CN205121329U - 一种电动车硬件在环测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动车硬件在环测试系统，包括至少包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一控制器连接第一测试组件，所述第二控制器连接第二测试组件，所述第一测试组件和所述第二测试组件分别与用于配置测试环境的测试控制器连接，所述测试控制器连接测试上位机。该方案中，通过第一测试组件对第一控制器进行测试，通过第二测试组件对第二控制器进行测试，这样就可以实现对多个控制器同时进行测试，如对电池管理系统和整车控制器进行测试，不仅提高了测试效率，而且针对实体设备的测试效果更真实。相比单控制器的硬件在环测试系统，该方案更贴近实车仿真环境，对两个控制器同时测试，缩短开发周期，节约开发成本。

Description

一种电动车硬件在环测试系统

技术领域

本实用新型涉及电动车测试领域，具体涉及一种电动车硬件在环测试系统。

背景技术

随着汽车技术的发展和普及，汽车拥有量越来越多，其导致的环境问题也日益突出。新能源汽车被广泛认为是解决汽车尾气污染和石油能源短缺等问题的主要途径之一。新能源汽车整车的动力系统主要有动力电池、动力电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)、驱动电机、电机控制器(MCU，MotorControlUnit)、整车控制器(VCU，VehicleControlUnit)、发动机、发动机控制器(ECU，ElectronicControlUnit)组成。随着新能源汽车的快速发展，对其动力系统核心零部件的产品性能、可靠性要求也越来越重要。

为了保证这些核心部件的性能，对其特性进行多方面的测试是必须的。整车控制器(VCU)和电池管理系统(BMS)是新能源汽车的关键技术，整车控制器(VCU)是新能源汽车的核心，主要负责各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性；BMS主要负责监测和分析电池组电压、电流等状态，保护动力电池组防止安全事故发生，并对电池充放电控制进行管理，因此对其进行测试是必不可少的。硬件在环测试技术是把开发的待验证的实际样机，利用计算机接口嵌入到硬件在环仿真环境中，并要求软硬件实时运行，从而模拟整个系统的运行情况，及早发现控制器软件存在的缺陷，提高控制器软件质量，缩短开发周期，节约开发成本。

目前的测试系统中，整车控制器(VCU)和电池管理系统(BMS)需要分别进行测试，对整车控制器进行测试时，需要在其测试环境中建立电池管理系统的模型，而对电池管理系统进行测试时，则需要在其测试环境中建立整车控制器的测试模型。这样就需要两次测试才能完成对整车控制器(VCU)和电池管理系统(BMS)的测试，此外，由于整车控制器(VCU)和电池管理系统(BMS)都是单独测试的，在测试其中一个时另外一个使用的事虚拟模型，并不是真实的设备，因此并不能真实的体现整车控制器(VCU)和电池管理系统(BMS)的性能，测试效果差。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的整车控制器和电池管理系统需要分别进行测试，测试过程复杂、效果差的缺陷。

本实用新型提供一种电动车硬件在环测试系统，至少包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一控制器连接第一测试组件，所述第二控制器连接第二测试组件，所述第一测试组件和所述第二测试组件分别与用于配置测试环境的测试控制器连接，所述测试控制器连接测试上位机。

优选地，还包括一个或多个第三控制器，所述第三控制器连接第三测试组件，所述第三测试组件与所述测试控制器连接。

优选地，所述测试控制器包括用于配置第一控制器测试环境的主控板和用于配置第二控制器测试环境的仿真工控机，所述主控板与所述第一测试组件连接，所述仿真工控机与所述第二测试组件连接；所述上位机包括与所述主控板连接的所第一上位机和/或与所述仿真工控机连接的第二上位机。

优选地，所述第一控制为电池管理系统，所述第二控制器为整车控制器。

优选地，所述第一测试组件包括第一通信板卡、第一可控电源和第一测试板卡组件，所述第一通信板卡的两端分别连接电池管理系统和主控板，所述第一可控电源与所述电池管理系统和主控板分别连接，所述第一测试板卡组件的两端分别连接电池管理系统和主控板。

优选地，所述第二测试组件包括第二通信板卡、第二可控电源和第二测试板卡组件，所述第二通信板卡的两端分别连接整车控制器和仿真工控机，所述第二可控电源与所述整车控制器和仿真工控机分别连接，所述第二测试板卡组件的两端分别连接整车控制器和仿真工控机。

优选地，所述第二测试板卡组件或第一测试板卡组件包括数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡、故障模拟板卡中的一个或多个。

优选地，在所述第一通讯板卡和所述第一上位机之间设置有标定工具。

优选地，在所述第二通讯板卡和第二上位机之间设置有标定工具。

优选地，所述标定工具与所述第二上位机通过USB接口连接，所述标定工具和所述第二通讯板卡通过CAN接口连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供一种电动车硬件在环测试系统，包括至少包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一控制器连接第一测试组件，所述第二控制器连接第二测试组件，所述第一测试组件和所述第二测试组件分别与用于配置测试环境的测试控制器连接，所述测试控制器连接测试上位机。该方案中，通过第一测试组件对第一控制器进行测试，通过第二测试组件对第二控制器进行测试，这样就可以实现对多个控制器同时进行测试，如对电池管理系统和整车控制器进行测试，都采用的是实体设备，通过对整车控制器和电池管理系统进行联合测试，不仅提高了测试效率，而且针对实体设备的测试效果更真实。相比单控制器的硬件在环测试系统，该方案更贴近实车仿真环境，对两个控制器同时测试，缩短开发周期，节约开发成本。

2.本实用新型所述电动车硬件在环测试系统，还包括标定工具，设置在第一通讯板卡和所述第一上位机之间，或者设置在第二通讯板卡和所述第二上位机之间，通过标定工具可以对测试过程中的一些参数进行主动修改，保证测试正常进行，标定工具还可以通过CAN总线读取内部的观测量的测量值，使得测试过程更加直观。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中的电动车硬件在环测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中的电动车硬件在环测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种电动车硬件在环测试系统，可用于电动车中，对多个控制器进行联合测试。如图1所示，本实施例中该系统包括第一控制器和第二控制器，其中第一控制器是电池管理系统，第二控制器是整车控制器。所述电池管理系统和所述整车控制器连接，如可以选择通CAN总线连接，当然也可以选择现有技术中的其他总线连接方式。所述电池管理系统连接第一测试组件，用于对电池管理系统进行测试，该第一测试组件可以设置在第一测试机柜内。所述整车控制器连接第二测试组件，用于整车控制器进行测试。该第二测试组件可以设置在第二测试机柜内。当然，在其他的实施方案中，为了简化机柜设置，也可以将第一测试组件和第二测试组件设置在同一机柜内。

所述第一测试组件和所述第二测试组件分别与用于配置测试环境的测试控制器连接，本实施例中所述测试控制器包括用于配置第一控制器测试环境的主控板和用于配置第二控制器测试环境的仿真工控机，主控板设置在第一测试机柜内，与第一测试组件连接。仿真工控机设置在第二测试机柜内，与第二测试组件连接。在其他的实施方案中，所述测试控制器可以只是一个控制器，其中设置有对第一控制器进行测试的模型和对第二控制器进行测试的模型，可以实现对第一控制器和第二控制器的联合测试，此时上位机也只有一个，与所述测试控制器连接，简化了设备数量。

本实施例中，为了对测试进行配置或观测，可以将第一测试组件或第二测试组件连接上位机，在其他的实施方案中，还可以都连接上位机，即将第一测试组件连接第一上位机，所述第二测试组件连接第二上位机。作为一种连接方式，所述第一上位机通过以太网与所述第一测试机柜连接，所述第二上位机通过以太网与所述第二测试机柜连接。在其他的实施方案中，也可以选择其他的连接方式。

该方案中，通过第一测试机柜和第一上位机对电池管理系统进行测试，通过第二测试机柜和第二上位机对整车控制器进行测试，整车控制器和电池管理系统通过CAN总线连接，这样就可以实现电池管理系统和整车控制器同时进行测试，而且电池管理系统和整车控制器都采用的是实体设备，通过对整车控制器和电池管理系统进行联合测试，不仅提高了测试效率，而且针对实体设备的测试效果更真实。相比单控制器的硬件在环测试系统，该方案更贴近实车仿真环境，对两个控制器同时测试，缩短开发周期，节约开发成本。

作为一种实现方式，在所述第一测试机柜内设置有主控板、第一通信板卡、第一可控电源和第一测试板卡组件，所述第一通信板卡的两端分别连接电池管理系统和主控板，所述第一可控电源与所述电池管理系统和主控板分别连接，所述第一测试板卡组件的两端分别连接电池管理系统和主控板。此处的第一测试板卡组件包括数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡和故障模拟板卡，在其他的实施例中也可以只包括其中的一个或多个，或者根据需要增加其他的测试板卡。

在所述第二测试机柜内设置有仿真工控机、第二通信板卡、第二可控电源和第二测试板卡组件，所述第二通信板卡的两端分别连接整车控制器和仿真工控机，所述第二可控电源与所述整车控制器和仿真工控机分别连接，所述第二测试板卡组件的两端分别连接整车控制器和仿真工控机。此处的第二测试板卡组件包括数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡、故障模拟板卡，在其他的实施方案中还可以包括其中的一个或多个，或者根据需要增加其他的测试板卡。

在其他的实施方案中，如果第一测试组件和第二测试组件设置在同一个机柜内，其中的一些部件也可以实现复用，如可控电源可以只设置一个，通过复用简化设备的数量。此处可以根据需要进行设备的复用。

作为优选的方案，还包括标定工具，可以选择设置在所述第一测试机柜和所述第一上位机之间，用于连接第一通讯板卡和第一上位机。在其他的实施方案中，标定工具也可以设置在所述第二测试机柜和第二上位机之间，用于连接第二通讯板卡和第二上位机。通过标定工具可以对测试过程中的一些参数进行主动修改，保证测试正常进行，标定工具还可以通过CAN总线读取内部的观测量的测量值，使得测试过程更加直观。作为一种具体的连接方式，所述标定工具与所述第一上位机或第二上位机通过USB接口连接，所述标定工具和所述第一测试机柜或第二测试机柜通过CAN接口连接。

当然，在其他的实现方案中，还可以包括一个或多个第三控制器，所述第三控制器连接第三测试组件。可以实现第三控制器和上述两个其他控制器的联合测试，提高测试效率和测试效果。

实施例2：

本实施例中提供一种具体的电动车硬件在环测试系统，如图2所示，包括电池管理系统(BMS)、整车控制器(VCU)、两个测试上位机、两个测试机柜及标定工具。电池管理系统与测试机柜通过线束连接，整车控制器与测试机柜同样通过线束连接，测试上位机与测试机柜通过以太网连接，整车控制器与电池管理系统之间通过CAN线连接，标定工具与上位机通过USB口连接，标定工具与测试机柜通过CAN口连接。

本实施例中，整车控制器与电池管理系统都是真实的控制器，是待测对象，他们之间通过CAN线连接，测试过程中通过CAN总线进行通讯；整车控制器与电池管理系统通过线束分别与各自的测试机柜相连，需要参照控制器引脚定义与测试机柜引脚定义进行对照连接。

本实施例中，与电池管理系统BMS相连的第一测试机柜包括主控板、可编程电源(作为第一可控电源)、数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡、故障模拟板卡、CAN通讯板卡(作为第一通讯板卡)。主控板中包含的代码有动力电池模型代码、从控板及其控制模型代码，通过运行主控板中的程序来模拟真实的电池单体、高压电路、绝缘检测电路、从控板及其控制部分等，板卡配置需在上位机中进行操作，测试机柜中由主控板控制其他板卡的工作。可编程电源给BMS提供24V供电；数字信号板卡模拟BMS需要的数字输入信号、采集BMS发出的数字输出信号；模拟信号板卡用来产生BMS需要的模拟输入信号、采集BMS发出的模拟输出信号；负载板卡用来模拟继电器等部件，当BMS发出控制命令时，可以看到负载板卡相应通道灯点亮或熄灭；故障模拟板卡用来模拟常见故障：短路、反接、断路、虚接等故障；CAN通讯板卡负责模拟BMS内部CAN报文发送给BMS，接收并转换BMS发送过来的CAN信息。

本实施例中，电池管理系统BMS的第一测试机柜通过以太网与上位机相连，在该上位机中可观测动力电池组总电压、总电流、单体状态、高压状态、充放电功率等测试结果、记录测试数据、并生成测试报告，进行整车控制器VCU与电池管理系统BMS联合测试的过程中，测试用例仅在整车控制器VCU的上位机中编写运行，无需在电池管理系统BMS上位机中重复运行；测试机柜中主控板中的程序需要通过上位机建立模型，包括动力电池模型、从控板及其控制模型、板卡接口配置模块，建立完成编译下载到主控板中。

本实施例中，与整车控制器VCU相连的第二测试机柜包括仿真工控机、可编程电源(第二可控电源)、数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡、故障模拟板卡、CAN通讯板卡(作为第二通讯板卡)。仿真工控机中包含的代码有整车环境模型代码、板卡配置及CAN通讯配置代码，通过运行仿真工控机中的程序来模拟除电池管理系统BMS和动力电池以外的整车环境，整车环境模型包含被控对象模型和虚拟控制器模型，本实施例中的被控对象主要包括电机、附件、整车、道路工况，虚拟控制器模型主要是电机控制器；板卡配置及CAN通讯配置需要在上位机中进行操作；测试机柜中由仿真工控机控制其他板卡的工作。可编程电源给VCU提供24V供电；数字信号板卡模拟VCU需要的数字输入信号、采集VCU发出的数字输出信号；模拟信号板卡用来产生整车控制器VCU需要的模拟输入信号；负载板卡用来模拟继电器、指示灯等部件；故障模拟板卡用来模拟常见故障：短路、反接、断路、虚接等故障；CAN通讯板卡负责模拟CAN报文发送给整车控制器VCU，接收并转换整车控制器VCU发送过来的CAN信息。

本实施例中，整车控制器VCU连接的第二测试机柜通过以太网与上位机相连，整车环境模型、板卡配置及CAN通讯配置在上位机中建立，建立完成编译下载到仿真工控机中。在上位机中进行测试用例编辑及自动工况运行，并观测结果、记录数据。

本实施例中的标定工具与整车控制器VCU对应的测试上位机通过USB口连接，标定工具与整车控制器VCU测试机柜通过CAN口连接，采用标准的CCP协议，可对测试过程中，整车控制器VCU和电池管理系统BMS的数据实时读写。

该电动车硬件在环测试系统对应的测试方法为：以模拟车辆运行过程为例，在测试过程中，首先让两个测试上位机同时工作，在整车控制器VCU的上位机中运行测试用例，整车控制器VCU测试设备仿真工控机控制板卡供电，并产生钥匙开关、点火、档位、油门踏板等电信号给整车控制器VCU，整车控制器VCU通过CAN线向电池管理系统BMS发送上高压电命令，同时接收电池管理系统BMS回馈的信号数据；电池管理系统BMS控制虚拟电池模型预充、正负继电器闭合，虚拟仿真模型将电池单体电压、电流、电池包总压通过模拟板卡以电信号方式反馈给电池管理系统BMS，上高压完成后，电池管理系统BMS反馈给整车控制器VCU电池状态、高压回路状态以及可用的充放电功率，整车控制器VCU再根据这些信息和油门踏板开度进行扭矩计算，把扭矩指令发送给虚拟的整车环境模型控制电机运转，虚拟环境模型将电机转速、扭矩、输出功率、车速等信号反馈给整车控制器VCU，整车控制器VCU将电机输出功率等信息反馈给电池管理系统BMS进行电池包的耗电计算，实现了整个硬件在环测试系统的控制过程。

本发明中硬件在环测试系统可同时对VCU和BMS进行联合测试，也可分开使用，单独对其中一个控制器进行测试，对单独控制器测试时，在上位机中需要建立缺少的那部分环境模型。整套测试系统方便灵活，节省测试时间，缩短整个开发周期，节约开发成本。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电动车硬件在环测试系统，其特征在于，至少包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器和所述第二控制器连接，所述第一控制器连接第一测试组件，所述第二控制器连接第二测试组件，所述第一测试组件和所述第二测试组件分别与用于配置测试环境的测试控制器连接，所述测试控制器连接测试上位机。

2.根据权利要求1所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，还包括一个或多个第三控制器，所述第三控制器连接第三测试组件，所述第三测试组件与所述测试控制器连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述测试控制器包括用于配置第一控制器测试环境的主控板和用于配置第二控制器测试环境的仿真工控机，所述主控板与所述第一测试组件连接，所述仿真工控机与所述第二测试组件连接；所述上位机包括与所述主控板连接的所第一上位机和/或与所述仿真工控机连接的第二上位机。

4.根据权利要求3所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述第一控制器为电池管理系统，所述第二控制器为整车控制器。

5.根据权利要求4所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述第一测试组件包括第一通信板卡、第一可控电源和第一测试板卡组件，所述第一通信板卡的两端分别连接电池管理系统和主控板，所述第一可控电源与所述电池管理系统和主控板分别连接，所述第一测试板卡组件的两端分别连接电池管理系统和主控板。

6.根据权利要求5所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述第二测试组件包括第二通信板卡、第二可控电源和第二测试板卡组件，所述第二通信板卡的两端分别连接整车控制器和仿真工控机，所述第二可控电源与所述整车控制器和仿真工控机分别连接，所述第二测试板卡组件的两端分别连接整车控制器和仿真工控机。

7.根据权利要求6所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述第二测试板卡组件或第一测试板卡组件包括数字信号板卡、模拟信号板卡、负载板卡、故障模拟板卡中的一个或多个。

8.根据权利要求5所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，在所述第一通讯板卡和所述第一上位机之间设置有标定工具。

9.根据权利要求6所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，在所述第二通讯板卡和第二上位机之间设置有标定工具。

10.根据权利要求9所述的电动车硬件在环测试系统，其特征在于，所述标定工具与所述第二上位机通过USB接口连接，所述标定工具和所述第二通讯板卡通过CAN接口连接。