HIL台架原理介绍

HIL，即硬件在环（ Hardware-In-the-Loop ），包含三个部分：

硬件（Hardware)，指的是已装载控制软件（Software）的ECU控制器（实物）；

仿真(Simulation)，指的是对被控对象及其传感器、执行器等的仿真；

在环(Loop)，指的是控制器与被控对象形成的闭环系统。

硬件（或称为被测对象、控制器）在环仿真就是一个仿真平台或环境，该平台模拟了被控对象的各种行为，从而使得ECU能够正确工作和运行。在环，即控制器和仿真台架之间通过CAN和I/O进行信号交互，从而达到测试控制器性能和功能的目的在环，即控制器和仿真台架之间通过CAN和I/O进行信号交互，从而达到测试控制器性能和功能的目的。仿真台架，即被控对象与传感器及执行器的总成，模拟整车环境。

 

HIL系统的作用

HIL作为汽车系统V模式开发流程中的验证环节，可以完整的模拟汽车的整个工况以及极限环境。HIL改变了传统的测试手段，在汽车开发过程中具有十分重要的作用。与传统测试手段相比，它的优势主要体现在以下几个方面：

同步开发。能够在控制器相关硬件设备不到位的情况下，对控制器进行调试；

极限测试与破坏性试验。比如碰撞、过充/放、故障注入等工况实验，不会产生实际的损失和风险，但达到验证控制器性能的目的；

可重复再现。可精准的模拟任意一次实验，在实车测试中是很难实现；

全面、快捷。可在开发初期检测出软硬件的设计缺陷，大大降低开发周期和成本；

 

BMS HIL系统的特点

电池管理系统（Battery Management System, BMS）是电动汽车中的关键部分，是监控及保护整车正常运行的关键技术的核心部件。因此BMS在装车之前必须要进行充分的测试，但是若用真实的电池组和整车环境测试会有诸多弊端。如：

极限工况模拟给测试人员带来安全隐患，例如过压、过流和过温，有可能导致电池爆炸；

SOC估计算法验证耗时长，真实的电池组充放电试验十分耗时；

模拟特定工况难度大，例如均衡功能测试时，制造电池单体间细微电压差别；

电池热平衡测试时，制造单体和电池包间细微的温度差别等。

以及其他针对BMS功能测试，如电池组工作电压、单体电池电压、温度、充放电控制、高压安全功能、均衡功能、通讯、故障诊断、传感器等一系列的测试，都面临着诸多挑战。

但是，BMS HIL完全没有上述弊端，可以很轻松的实现极限工况测试，可以在短时间内完成所需功能和性能测试。

 

BMS HIL系统架构

BMS HIL系统由上位机、主控制器闭环机柜、从控制器闭环机柜组成，从而模拟出虚拟的整车环境。由上位机控制BMS HIL系统，实现系统与真实BMS之间的CAN信号和I/O信号交互。从而达到检测BMS的工作逻辑和性能指标的目的。主控制器闭环机柜放置BMS主控制器，从控制器闭环机柜放置BMS从控制器，主控和从控之间通过线束进行信号交互。电脑上运行试验管理软件、自动化测试软件、故障注入软件、测试管理软件，从而向控制器发送硬线和CAN信号等控制命令，并且回读控制器发送的硬线和CAN信号。

       

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