電機控制單元HIL測試解決方案

隨著(zhù)混合動(dòng)力以及純電動(dòng)汽車(chē)的不斷發(fā)展，電機控制策略的復雜性和可靠性日益提升。整車(chē)廠(chǎng)以及供應商對電機控制器的開(kāi)發(fā)環(huán)境的需求也在增長(cháng)。恒潤科技提供了電機控制器測試的整體解決方案，可讓工程師在無(wú)電機以及測功機系統的環(huán)境下，完成對電機控制功能的驗證。

電機控制器在研發(fā)過(guò)程中涉及到控制功能測試、故障注入、CAN通信等, 借助HIL測試技術(shù)，可以克服傳統測試方法所帶來(lái)的價(jià)格昂貴、維護密集、動(dòng)態(tài)效應有限等缺陷。從而全面提升電機控制器的研發(fā)和設計水平。

2、解決方案

恒潤科技提供基于TestBase的MCUHIL測試解決方案，該系統方案主要包括以下部分：

• HIL硬件系統：由NI-RT控制器、FlexRIO板卡、電機仿真適配板卡、CAN通訊板卡、電阻仿真卡、車(chē)載電源模擬器、故障注入卡和信號調理板卡等組成;

• 模型：電機模型和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型;

• 軟件：試驗管理軟件、故障注入軟件、自動(dòng)測試軟件;

• 被測MCU：為拆除IGBT部分功率器件的電機控制板。

如下圖所示為MCUHIL測試系統的結構圖，該測試系統已成功應用于多個(gè)OEM的新能源汽車(chē)MCU HIL項目。

圖 2-1電機仿真HIL系統結構圖

該測試系統具備以下特性：

應用領(lǐng)域

• 電機及IGBT 的模擬;

• 電機控制功能測試(啟動(dòng)，轉速，扭矩閉環(huán)，發(fā)電，弱磁);

• 故障仿真和測試(如LOS/DOS/LOT、缺相、IGBT 短路斷路等);

• 各運行工況下的控制器功能確認;

• 整車(chē)網(wǎng)絡(luò )功能測試驗證。

功能特點(diǎn)

• 基于FPGA 的高速仿真，模型仿真速度≤2us;

• 高速模擬電機所需的旋變、三相電流、采集電機高頻控制信號;

• 詳細IGBT 仿真模型，可以模擬IGBT 各種電氣故障;

• 支持多種電機類(lèi)型;

• 支持讀入RTT格式電機數據，用戶(hù)可以定制電機模型;

• 電機模型本身支持基于真實(shí)逆變器總成的HIL測試;

• 電機模型參數基于FEA計算，如下圖所示;

圖2-2 基于JMAG-RT電機FEM計算結果

• 能準確模擬電機參數隨電磁場(chǎng)飽和特性的變化情況;

• 能夠更加精準仿真電機的電流、電壓、扭矩和功率等特性;

• 支持電動(dòng)模式和發(fā)電模式。