应用| 基于VT的桌面式VCU HiL及BMS HiL测试系统
基于HiL（硬件在環）的新能源三電系統（VCU BMS MCU）測試，對于大家來說已經不是一個陌生的概念。隨著基于V模型的開發流程的逐步普及，針對控制器在HiL階段的測試也得到了越來越多的重視。同時，隨著測試經驗的逐步增多和測試內容的逐步細化，針對HiL系統的要求，也慢慢的發生著改變。
越來越多的主機廠和供應商逐步開始從追求大而全的HiL方案，向小而巧的HiL方案轉變。下面我們將舉一些事例，展示一下北匯信息是如何在不同的應用場景下，采用小而巧的HiL配置為客戶提供便捷的測試方案的。
針對VCU或者BMS主板，他們有幾個共同的特征：- 外圍硬件IO資源較少相對傳統的車身域控制器或者發動機控制器，VCU或者BMS需要的外圍硬件IO資源就要少了很多，一個便攜式的桌面式HiL完全能夠滿足測試需求。- 控制策略中大部分是邏輯判斷和故障響應這部份可能占了一半甚至更多的測試用例，所以一個方便基于狀態制定測試用例的平臺和能夠集成故障注入功能的板卡極為重要。- 功能按照模塊劃分，不同功能大部分可獨立進行測試這樣，HiL系統就可以進一步細化和簡化，用以對某個或某幾個功能的開環，或者閉環的測試。
針對上面的分析，我們采用了基于Vector VT系統的桌面式桌面式HiL系統，用于VCU、BMS主板的測試，其具有低成本，小型化，方便拓展的優點，受到越來越多客戶的青睞。VT系統也能夠非常好的滿足上面的三點需求。
桌面式的HiL系統
VT系統采用模塊化的設計，板卡覆蓋模擬量輸入、輸出，數字量輸入、輸出，電阻仿真及負載仿真等。通信仿真可以沿用Vector VN16系列CAN卡。其板卡資源可以完全覆蓋到VCU或者BMS主板的測試，無需外圍信號調理。同時板載的故障注入功能，無需額外的故障注入板卡，就能進行故障注入測試，這是此HiL系統能夠桌面化和進行便攜式操作的保障。
VT機箱采用12卡槽設計，通常針對VCU或BMS，5~8個卡槽的板卡資源就可以完全滿足測試要求，剩余卡槽還可用于后續擴展。板卡配置無縫集成在CANoe中，它極大地簡化了HIL測試系統的設置，把連接I/O通道所需的所有電路組件集成在一個模塊中，可實現被測對象所需信號的仿真、采集和故障注入功能。
北匯信息也根據不同客戶的需求，提供PDU用以電源分配、安全防護，和不同程控電源的集成以及GUI界面開發。
桌面式VCU HIL測試系統GUI界面示例
便利的可基于狀態跳轉的測試用例編輯平臺
前面我們分析，VCU或者BMS主板的控制策略中基于狀態的邏輯判斷可能占了一半或者更多的比重。所以一個能夠定義時序和狀態的測試用例編輯工具，對于測試用例的設計尤為重要。Vector的測試用例編輯工具vTESTstudio正是這樣一款軟件，能夠極大地提高測試用例的編輯質量與效率。
vTESTstudio功能基于表格的測試用例編輯工具適用于基于時間的順序測試，如各種條件觸發及響應，基于圖形和狀態的測試用例編輯工具，適用于復雜的控制邏輯跳轉，如BMS的高壓上下電邏輯或者故障狀態跳轉的測試。
可拆分的功能模塊測試
測試方案永遠對應著測試需求。測試方法可能是開環，可能是閉環，測試范圍可能是功能模塊，可能是系統。很多客戶在提測試需求的時候，往往是想要一個大而全的系統，但是實際測試過程中，卻是針對單一功能模塊或者簡單開環調試占了大多數。因此容易造成資源上的浪費。而VT系統的模塊化設計既可以建立簡單的測試設置，又可以擴展為復雜的測試解決方案。
以BMS的充電過程測試為例，該功能是BMS中相對獨立的一個功能，傳統測試既需要電池包，有需要充電樁，測試起來十分繁瑣，且效率低下。而采用VT的桌面化測試方案，只需要非常少的硬件資源，采用如下圖所示的硬件資源模擬充電接口，采用CANoe Option .J1939進行充電過程報文交互仿真，就可以完成針對BMS充電過程完整的功能及故障響應測試。
充電接口模擬舉例
這便是獨立的功能模塊測試案例。在此基礎上，當我們的測試范圍增加，我們也可以通過增加硬件配置的方式實現。如我們可以增加VT2710用于基于SPI的主從通信測試，增加VT1004進行繼電器控制測試，增加keysight電芯模擬器覆蓋從板測試等等，一步步滿足BMS集成測試需求。
再比如VCU，可以純粹開環調試，用于測試基于輸入的響應。這種測試場景在CANoe中實現極為便捷，所有板卡的配置均以圖形化的方式集成在CANoe中，用戶即使沒有任何編程基礎，也可以方便的進行操作。當然也可以通過MATLAB/Simulink將車輛動力學模型編譯生成DLL文件導入到CANoe中，在實時機 RT-RACK中運行，和VCU進行閉環測試。此外CANoe也針對不同的商業車輛模型提供接口，進而進一步提高仿真精度，完成VCU在特定運行工況的功能測試、協調控制測試、通信測試及各類故障模式下的測試。
以上所有的功能都可以基于桌面化的VT HiL系統實現。而這樣一套系統的成本，往往只有傳統機柜式HiL的一半甚至更少。
總結
桌面式的VT HiL系統可謂是麻雀雖小，五臟俱全。針對VCU和BMS的主板測試，其成本效益更是得到了充分的體現。隨著客戶針對測試需求的逐步細分，這種簡單、便捷，能夠滿足特定功能需求而又擴展性良好的HiL測試方案得到了越來越多客戶的認可。北匯信息可以為客戶提供相應的測試方案和測試系統搭建，以及相關測試服務，歡迎咨詢。
參考文獻：
[1]Vector China: https://www.vector.com/cn/zh/products/products-a-z/hardware/vt-system/
[2] Keysight Technologies:Secure and Precise Testing of Battery Management Systems
[3] Vector China: 基于CANoe實現BMS閉環HIL測試系統
文中圖片部分來源于Vector中國和Keysight官網。
作者：北匯信息-卓金堯、陳辰
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的应用| 基于VT的桌面式VCU HiL及BMS HiL测试系统的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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