基于系統(tǒng)在環(huán)的新能源三電系統(tǒng)集成測試方法研究

【摘" 要】新能源汽車的“三電系統(tǒng)”（電池、電機(jī)、電控）是車輛動(dòng)力系統(tǒng)的核心，承擔(dān)著能量儲存與管理、驅(qū)動(dòng)控制及整車控制等關(guān)鍵功能。鑒于“三電系統(tǒng)”的高度復(fù)雜性和故障敏感性，對其進(jìn)行系統(tǒng)級驗(yàn)證和故障注入安全測試至關(guān)重要。然而，當(dāng)前行業(yè)內(nèi)缺乏系統(tǒng)化的正向開發(fā)三電系統(tǒng)集成臺架，單純依賴部件級測試難以全面覆蓋實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中的多樣化場景和工況，而系統(tǒng)級測試主要依賴供應(yīng)商的零部件測試和整車測試，這種做法可能會(huì)嚴(yán)重影響新能源汽車車型的開發(fā)進(jìn)度和品質(zhì)。為解決這些問題，提出一種新的測試系統(tǒng)：系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)（System-Level Hardware-in-the-Loop，S-HIL）。S-HIL測試系統(tǒng)通過將真實(shí)的三電系統(tǒng)高壓部件與仿真的域外被控對象連接，利用實(shí)時(shí)仿真硬件來模擬，實(shí)現(xiàn)一種高效且低成本的三電系統(tǒng)高壓部件全面測試方法。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車；系統(tǒng)集成；高壓系統(tǒng)；硬件在環(huán)；故障注入

中圖分類號：U469.72" " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（2025）01-0007-07

Research on Integrated Testing Method of New Energy Three Electric System Based on S-HIL

LUO Duanyang，LIU Wenhua，LIU Song

（Geely Automobile Research Institute（Ningbo）Co.，Ltd.，Ningbo 315326，China）

【Abstract】The“three electric systems”（battery，motor，and electronic control）of new energy vehicles are the core of the vehicle's power system，responsible for key functions such as energy storage and management，drive control，and vehicle control. Given the high complexity and fault sensitivity of the“three electricity system”，it is crucial to conduct system level validation and fault injection safety testing. However，there is currently a lack of systematic and positive development of the three electric system integration platform in the industry. Relying solely on component level testing is difficult to fully cover the diverse scenarios and working conditions in actual operating environments. System level testing mainly relies on supplier component testing and vehicle testing，which may seriously affect the development progress and quality of new energy vehicle models. To address these issues，a new testing system called System Level Hardware in the Loop（S-HIL）has been proposed. The S-HIL testing system connects real high-voltage components of the three electrical systems with simulated external controlled objects，and uses real-time simulation hardware to simulate，achieving an efficient and low-cost comprehensive testing method for high-voltage components of the three electrical systems.

【Key words】new energy vehicles；system integration；high voltage system；HIL；fault injection

0" 前言

系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)可以承接新能源三電系統(tǒng)的開發(fā)及驗(yàn)證測試任務(wù)，能夠充分驗(yàn)證三電系統(tǒng)軟硬件匹配性，提前識別系統(tǒng)級的問題，在系統(tǒng)的選型、設(shè)計(jì)變更、性能標(biāo)定和驗(yàn)證、售后問題驗(yàn)證、供應(yīng)商質(zhì)量驗(yàn)證等方面有極其重要的作用。本文旨在深入探討系統(tǒng)級在環(huán)測試系統(tǒng)在新能源三電系統(tǒng)開發(fā)實(shí)踐中的創(chuàng)新應(yīng)用，并強(qiáng)調(diào)其在面對復(fù)雜多變、需求快速更迭的新能源三電域控制器系統(tǒng)開發(fā)中不可或缺的重要地位。

1" 新能源汽車高壓系統(tǒng)軟硬件集成測試

當(dāng)前，新能源汽車高壓系統(tǒng)軟硬件集成測試驗(yàn)證體系存在不完整性，如圖1所示。測試體系在零部件層級主要基于供應(yīng)商或自研零部件的臺架以及硬件HIL測試進(jìn)行驗(yàn)證，并依賴于整車的性能、功能測試以及高溫、高濕、高寒條件下的標(biāo)定驗(yàn)證。然而，這一體系缺少了對高壓系統(tǒng)層級的軟硬件集成測試，在電驅(qū)、電池、充配電各子系統(tǒng)測試之后，高壓系統(tǒng)層級的測試用例覆蓋度不足。

目前，高壓系統(tǒng)的診斷驗(yàn)證主要依賴于整車驗(yàn)證，然而，在實(shí)際的系統(tǒng)診斷測試過程中，由于安全性的考慮或者故障注入的可行性限制，系統(tǒng)級的診斷測試無法實(shí)現(xiàn)100%覆蓋，如圖2所示。某車型直流快充期間出現(xiàn)快充粘連檢測誤報(bào)故障，BMS增加診斷窗口優(yōu)化粘連檢測，關(guān)聯(lián)控制器握手不充分，在直流充電場景兩個(gè)控制器交互時(shí)序存在缺陷；充電樁的繼電器型號不一致，響應(yīng)的時(shí)間不一致→充電樁繼電器延遲斷開，導(dǎo)致繼電器外側(cè)電壓=電池端電壓→快充充電結(jié)束時(shí)，充電模塊給BMS報(bào)“快充繼電器粘連”→車輛收到電池管理系統(tǒng)上報(bào)故障，點(diǎn)亮故障燈。此案例中BMS和充電系統(tǒng)基于零部件級的軟/硬件HIL測試，已100%覆蓋各自需求，涉及到與其他控制器交互及功能，只能在整車場景下進(jìn)行功能測試，但無法遍歷所有的工況場景，特別是一些異常的場景，如案例中充電樁的異常故障注入和壓力測試。

新能源汽車在面臨高溫、高寒冷等極端環(huán)境考驗(yàn)時(shí)，三電系統(tǒng)的功能穩(wěn)定性和性能可靠性顯得尤為關(guān)鍵。但由于車輛駕駛安全、環(huán)境條件或地域限制等因素，整車功能測試難以實(shí)現(xiàn)100%覆蓋。特別是反向功能測試和極限功能測試，例如在極端山路工況下驗(yàn)證電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的過溫保護(hù)，要求坡度達(dá)到20%，同時(shí)環(huán)境溫度需超過40℃。常見的高溫工況場景見表1。

2" 解決方案

2.1" S-HIL簡介

S-HIL（System-Level Hardware-in-the-Loop，系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)）基于三電系統(tǒng)需求正向開發(fā)，包括系統(tǒng)層級診斷、高壓電性能評估、系統(tǒng)功能邏輯驗(yàn)證和場景回放等。該系統(tǒng)級測試臺架旨在將整車高壓系統(tǒng)的測試驗(yàn)證工作前移，通過集成的測試系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)模塊、冷卻模塊、環(huán)境溫度模擬模塊、雙加載測功機(jī)臺架模塊和電池充放電模塊模擬整車環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)新能源高壓系統(tǒng)的電驅(qū)性能測試、充放電環(huán)境適應(yīng)性測試、系統(tǒng)級故障注入模擬測試、診斷測試以及新能源系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)的臺架回放和故障復(fù)現(xiàn)等功能。S-HIL系統(tǒng)層級在環(huán)仿真測試系統(tǒng)驗(yàn)證規(guī)劃見表2。

2.2" 高壓系統(tǒng)架構(gòu)

圖3展示了某新能源車高壓系統(tǒng)的架構(gòu)。該圖主要描述了高壓系統(tǒng)的組成部分、各個(gè)高壓系統(tǒng)電氣連接的相互關(guān)系、高壓電的流向以及高低壓電的轉(zhuǎn)換過程。

2.3" S-HIL關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1" 仿真場景測試

為了實(shí)現(xiàn)全場景仿真測試，基于動(dòng)力學(xué)模型、駕駛員模型與電池模型關(guān)聯(lián)，構(gòu)建了一個(gè)綜合測試系統(tǒng)。這一測試系統(tǒng)能夠進(jìn)行車輛道路環(huán)境的實(shí)時(shí)在環(huán)仿真測試。此外，通過與臺架測功機(jī)、電池模擬器和CMU仿真器的聯(lián)動(dòng)，臺架能夠真實(shí)地模擬整車在各種工況下的運(yùn)行情況。如圖4所示，仿真系統(tǒng)通過模擬駕駛員的操作信號，向車輛控制單元（VCU）發(fā)送指令，VCU根據(jù)當(dāng)前工況計(jì)算出所需的扭矩，并將該扭矩發(fā)送給電機(jī)控制單元（MCU），MCU根據(jù)VCU的指令控制電機(jī)輸出相應(yīng)的扭矩；同時(shí)，仿真系統(tǒng)通過道路阻力模型，實(shí)時(shí)計(jì)算阻力矩加載至測功機(jī)上。

2.3.2" 自動(dòng)化故障注入

如圖5所示，系統(tǒng)層級在環(huán)仿真測試系統(tǒng)通過上位機(jī)的控制，能夠向車輛系統(tǒng)注入預(yù)定義的故障，以模擬實(shí)際運(yùn)行中可能遇到的問題。相比整車實(shí)車測試受到安全性、成本和實(shí)際操作條件的限制，SIL仿真測試則提供了一個(gè)更加高效、安全和經(jīng)濟(jì)的替代方案。系統(tǒng)診斷架構(gòu)如圖5所示。

2.3.3" 場景智能識別

如圖6所示，該測試系統(tǒng)能夠應(yīng)對多個(gè)測試場景，通過真實(shí)/虛擬控制器的智能組合，根據(jù)被測件的測試需求，自動(dòng)識別并實(shí)現(xiàn)智能無縫切換（如電驅(qū)獨(dú)立性測試、CMU仿真測試、電池包獨(dú)立測試、三電系統(tǒng)測試、充放電測試和實(shí)車充放電測試等）。針對識別出的被測系統(tǒng)，推薦相應(yīng)的測試用例，并基于這些測試用例自動(dòng)導(dǎo)入測試工況、測試場景和測試模型，執(zhí)行預(yù)定義的測試項(xiàng)。

2.3.4" 場景回放

首次針對系統(tǒng)臺架開發(fā)了場景回放測試，包括道路場景和充電場景，將離線仿真或道路采集的數(shù)據(jù)（如電門位置、車速等）存儲在測試臺主控電腦上，測試臺能夠自動(dòng)讀取這些數(shù)據(jù)，并按照原始采集頻率對測試臺進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)路采數(shù)據(jù)或離線仿真數(shù)據(jù)的測試臺復(fù)現(xiàn)。

本方案融合了多年新能源汽車系統(tǒng)集成測試的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合了行業(yè)領(lǐng)先的測試設(shè)備和技術(shù)，是行業(yè)首創(chuàng)的三電系統(tǒng)測試系統(tǒng)。

3" 系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)方案

3.1" 方案介紹

如圖7所示，系統(tǒng)層級在環(huán)仿真測試系統(tǒng)由上位機(jī)、下位機(jī)、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、電驅(qū)/電池環(huán)境艙、雙測功機(jī)臺架、交直流充電樁模擬器、高精度雙通道電池模擬器、冷卻模塊以及高低壓負(fù)載等多個(gè)部分組成。該系統(tǒng)專為新能源三電系統(tǒng)的高度集成測試而設(shè)計(jì)，旨在彌補(bǔ)新能源高壓軟硬件系統(tǒng)層級的驗(yàn)證不足。它重點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)級測試和軟件深度測試（包括壓力、邊界、故障注入、濫用測試等），以確保系統(tǒng)臺架能夠在整車測試前進(jìn)行高壓系統(tǒng)軟硬件的聯(lián)調(diào)、故障注入測試、軟件標(biāo)定和功能成熟度的提升。實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)框圖如圖7所示。

3.2" 多場景測試

系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)具備多種硬件在環(huán)測試模式。臺架主控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠靈活配置以支持這些不同的HIL測試模式，以盡量減少試驗(yàn)操作人員更換試驗(yàn)設(shè)備及重新接線的需要。這些測試模式包括但不限于場景中被測系統(tǒng)電池總成（BMS）、VCU、電機(jī)控制器、電機(jī)、ODP、熱管理控制器（實(shí)物），可開展BMS、電芯、VCU、電機(jī)及控制器的各類故障注入，例如通信類、診斷類、低壓供電故障注入，絕緣失效模擬，直流母線故障模擬測試。測試場景1如圖8所示。臺架配備主要工作模式見表3。

3.3" 仿真模型

實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中最核心的為仿真模型，新能源三電系統(tǒng)相關(guān)仿真模型有縱向動(dòng)力學(xué)模型、駕駛員模型、制動(dòng)力模型和電池仿真模型。

3.3.1" 縱向動(dòng)力學(xué)模型

新能源三電系統(tǒng)動(dòng)力性主要有最高車速、加速時(shí)間和最大爬坡度三個(gè)值，汽車勻速行駛時(shí)要克服來自輪胎與地面的滾動(dòng)阻力和克服空氣的空氣阻力。在加速過程或爬坡時(shí)就需額外克服加速阻力及爬坡阻力。汽車行駛阻力包括滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力和加速阻力，如圖9所示。

[Ft=Ff+Fω+FI+Fj] （1）

式中：[Ff]——滾動(dòng)阻力；[Fω]——空氣阻力；[Fi]——坡度阻力；[Fj]——加速阻力。將方程轉(zhuǎn)換后得：

[Ttqigioηtγ=Gf+CdA21.15u2a+Gi+δmdudt] （2）

式中：[Ttq]——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；[ig]——變速器傳動(dòng)比；[io]——主減速器傳動(dòng)比；[ηt]——傳動(dòng)系機(jī)械效率；[γ]——車輪滾動(dòng)半徑；[G]——汽車質(zhì)量，g；[f]——滾動(dòng)阻力系數(shù)；[i]——道路坡度；[Cd]——空氣阻力系數(shù)；[A]——迎風(fēng)面積；[ua]——車速；[δ]——汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；[m]——汽車質(zhì)量；[dudt]——加速度。

3.3.2" 駕駛員模型

新能源車駕駛員模型的基本內(nèi)容主要包括駕駛員模型、控制策略、車輛模型三部分，如圖10所示。

駕駛員模型就是模仿駕駛員操作的數(shù)學(xué)模型，駕駛員模型只需要考慮縱向控制，即油門踏板開度和制動(dòng)踏板開度控制。駕駛員模型的本質(zhì)就是駕駛員的期望車速和當(dāng)前的實(shí)際車速進(jìn)行油門踏板或制動(dòng)踏板的控制。

PID模型是由比例單元（Proportional）、積分單元（Integral）和微分單元（Derivative）組成，可以通過調(diào)整三個(gè)單元的增益系數(shù)Kp、Ki、Kd來調(diào)節(jié)模型的輸出特性，如圖11所示。

PID算法公式如下：

[ut=KPet+Ki0teτdτ+Kdddtet] （3）

[=KPet+1TI0teτdτ+Tdddtet]" （4）

式中：[Kp]——比例增益，調(diào)適參數(shù)；[Ki]——積分增益，調(diào)適參數(shù)；[Kd]——微分增益，調(diào)適參數(shù)；[Ti]——積分時(shí)間常數(shù)；[Td]——微分時(shí)間常數(shù)；[e]——誤差=設(shè)定值（SP）-當(dāng)前值（PV）；[t]——當(dāng)前時(shí)間；[τ]——積分變數(shù)，數(shù)值從0到當(dāng)前時(shí)間t。

例如自動(dòng)駕駛的ACC巡航功能，如果需要車輛保持在60km/h的速度行駛，即車速低于60km/h就讓汽車加速，車速高于60km/h就讓汽車減速。如圖12所示，基于PI控制器即可快速實(shí)現(xiàn)駕駛員的踏板請求計(jì)算。駕駛員期望車速作為PI控制器輸入，實(shí)際車速作為系統(tǒng)反饋，經(jīng)PI調(diào)節(jié)后，輸出一個(gè)-1～1的百分?jǐn)?shù)。當(dāng)期望車速大于實(shí)際車速時(shí)，PI控制器輸出0～1之間的一個(gè)數(shù)值，代表油門踏板開度請求；當(dāng)期望車速小于實(shí)際車速時(shí)，PI控制器輸出-1～0之間的一個(gè)數(shù)值，代表制動(dòng)踏板開度請求。具體模型框是積分抗飽和PI控制器。

仿真結(jié)果如圖13所示，對比輸入車速偏差信號（紅色曲線）與輸出踏板開度信號（黑色曲線）發(fā)現(xiàn)，車速偏差為正值時(shí)，會(huì)請求一個(gè)正的加速踏板開度信號，試圖增大實(shí)際車速使其趨向于期望車速，且偏差越大，請求的踏板開度越大；車速偏差為負(fù)值時(shí)，會(huì)請求一個(gè)負(fù)的制動(dòng)踏板開度信號，試圖減小實(shí)際車速使其趨向于期望車速，且偏差越大，請求的踏板開度越大。以上駕駛員模型輸出符合需求設(shè)計(jì)并測試通過。

3.3.3" 電池仿真模型

基于二階RC電池仿真模型，模型具備電池SOC計(jì)算、端電壓計(jì)算、均衡計(jì)算、熱管理等仿真功能，可以與其他標(biāo)準(zhǔn)模型庫進(jìn)行聯(lián)合仿真，搭建不同類型、架構(gòu)的新能源車輛模型，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層級在環(huán)測試。

3.3.3.1" 電池單體模型

如圖14所示，二階RC模型等效電路模型是將電池單體等效成理想電壓源與2個(gè)RC電路和1個(gè)內(nèi)阻R串聯(lián)的電路，計(jì)算不同電流情況下電池正負(fù)端電壓變化情況。

電池的端電壓公式為：

[UL=UOC?IL×R0?UP1?UP2] （5）

Uoc、R0的獲取參見3.4.3.2，Up1和Up2的端電壓表達(dá)式為：

[UP1= ?U1CP1RP1+ILCP1] （6）

[UP2= ?U2CP2RP2+ILCP2] （7）

將其轉(zhuǎn)化為離散形式，由于是在計(jì)算機(jī)中建模，需要將連續(xù)性問題轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能夠處理的離散性問題。

[UP1k+1=e?Tτ1UP1k?（1?e?Tτ1）RP1I（k）] （8）

[UP2k+1=e?Tτ2UP2k?（1?e?Tτ2）RP2I（k）] （9）

3.3.3.2" 等效模型建模參數(shù)

Uoc是開路電壓，可以通過定量放電然后進(jìn)行長時(shí)間的擱置獲得。R0是電池的歐姆內(nèi)阻，可以通過脈沖電流加載前后的電壓差除以加載電流獲得。Rp1、Rp2是電池極化電阻。Cp1、Cp2是電池極化電容，可以通過HPPC工況數(shù)據(jù)在MATLAB的Curve Fitting Tool擬合工具箱進(jìn)行參數(shù)擬合。對于公式（8）中的時(shí)間常數(shù)τ而言，τ=Rp×Cp。

3.3.3.3" 電池溫度模型

電池溫度模型將電池單體等效為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，通過計(jì)算電池的產(chǎn)熱量和散熱量計(jì)算電池溫度變化。

[Tcell=Pcooling?PlossMcell×C?eatdt]） （10）

電池產(chǎn)熱包括歐姆內(nèi)阻產(chǎn)熱量、濃差極化產(chǎn)熱量、擴(kuò)散極化產(chǎn)熱量、自放電產(chǎn)熱量：

[Ploss=UR+URC1+URC2+URC3×I] （11）

將電池單體的所有散熱效應(yīng)進(jìn)行簡化，等效成一個(gè)等效熱阻，自然對流散熱、強(qiáng)制風(fēng)冷的散熱過程等效為不同的等效熱阻值，從而模擬不同的散熱效果。

[Pcooling=Tcell?TAmbRcoef]" （12）

3.3.3.4" 電池包模型

電池單體并聯(lián)仿真只仿真一串的單體，認(rèn)為并聯(lián)的單體狀態(tài)一致。電池單體串聯(lián)仿真：采用向量仿真方式，通過構(gòu)造NSeries維的均衡電流向量作為電池單體的輸入，仿真所有串聯(lián)單體。充放電仿真：將外部所有充電、放電設(shè)備電流求和作為電池包的輸入。

[Icell=IoutNparalle]" （13）

4" 系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐

系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)用于新能源汽車的多合一電驅(qū)系統(tǒng)的多電聯(lián)調(diào)測試，測試類型包括但不僅限于系統(tǒng)需求驗(yàn)證測試、電驅(qū)總成的功能測試、道路循環(huán)工況測試、電驅(qū)系統(tǒng)的環(huán)境及壓力測試、系統(tǒng)的故障注入測試、高低壓供電測試及高低壓負(fù)載波動(dòng)測試、交直流充電互操作性測試及協(xié)議一致性測試、實(shí)車故障場景回溯。

4.1" 道路循環(huán)工況測試

該臺架可執(zhí)行基于道路循環(huán)工況的測試項(xiàng)目，如能量流測試、循環(huán)經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性評估等，如圖15所示。對于電驅(qū)動(dòng)總成測試且無實(shí)車VCU時(shí)，工作在車速-RLS（道路阻力模擬）模式，運(yùn)行車速循環(huán)時(shí)，在減速階段要求測試臺必須能夠運(yùn)行實(shí)車能量管理策略（主要是收油滑行的制動(dòng)能量回收，以及制動(dòng)時(shí)制動(dòng)能量回收扭矩與制動(dòng)盤的扭矩分配策略）。由于不同被測件的管理策略不同，因此要求測試臺實(shí)時(shí)機(jī)可以運(yùn)行實(shí)時(shí)仿真模型（例如Simulink模型）以實(shí)現(xiàn)上述功能。

該臺架可執(zhí)行基于道路工況的動(dòng)力相關(guān)功能測試，如圖16所示，仿真車輛關(guān)閉AUTO HOLD功能，坡道緩慢蠕行，不斷增加坡道至15°蠕行停車，踩油門有動(dòng)力響應(yīng)；由于蠕行停車車輛進(jìn)入電機(jī)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)觸發(fā)最大可用扭矩值小于最大蠕行扭矩，可能導(dǎo)致無法在大坡度上起步，導(dǎo)致動(dòng)力無響應(yīng)；但通過系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)可以快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜極端工況的標(biāo)定：設(shè)置縱向動(dòng)力學(xué)模型中坡道、車重參數(shù)，完成特定工況下堵轉(zhuǎn)工況的最大可用扭矩值標(biāo)定。

4.2" 交直流充電功能驗(yàn)證

如圖17所示，臺架可執(zhí)行交直流充電驗(yàn)證功能，交流充電模擬結(jié)合電網(wǎng)模擬器，可模擬交流充電樁、充電槍及車輛插座的信號。電網(wǎng)模擬器可模擬CC信號、CP信號及交流充電引導(dǎo)電路；直流充電模擬結(jié)合2個(gè)電池模擬器（1個(gè)模擬直流充電樁，另外1個(gè)模擬電池包），可實(shí)現(xiàn)對直流充電的模擬（可驗(yàn)證Boost等功能）。此時(shí)充配電模擬系統(tǒng)主要模擬直流樁的充電引導(dǎo)電路以及非車載充電機(jī)控制器（用于和BMS交互握手信號等）。

4.3" 冬夏標(biāo)定驗(yàn)證

該臺架可執(zhí)行冬夏標(biāo)定驗(yàn)證，如圖18所示，臺架配備了電驅(qū)環(huán)境艙、電池環(huán)境艙、雙通道水冷機(jī)（通過使用PID控制器，用戶可以對電池amp;電驅(qū)的冷卻進(jìn)行閉環(huán)環(huán)控），可以通過手動(dòng)/自動(dòng)模擬車輛在寒冷、高溫環(huán)境下的用戶日常駕駛狀況，包括高速公路、城市道路、郊區(qū)道路等；例如“低溫電池放電功率”測試，在（-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、45℃、50℃）環(huán)境溫度下浸至12h，或電芯最低（低溫）、最高（高溫）溫度達(dá)到環(huán)境溫度；每個(gè)溫度下測試SOC 90%、50%、20%、3%（純電）4個(gè)點(diǎn)；全油門加速，測試以上邊界下電池最大放電功率，單個(gè)工況測試時(shí)間120s；可以通過如圖手動(dòng)設(shè)置或者“電池環(huán)境艙自動(dòng)設(shè)置”，“加/減速工況”快速建立自動(dòng)化測試序列，不受時(shí)間地域的限制。

4.4" 優(yōu)勢及收益

系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)能夠模擬真實(shí)的三電系統(tǒng)高壓部件以及域外被控對象，實(shí)現(xiàn)對三電系統(tǒng)高壓部件的全面測試，解決了傳統(tǒng)道路測試中周期長、成本高、場景有限等問題，尤其是那些難以模擬的極端場景，提高測試過程的安全性和效率。S-HIL技術(shù)使得試驗(yàn)室能夠24h進(jìn)行各類場景的驗(yàn)證，提高復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)和測試的效率。此外，它不僅深化了測試場景，還能提高三倍的開發(fā)效率，縮短50%的開發(fā)周期，節(jié)約80%以上的開發(fā)成本。更重要的是，在日益復(fù)雜和高度互聯(lián)的電動(dòng)和智能駕駛電控系統(tǒng)中，S-HIL技術(shù)確保了系統(tǒng)的可靠性和魯棒性。

系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)S-HIL已經(jīng)建立了行業(yè)領(lǐng)先的高壓系統(tǒng)整車-系統(tǒng)-零部件驗(yàn)證體系，具備高壓系統(tǒng)電性能、安全性能驗(yàn)證及評價(jià)能力。在不同開發(fā)階段，都可以對被測件進(jìn)行充分的測試與驗(yàn)證，不斷將測試與驗(yàn)證環(huán)節(jié)前移，提高研發(fā)效率。S-HIL簡便地模擬復(fù)雜、極端的外部環(huán)境，不受環(huán)境和樣車等因素的限制，具有很好的可控性和重復(fù)性，從而提高測試效率。

5" "結(jié)束語

本文主要介紹了系統(tǒng)層級在環(huán)測試系統(tǒng)S-HIL在新能源三電系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用及其優(yōu)勢。通過建立行業(yè)領(lǐng)先的高壓系統(tǒng)整車-系統(tǒng)-零部件驗(yàn)證體系，對高壓系統(tǒng)的電性能和安全性能進(jìn)行全面驗(yàn)證和評價(jià)。S-HIL的優(yōu)勢在于其能夠簡便地模擬復(fù)雜、極端的外部環(huán)境，且不受環(huán)境和樣車等因素的限制。S-HIL在整車測試前進(jìn)行高壓系統(tǒng)軟硬件聯(lián)調(diào)、故障注入測試，替代了90%的冬夏季環(huán)模驗(yàn)證，提升了軟件標(biāo)定成熟度和功能成熟度，能夠充分驗(yàn)證系統(tǒng)級軟硬件，降低復(fù)雜域控軟件的系統(tǒng)級故障風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，S-HIL作為一種高效的測試系統(tǒng)，在新能源三電系統(tǒng)的開發(fā)過程中起到了關(guān)鍵作用，提高了研發(fā)效率，降低了開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。為新能源汽車三電系統(tǒng)的開發(fā)提供了高效、低成本的全面測試解決方案，有助于提高研發(fā)效率，降低開發(fā)成本，并確保系統(tǒng)的可靠性和魯棒性。

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（編輯" 楊凱麟）