CN112859800A - 供氢系统硬件在环测试系统 - Google Patents

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刘秀会
张国强
贾能铀
杨绍军
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Abstract

本发明提供了一种供氢系统硬件在环测试系统，包括：测试用例装置，用于对述供氢系统的工作状态进行仿真；硬件在环仿真主机，连接至测试用例装置，用于生成用于模拟供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据；待测控制器，用于输出控制数据及对测试数据进行检测和处理；测试装置，用于将生成的测试数据反馈至待测控制器，以供待测控制器对测试数据进行实时检测和处理。消除了因高压存储和氢气易燃易爆所带来的测试危险，使得测试过程不存在测试危险；当然，也扩大了测试范围，为后期供氢系统的应用失败因素进行了提前识别，以便做出相应处理措施；此外，在该测试过程中，测试环境和测试用例可重复利用，降低了测试成本，也缩短了测试周期。

Description

供氢系统硬件在环测试系统
技术领域
本发明涉及供氢系统领域，特别涉及一种供氢系统硬件在环测试系统。
背景技术
随着全球化石能源测越来越枯竭，开发利用新能源氢能已经迫在眉睫，氢气是一种效能高、低污染的清洁能源，其应用广泛，可用于直接燃烧、氢燃料电池等，是目前科研与应用的焦点之一，而车载供氢装置是供氢系统汽车上不可缺少的重要部件。
而在现有技术中，都是利用车载供氢装置的真实装置进行实物测试。由于车载供氢装置大部分为高压储存和氢气，属于易燃易爆品，所以利用实物测试时具有一定危险。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种供氢系统硬件在环测试系统，其克服了以上技术问题。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种供氢系统硬件在环测试系统，包括：测试用例装置，用于对述供氢系统的工作状态进行仿真，以生成所述供氢系统的实时测试用例；硬件在环仿真主机，连接至所述测试用例装置，用于根据所述测试用例装置输出的所述实时测试用例，生成用于模拟所述供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据；待测控制器，用于输出控制数据及对测试数据进行检测和处理；测试装置，连接于所述硬件在环仿真主机及所述待测控制器之间，用于根据接收的控制数据对所述硬件在环仿真主机输出的实体工作模型仿真数据进行实时测试，并将生成的所述测试数据反馈至所述待测控制器，以供所述待测控制器对所述测试数据进行实时检测和处理。
可选的，还包括：用于对所述测试装置的数据进行检测和处理的信号检测装置和接口装置；所述信号检测装置通过所述接口装置与所述测试装置相连；而且，所述待测控制器与所述接口装置、所述故障生成装置及所述信号检测装置均构成连接；而且，所述接口装置用于数据及信号传输。
可选的，还包括：故障生成装置，通过所述接口装置与所述测试装置相连。
可选的，所述信号检测装置还用于传输仿真信号及传感器信号。
可选的，还包括：显示控制装置，与所述测试装置、所述硬件在环仿真主机、及所述待测控制器均构成连接。
可选的，所述显示控制装置为触摸式显示控制装置。
可选的，所述实体工作模型包括以下多项中的一项或多项：压力变化模型、阀体控制模型、温度变化模型、流量模型和加氢模型。
本发明的有益效果为：通过测试用例装置对述供氢系统的工作状态进行仿真，并通过硬件在环仿真主机基于测试用例装置提供的测试用例生成表征供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据，再通过测试装置基于待测控制器输出的控制数据对该实体工作模型仿真数据进行实时测试，得到测试数据，并通过测试装置将该测试数据输出至待测控制器，以供该待测控制器对测试数据进行检测和处理，从而实现对供氢系统进行仿真实时处理。从而，实现了通过软件仿真以避免了实物测试，即：消除了因高压存储和氢气易燃易爆所带来的测试危险，使得测试过程不存在测试危险；当然，也扩大了测试范围，为后期供氢系统的应用失败因素进行了提前识别，以便做出相应处理措施；此外，在该测试过程中，测试环境和测试用例可重复利用，降低了测试成本，也缩短了测试周期；当然，也可以缩短供氢系统的开发周期。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例供氢系统硬件在环测试系统的结构示意图。
其中，110、硬件在环仿真主机；120、测试用例装置；130、测试装置；140、接口装置；150、信号检测装置；160、故障生成装置；170、待测控制器；180、显示控制装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通过技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于理解本发明实施例，下面通过几个具体实施例对本发明的结构进行详细的阐述。
图1为本申请实施例供氢系统硬件在环测试系统的结构示意图。根据图1所示，本发明第一实施例提供了一种供氢系统硬件在环测试系统，包括：测试用例装置120、硬件在环仿真主机110、测试装置130和待测控制器170。其中，该供氢系统可为车用供氢系统，而且，该测试用例装置120、硬件在环仿真主机110、测试装置130和待测控制器170依次连接。
其中，该测试用例装置120用于对述供氢系统的工作状态进行仿真，以生成所述供氢系统的实时测试用例，而且，该测试用例装置120将该实时测试用例发送至硬件在环仿真主机110；
该硬件在环仿真主机110用于模拟所述供氢系统的实体工作模型，并该硬件在环仿真主机110根据测试用例装置120输出的实时测试用例，生成用于模拟所述供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据，该硬件在环仿真主机110将该实体工作模型仿真数据传输至测试装置130；
其中，该实体工作模型仿真数据为模拟供氢系统的动态响应特性的实体工作模型。
而且，该实体工作模型包括以下多项中的一项或多项：压力变化模型、阀体控制模型、温度变化模型、流量模型和加氢模型。
而且，该待测控制器170输出控制数据至测试装置130，并对测试装置130输出的测试数据进行检测和处理。
而该测试装置130接收硬件在环仿真主机110输出的实体工作模型仿真数据和待测控制器170输出的控制数据进行实时处理处理，并且，依据控制数据对实体工作模型仿真数据进行实时测试，得到测试数据。然后，将该测试数据输出值传输给待测控制器，以通过该待测控制器170对测试数据进行检测和处理，从而实现对供氢系统进行仿真实时处理。
就此，通过测试用例装置120对述供氢系统的工作状态进行仿真，并通过硬件在环仿真主机110基于测试用例装置120提供的测试用例生成表征供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据，再通过测试装置130基于待测控制器170输出的控制数据对该实体工作模型仿真数据进行实时测试，得到测试数据，并通过测试装置130将该测试数据输出至待测控制器，以供该待测控制器170对测试数据进行检测和处理，从而实现对供氢系统进行仿真实时处理。从而，实现了通过软件仿真以避免了实物测试，即：消除了因高压存储和氢气易燃易爆所带来的测试危险，使得测试过程不存在测试危险；当然，也扩大了测试范围，为后期供氢系统的应用失败因素进行了提前识别，以便做出相应处理措施；此外，在该测试过程中，测试环境和测试用例可重复利用，降低了测试成本，也缩短了测试周期；当然，也可以缩短供氢系统的开发周期。
在另一实施例中，该供氢系统硬件在环测试系统还包括：接口装置140和用于对所述测试装置130的数据进行检测和处理的信号检测装置150；其中，该信号检测装置150通过接口装置140与测试装置130相连；而且，所述待测控制器170与所述接口装置140及所述信号检测装置150均构成连接。
具体的，该接口装置140连接于测试装置130与待测控制器170之间，而且，该待测控制器170与信号检测装置150构成连接，该信号检测装置150也与该接口装置140连接。
其中，该接口装置140包括但不限于：I/O接口。
在本实施例中，该信号检测装置150还用于传输仿真信号及传感器信号。即：该供氢系统硬件在环测试系统可以直接连接至供氢装置，以对该供氢装置进行测试；当然，该供氢系统硬件在环测试系统也可模拟供氢系统，以对该供氢系统进行测试。
而且，该测试装置130通过经接口装置140传来的控制对硬件在环仿真主机110输出的实体工作模型仿真数据进行实时处理处理，再将数据得到的测试数据通过接口装置140与待测控制器170进行数据交互，通过待测控制器170对测试数据进行检测和处理，从而实现对供氢系统进行仿真实时处理。
在另一实施例中，该供氢系统硬件在环测试系统还包括：故障生成装置160，该故障生成装置160通过接口装置140与测试装置130相连。
在本实施例中，其中一种实施方式为：该待测控制器170输出控制数据，并经接口装置140输出至故障生成装置160，以供所述故障生成装置160响应该控制数据，以注入故障数据至实体供氢系统或模拟供氢系统模型，使得对应的供氢系统基于注入的故障数据运行，从而生成对应的故障测试数据。而且，该故障生成装置160将该故障测试数据经接口装置140反馈至待测控制器170。
当然，在另一实施例中，该控制数据可由待测控制器170直接输出至故障生成装置160。
在另一实施例中，该故障测试数据可由故障生成装置160直接输出至待测控制器170。
在另一实施例中，该供氢系统用测试用例还包括：显示控制装置180，该显示控制装置180与所述测试装置130、所述硬件在环仿真主机110、及所述待测控制器170均构成连接。
在另一实施例中，所述显示控制装置180为触摸式显示控制装置。在本实施例中，并不对该触摸式显示控制装置进行具体限定，其包括但不限于以下多项中的一项或多项：PC、笔记本PC、平板PC、智能手机、可穿戴设备、嵌入式设备或其任何组合。
具体的，该供氢系统硬件在环测试系统主要用于对供氢系统的工作状态进行测试，特别针对车用供氢系统的特定模块，例如待测控制器170。如图1所示，该供氢系统硬件在环测试系统包括：用于仿真车用供氢工作状态的测试用例装置120、用于模拟供氢系统实体的硬件在环仿真主机110和用于测试硬件在环仿真主机110输出的实体工作模型仿真数据的测试装置130，该测试用例装置120的输出端与硬件在环仿真主机110的输入端相连，该硬件在环仿真主机110的输出端与测试装置130的输入端相连。
其中，该硬件在环仿真主机110主要包括：实体工作模型和仿真主机，实现在环离线仿真，并辨识供氢系统参数；仿真主机运行该实体工作模型，并用Simulink生成供氢系统模型的DLL文件，通过主机下载到测试装置130中。供氢系统模型中包括压力变化模型、阀体控制模型、温度变化模型、流量模型、加氢模型，对供氢系统的具体工作过程进行全面测试。测试用例装置120主要用于仿真实体工作模型中的一种或多种模型的实际运行工况，并向仿真主机输入测试用例，得到实体工作模型的动态响应特性。
而测试装置130建立实体工作模型的实时动态仿真模型，并通过LabVIEW下载仿真主机中的DLL文件，建立实时动态模型，并设置好实时动态模型的输入输出接口。在该实时动态模型下实现实体工作模型、测试装置130、待测控制器170的无缝结合、I/O接口的确定与标定，并完成对供氢系统的实时处理和数据采集。此外，在I/O接口和待测控制器170之间插入故障生成装置160，信号检测装置150用来检测仿真或真实传感器的数据。
故障生成装置160用于为测试装置130在正常运行和故障状态之间切换接口信号，实现各种故障的模拟，全面检验待测控制器170的鲁棒性和可靠性，并对控制参数进行初步优化、标定等；故障生成装置160还设置保护装置，保证了供氢系统硬件在环测试系统本身的安全性。
此外，若在供氢系统中设置仿真主机，则可实现对供氢系统进行实时处理，反应供氢系统的动态响应特性，从而降低了测试成本，具有良好的扩展性和通用性。
其中，显示控制装置180用于呈现用户界面，显示控制装置180的运行参数和待测控制器170性能参数，并用于对数据进行操作，例如保存、访问、分析和计算。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、低”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，包括：
测试用例装置(120)，用于对述供氢系统的工作状态进行仿真，以生成所述供氢系统的实时测试用例；
硬件在环仿真主机(110)，连接至所述测试用例装置(120)，用于根据所述测试用例装置(120)输出的所述实时测试用例，生成用于模拟所述供氢系统的动态响应特性的实体工作模型仿真数据；
待测控制器(170)，用于输出控制数据及对测试数据进行检测和处理；
测试装置(130)，连接于所述硬件在环仿真主机(110)及所述待测控制器(170)之间，用于根据接收的控制数据对所述硬件在环仿真主机(110)输出的实体工作模型仿真数据进行实时测试，并将生成的所述测试数据反馈至所述待测控制器(170)，以供所述待测控制器(170)对所述测试数据进行实时检测和处理。
2.根据权利要求1所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，还包括：接口装置(140)和用于对所述测试装置(130)的数据进行检测和处理的信号检测装置(150)；
所述信号检测装置(150)通过所述接口装置(140)与所述测试装置(130)相连；而且，所述待测控制器(170)与所述接口装置(140)、所述故障生成装置(160)及所述信号检测装置(150)均构成连接；
而且，所述接口装置用于数据及信号传输。
3.根据权利要求2所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，还包括：
故障生成装置(160)，通过所述接口装置(140)与所述测试装置(130)相连。
4.根据权利要求2所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，所述信号检测装置(150)还用于传输仿真信号及传感器信号。
5.根据权利要求1所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，还包括：
显示控制装置(180)，与所述测试装置(130)、所述硬件在环仿真主机(110)、及所述待测控制器(170)均构成连接。
6.根据权利要求5所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，所述显示控制装置(180)为触摸式显示控制装置。
7.根据权利要求1所述的供氢系统硬件在环测试系统，其特征在于，所述实体工作模型包括以下多项中的一项或多项：压力变化模型、阀体控制模型、温度变化模型、流量模型和加氢模型。
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