新能源汽車發(fā)展道路技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

　　1.BMS解決方案

　　電池管理系統(tǒng)多采用分布式結(jié)構(gòu)，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(yīng)的，電池管理系統(tǒng)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(tǒng)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(cè)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(tǒng)只需要通過CAN總線將BCU的相關(guān)報文發(fā)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(jié)省很大一部分的HIL系統(tǒng)硬件成本。BMU級測試多用于動力系統(tǒng)級或整車級的測試中。

　　2.MCU解決方案

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

　　針對電機(jī)控制系統(tǒng)的測試一般可分為信號級和功率級，其區(qū)別主要在于是否將真實(shí)逆變器接入測試系統(tǒng)。

　　電機(jī)信號級測試原理

　　電機(jī)功率級測試原理

　　基于MCU測試的技術(shù)難點(diǎn)，恒潤科技提供了基于高性能FPGA的電機(jī)實(shí)時仿真方案。NI的高性能FPGA板卡PXI7966R滿足電機(jī)實(shí)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(qiáng)大的計算能力，在進(jìn)行高速IO信號處理的同時，滿足電機(jī)模型的實(shí)時仿真需求，仿真步長可低于2us。

　　基于FPGA的電機(jī)仿真解決方案

本方案中MCUHIL測試相關(guān)的配置(除通用的HIL系統(tǒng)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(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電氣特性

　　b.能模擬轉(zhuǎn)子永磁體退磁和失磁的特性。

　　c.能模擬電機(jī)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(jī)散熱不良對電機(jī)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(fēng)扇、前置離合器等。HCU的復(fù)雜控制功能一般都是通過與BMS、MCU等相關(guān)控制器節(jié)點(diǎn)的協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)。