电机控制单元hil测试凯发娱乐登录的解决方案 -凯发官方首页

1.概述

        随着混合动力以及纯电动汽车的不断发展，电机控制策略的复杂性和可靠性日益提升。整车厂以及供应商对电机控制器的开发环境的需求也在增长。恒润科技提供了电机控制器测试的整体凯发娱乐登录的解决方案，可让工程师在无电机以及测功机系统的环境下，完成对电机控制功能的验证。

        电机控制器在研发过程中涉及到控制功能测试、故障注入、can通信等, 借助hil测试技术，可以克服传统测试方法所带来的价格昂贵、维护密集、动态效应有限等缺陷。从而全面提升电机控制器的研发和设计水平。

2.凯发娱乐登录的解决方案

        恒润科技提供基于testbase的mcu hil测试凯发娱乐登录的解决方案，该系统方案主要包括以下部分：

• hil硬件系统：由ni-rt控制器、flexrio板卡、电机仿真适配板卡、can通讯板卡、电阻仿真卡、车载电源模拟器、故障注入卡和信号调理板卡等组成。

• 模型：电机模型和车辆动力学模型。

• 软件：试验管理软件、故障注入软件、自动测试软件。

• 被测mcu：为拆除igbt部分功率器件的电机控制板。

        如下图所示为mcu hil测试系统的结构图，该测试系统已成功应用于多个oem的新能源汽车mcu hil项目。

图 2-1电机仿真hil系统结构图

        该测试系统具备以下特性：

应用领域

• 电机及igbt 的模拟

• 电机控制功能测试（启动，转速，扭矩闭环，发电，弱磁）

• 故障仿真和测试（如los/dos/lot、缺相、igbt 短路断路等）

• 各运行工况下的控制器功能确认

• 整车网络功能测试验证

功能特点

• 基于fpga 的高速仿真，模型仿真速度≤2us

• 高速模拟电机所需的旋变、三相电流、采集电机高频控制信号

• 详细igbt 仿真模型，可以模拟igbt 各种电气故障

• 支持多种电机类型

• 支持读入rtt格式电机数据，用户可以定制电机模型；

• 电机模型本身支持基于真实逆变器总成的hil测试；

• 电机模型参数基于fea计算，如下图所示；

图 2-2基于jmag-rt的电机fem计算结果

• 能准确模拟电机参数随电磁场饱和特性的变化情况；

• 能够更加精准仿真电机的电流、电压、扭矩和功率等特性；

• 支持电动模式和发电模式。

3.产品特性及优势

3.1.电机仿真模型原理及特性：

        电机仿真模型为有限元模型，基于ni fpga板卡进行建模。如下图所示为fpga板卡的接口特性：

      

图3-1 fpga板卡接口特性

        模型包含：逆变器模型、电机本体模型、机械部分模型和传感器模型。其模型结构下图所示。

图3-2 电机模型结构

        有限元电机模型需要用户提供电机的结构参数、材料参数及线圈绕组形式、等电机的特性参数。通过jmag-rt软件生成rtt文件，最后下载到fpga板卡上。其下载过程如下图所示：

图 3-3 rtt文件下载过程

        如下图所示为mcu控制台架上电机与控制hil仿真的电机的pwm控制信号占空比的对比曲线。工况条件：测功机为转速模式，稳定转速1000rpm，mcu请求扭矩100nm。

图3-4 mcu控制台架电机与仿真电机占空比曲线

3.2.电机仿真板卡功能及特性：

        电机仿真板卡的fpga板卡为ni的flexrio板卡，适配卡由恒润客户自主开发，其特性参数如下图所示：

图3-5 电机仿真板卡的适配卡特性参数

        mcu hil测试方案还包含温度信号的仿真以及总线节点仿真等，其硬件参数如下图所示：

图3-6电机仿真模块具体参数指标

4.总结

        对比采用真实电机的mcu测试，采用电机仿真技术的hil测试具有如下明显的优点：

• 安全、节能：避免使用大功率设备，避免了测试给试验人员造成的安全隐患；

• 方便制造各种mcu故障，从而全面的测试mcu诊断功能；

• 通过软硬件配置实现多种规格的电机仿真；

• 可模拟整车运行环境。