新能源汽車發展道路技術難點及解決方案

　　1.BMS解決方案

　　電池管理系統多采用分布式結構，包括1個主控單元BMU和若干個單體檢測單元BCU，如下圖所示：

　　相應的，電池管理系統的HIL測試也可以分為BMS級測試和BMU級測試。

　　BMS級測試中，BMU和所有BCU都作為測試對象，HIL系統需要為BCU提供每一個單體的輸出電壓信號以及若干個溫度信號。由于BMS級別測試更側重BMS對電池包本身的管理功能，例如單體電壓采樣、溫度采樣、SOC估計、單體一致性檢測等功能，因而主要用在部件級測試中。

　　在BMU級測試中，BCU采用仿真的形式，HIL系統只需要通過CAN總線將BCU的相關報文發送給BMU即可，無需在硬件上模擬出單體電壓和溫度信號這種方式可以節省很大一部分的HIL系統硬件成本。BMU級測試多用于動力系統級或整車級的測試中。

　　2.MCU解決方案

　　新能源汽車動力系統中用到的電機一般為永磁同步電機，電機系統通常由電機本體、逆變器和電控單元MCU組成。

　　針對電機控制系統的測試一般可分為信號級和功率級，其區別主要在于是否將真實逆變器接入測試系統。

　　電機信號級測試原理

　　電機功率級測試原理

　　基于MCU測試的技術難點，恒潤科技提供了基于高性能FPGA的電機實時仿真方案。NI的高性能FPGA板卡PXI7966R滿足電機實時仿真的所有特性需求，包括：

　　1)40MHz的PWM采集通道，用于逆變器IGBT控制信號采集；

　　2)2MHz的高速DA輸出通道，用于旋變信號和三相電流信號仿真；

　　3)強大的計算能力，在進行高速IO信號處理的同時，滿足電機模型的實時仿真需求，仿真步長可低于2us。

　　基于FPGA的電機仿真解決方案

本方案中MCUHIL測試相關的配置(除通用的HIL系統軟硬件配置外)包括：

　　在滿足MCU基本測試需求的同時，MCU測試解決方案還能夠提供多種被控對象故障的仿真功能，包括：

　　a.能模擬三相主動短路和主動開路工況下電機的穩態和瞬態電氣特性

　　b.能模擬轉子永磁體退磁和失磁的特性。

　　c.能模擬電機繞組同相匝間和相間短路及斷路時的故障特性。

　　d.能模擬電機散熱不良對電機溫升特性的影響。

　　e.能模擬各個傳感器的各類故障(短路、開路等失效模式)

　　3.HCU解決方案

　　在HCU的測試解決方案中，模擬器需要模擬HCU需要的傳感器比如：油門踏板、制動踏板等，同時采集HCU的輸出信號比如：冷卻風扇、前置離合器等。HCU的復雜控制功能一般都是通過與BMS、MCU等相關控制器節點的協同工作來實現。