板卡12、故障模擬仿真板卡13、電動機專用仿真板卡15、虛擬仿真模型14、斷接盒16。
[0008]本實用新型的有益效果為:由于可以方便的設(shè)置進行兩個或單個控制器的測試，這一點對于迅速定位多控制器聯(lián)合測試的問題所在有很大的益處。在裝車前使用該系統(tǒng)對不僅可以對單個控制器進行全面的功能測試，還可以對來自不同廠家的全部三個控制器單元進行實用工況測試，發(fā)現(xiàn)各控制器單元間的通信、交互功能銜接等問題，也可以在裝車前對各控制器單元的標(biāo)定參數(shù)進行預(yù)標(biāo)定?？s短了裝車、路試時間，并將多控制器協(xié)同工作方面存在的問題發(fā)現(xiàn)時間提前了一個開發(fā)階段，使問題解決的難度大大降低，節(jié)約了大量的人力和時間成本。同時由于可以方便的設(shè)置進行兩個或單個控制器的測試，這一點對于迅速定位多控制器聯(lián)合測試的問題所在有很大的益處。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。下面根據(jù)附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0010]圖1是本實用新型實施例所述的一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2新型實施例所述的一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)的虛擬仿真模型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0012]各圖中:
[0013]
I為硬件在環(huán)仿真單元；2為三大控制器控制單元；
3為標(biāo)定測量設(shè)備;4為測試PC上位機；
5為程控電源；6為實時控制下位機；
7為總線通信板卡;8為數(shù)模轉(zhuǎn)換板卡；
9為模數(shù)轉(zhuǎn)換板卡;10為PWM發(fā)生和測量板卡；
11為數(shù)字I/o板卡；12為溫度仿真板卡；
13為故障模擬仿真板卡；14為虛擬仿真模型;
15為電動機專用仿真板卡;16為斷接盒;
17為車輛模型；18為駕駛員模型；
19為汽車動力學(xué)模型；20為電動機模型；
21為電池模型;22為交直流充電機模型;
23為VCU模型;24為MCU模型;
25為BMS模型；

【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚為完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015]本實用新型實施例提供一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，能夠方便的進行控制器單個測試或聯(lián)合測試。以下分別進行詳細說明:
[0016]如圖1所示，本實用新型實施例所述的一種純電動車輛在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，包括硬件在環(huán)仿真單元1、三大控制器控制單元2、標(biāo)定測量設(shè)備3和測試PC上位機4，測試PC上位機4通過網(wǎng)線連接硬件在環(huán)仿真單元1，三大控制器控制單元2連接標(biāo)定測量設(shè)備3，標(biāo)定測量設(shè)備3通過USB連接測試PC上位機4，硬件在環(huán)仿真單元I包括程控電源5、實時控制下位機6、總線通信板卡7、數(shù)模轉(zhuǎn)換板卡8、模數(shù)轉(zhuǎn)換板卡9、PWM發(fā)生和測量板卡10、數(shù)字I/O板卡11、溫度仿真板卡12、故障模擬仿真板卡13、電動機專用仿真板卡15和虛擬仿真模型14，斷接盒16。所述總線通信板卡7是用來提供接收和發(fā)送CAN總線信息的通道。
[0017]系統(tǒng)專門為新能源純電動車輛三大控制器的實用硬件在環(huán)測試設(shè)計，考慮到新能源純電動車輛三大控制器單元2的輸入輸出信號特點及數(shù)量，將它們分類置于所述的總線通信板卡7、數(shù)模轉(zhuǎn)換板卡8、模數(shù)轉(zhuǎn)換板卡9、PWM發(fā)生和測量板卡10、數(shù)字I/O板卡11、溫度仿真板卡12、故障模擬仿真板卡13、電動機專用仿真板卡15、斷接盒16中。
[0018]如圖2所示，所述虛擬仿真模型包括了車輛模型17、駕駛員模型18、汽車動力學(xué)模型19、電動機模型20、電池模型21、交直流充電機模型22，所述虛擬仿真模型14是Matlab模型，通過輸入、輸出接口與各種板卡受三大控制器控制單元2控制，并將控制結(jié)果回饋至三大控制器控制單元2，組成聯(lián)合硬件在環(huán)系統(tǒng)。
[0019]所述硬件在環(huán)仿真單元I包括的所有組件，一方面用來對三大控制器控制單元2的輸出信號進行采集，所述三大控制器包括整車控制器VCU23、電機控制器MCU24、電池管理系統(tǒng)BMS25 ;所采集的信號有主正繼電器、主負繼電器、預(yù)充繼電器、直流充電繼電器、風(fēng)扇繼電器、加熱等繼電器的驅(qū)動信號、電動機IGBT驅(qū)動信號、IGBT使能信號,這些信號被米集后將作為虛擬仿真模型14的輸入；另一方面所述硬件在環(huán)仿真單元I包括的所有組件，將狀態(tài)信息分別回饋至三大控制器控制單元2的輸入信號，所述輸入信號有電流、電壓傳感器的采集信號，各種狀態(tài)反饋信號，充電機的激活和連接確認信號，交流充電控制確認CP檢測的PWM發(fā)生和測量信號，溫度采集信號、車輛狀態(tài)、電動機三相電流、機械角度等。
[0020]具體實施時，所述虛擬仿真模型14與硬件在環(huán)仿真單元I協(xié)同工作，將三大控制器控制單元2需要的電信號和總線信號發(fā)送給三大控制器控制單元2，同時測量三大控制器控制單元2輸出的電信號和總線信號，并將結(jié)果傳遞給下位機中的虛擬仿真模型14繼續(xù)處理，依據(jù)虛擬仿真模型14中的控制策略，虛擬仿真模型14的輸出經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換再回饋給三大控制器控制單元2，完成整個控制的回環(huán)，為三大控制器控制單元2提供了車輛的各種運行工況，可以完成對三大控制器控制單元2正常系的功能測試。
[0021]具體實施時，所述的一種電動車輛在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，所述三大控制器控制單元2分別通過線束連接到所述硬件在環(huán)仿真單元I的斷接盒上，方便地實現(xiàn)單個、兩個、三個控制的接入或不接入硬件在環(huán)仿真單元中。
[0022]具體實施時，所述虛擬仿真模型14包括了三個控制器的接口實現(xiàn)仿真模型，通過程序設(shè)定將啟用或禁用某一個或兩個控制的仿真模型。如有某一真實的控制器單元已接入硬件在環(huán)仿真單元I中，該控制器單元的仿真模型將被禁用。
[0023]所述故障模擬仿真板卡11可以用來模擬多種常見故障，包括信號的開路，短路及虛接，同時運用該實驗室系統(tǒng)提供的多種制造故障的方式，如CAN信號手工設(shè)定值發(fā)送故障值，在虛擬仿真模型14中手工設(shè)定主控單元回饋信號故障行為，可完成對三大控制器控制單元2的異常系的功能測試。
[0024]所述測試PC上位機通過網(wǎng)線連接至聯(lián)合硬件在環(huán)仿真單元，所述三大控制器控制單元可通過CCP協(xié)議由標(biāo)定測量設(shè)備來測量或標(biāo)定，所述聯(lián)合硬件在環(huán)仿真單元包括專為新能源純電動車輛三大控制器定制設(shè)計開發(fā)的程控電源、實時控制下位機、各種仿真板卡和各種虛擬仿真模型。
[0025]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0026]需要說明的是，上述裝置和系統(tǒng)內(nèi)的各單元之間的信息交互為執(zhí)行過程等內(nèi)容，由于與本實用新型方法實施例基于同一構(gòu)思，具體內(nèi)容可參見本實用新型方法實施例中的敘述，此處不再贅述。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種純電動車輛三大控制器硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，包括硬件在環(huán)仿真單元(I)、三大控制器控制單元(2)、標(biāo)定測量設(shè)備(3)和測試PC上位機(4)，其特征在于:所述測試PC上位機(4)通過網(wǎng)線連接硬件在環(huán)仿真單元(I);所述三大控制器控制單元(2)連接標(biāo)定測量設(shè)備(3)，所述標(biāo)定測量設(shè)備(3)通過USB連接測試PC上位機(4);所述硬件在環(huán)仿真單元(I)包括可編程程控電源(5)、實時控制下位機￠)、總線通信板卡(7)、數(shù)模轉(zhuǎn)換板卡(8)、模數(shù)轉(zhuǎn)換板卡(9)、PWM發(fā)生和測量板卡(10)、數(shù)字I/O板卡(11)、溫度仿真板卡(12)、故障模擬仿真板卡(13)、電動機專用仿真板卡(15)、虛擬仿真模型(14)、斷接盒(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述三大控制器控制單元(2)連接到所述硬件在環(huán)仿真單元(I)的斷接盒(16)上，實現(xiàn)三大控制器的單個、兩個、三個的硬件接入或不接入在環(huán)仿真單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述虛擬仿真模型(14)包括三大控制器的接口實現(xiàn)仿真模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:虛擬仿真模型(14)包括了車輛模型(17)、駕駛員模型(18)、汽車動力學(xué)模型(19)、電動機模型(20)、電池模型(21)、交直流充電機模型(22)，所述虛擬仿真模型(14)是Matlab模型，通過輸入、輸出接口與各種板卡(7)-(14)、(15)受三大控制器控制單元(2)控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述總線通信板卡(7)是用來提供接收和發(fā)送CAN總線信息的通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述硬件在環(huán)仿真單元(I)包括的所有組件，對三大控制器控制單元2的輸出信號進行采集，所述三大控制器包括整車控制器V⑶(23)、電機控制器MCU (24)、電池管理系統(tǒng)BMS (25);所采集的信號是主正繼電器、主負繼電器、預(yù)充繼電器、直流充電繼電器、風(fēng)扇繼電器、加熱繼電器的驅(qū)動信號、電動機IGBT驅(qū)動信號、IGBT使能信號中的一個或多個，這些信號被采集后將作為虛擬仿真模型(14)的輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述硬件在環(huán)仿真單元(I)包括的所有組件，將狀態(tài)信息分別回饋至三大控制器控制單元(2)的輸入信號，所述輸入信號有電流、電壓傳感器的采集信號，各種狀態(tài)反饋信號，充電機的激活和連接確認信號，交流充電控制確認CP檢測的PWM發(fā)生和測量信號，溫度采集信號、車輛狀態(tài)、電動機三相電流、機械角度。
【文檔編號】G05B23/02GK203941446SQ201420081789
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】高史貴, 張君鴻, 姜煒 申請人:北京智行鴻遠汽車技術(shù)有限公司