|
作者：Sung-Up Hwang, ControlWorks – “我們選擇NI軟硬件開(kāi)發(fā)系統來(lái)縮短系統開(kāi)發(fā)時(shí)間、保證系統可靠性、簡(jiǎn)化自動(dòng)化測試方案的實(shí)施以及維護和維修�！� 用高壓電池的模型、仿真的高電壓電流傳感器和溫度傳感器以及仿真的高電壓電池故障，為電池管理系統（BMS）的ECU創(chuàng )建一個(gè)用于質(zhì)量診斷的硬件在環(huán)系統。 我們使用HIL系統來(lái)測試我們復雜的實(shí)時(shí)系統。這項技術(shù)能提供一個(gè)平臺，有效地檢查需要動(dòng)態(tài)模型的測試主機的控制狀態(tài)。 系統概述 我們使用BMS HIL系統來(lái)測試用于電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車(chē)的高壓電池，以評估BMS的控制邏輯和故障診斷功能。我們使用Simulink創(chuàng )建了一個(gè)電池模型，然后利用LabVIEW仿真接口工具包將電池模型應用到開(kāi)發(fā)平臺。我們也使用NI PXI系統，以確保系統高效及可靠的運行。 該BMS HIL系統能在各種測試案例中完成質(zhì)量診斷。通過(guò)編寫(xiě)自動(dòng)測試方案，我們針對電池系統重現了所有可能的測試案例，并使用NI TestStand來(lái)組織和管理各個(gè)案例方案。 我們使用LabVIEW實(shí)現系統的快速部署，使用NI PXI快速產(chǎn)生和采集信號，精確重現電池組電壓的變化，包括BMS中的電流和溫度變化。 另外，通過(guò)使用NI TestStand，我們利用BMS性能評估測試實(shí)例來(lái)實(shí)現簡(jiǎn)化的自動(dòng)測試方案。 使用NI產(chǎn)品的優(yōu)勢 我們選擇NI軟硬件開(kāi)發(fā)平臺來(lái)縮短系統開(kāi)發(fā)時(shí)間、保證系統可靠性、精簡(jiǎn)自動(dòng)化測試方案的實(shí)施，簡(jiǎn)化系統維護和維修過(guò)程。同時(shí)，NI產(chǎn)品也跟Simulink兼容。 系統硬件配置 BMS HIL系統硬件包括安裝LabVIEW并控制整個(gè)系統的計算機、采集和提供信號輸出的實(shí)時(shí)NI PXI硬件平臺、模仿電池組的電池組電壓生成器和一組信號調理單元。另外，系統還包括模擬各種測試錯誤的故障注入模塊、為BMS ECU供電的電源和連接HIL仿真系統和ECU的接口箱等。 
圖1：BMS HIL硬件在環(huán)系統硬件配置 系統軟件配置 BMS HIL系統軟件主要分成兩個(gè)不同的子系統。我們利用第一個(gè)子系統手動(dòng)地生成錯誤和多種配置來(lái)檢查ECU性能；另外一個(gè)是自動(dòng)系統，使用NI TestStand預先設定各種錯誤，然后自動(dòng)檢查ECU性能。
圖2：BMS系統信號流程圖
圖3：BMS HIL仿真系統軟件配置圖 當主計算機接收到用戶(hù)發(fā)出的控制指令請求時(shí)，PXI實(shí)時(shí)控制器指定實(shí)時(shí)信號采集或輸出的規則。借助現場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）實(shí)時(shí)完成指定的任務(wù)。
圖4 BMS HIL系統用戶(hù)界面配置
圖5 應用LabVIEW仿真接口工具包的電池模型 電池槽電壓、電池溫度和從電池模型中產(chǎn)生的電池組電流，均可利用FPGA來(lái)仿真實(shí)現。因為FPGA能夠提供高速的性能，我們能提高從每個(gè)電池組生成的電流的反應速度。
圖6 使用FPGA生成源自電池模型的電池槽電壓輸出 測試方案實(shí)施 通過(guò)使用NI TestStand（見(jiàn)圖7），我們能依次布置各種發(fā)生于電池系統的錯誤情況和相應的配置，從而簡(jiǎn)化自動(dòng)測試方案。
圖7：使用FPGA生成指定溫度和電流輸出
圖8 應用NI TestStand執行自動(dòng)測試方案 結論 使用我們的BMS HIL硬件在環(huán)測試系統可以減少電動(dòng)車(chē)或混合動(dòng)力車(chē)電池測試相關(guān)的費用和風(fēng)險。該系統也提供測試環(huán)境，包括電池槽電壓、電流和溫度，這些很難共同設置。另外，應用NI產(chǎn)品可以提高硬件可靠性并減少系統開(kāi)發(fā)時(shí)間。 通過(guò)應用LabVIEW和LabVIEW仿真接口工具包，我們快速實(shí)現了用戶(hù)界面和使用了Simulink中的應用電池模型。通過(guò)NI TestStand，我們能配置許多測試案例，從而得出具有可讀性的BMS性能評估和簡(jiǎn)化的自動(dòng)測試方案。 |
