底盘域HIL测试系统
现如今,各家车企不仅将这种配置打到“家人价”,还纷纷给自己的底盘技术起了名字,像比亚迪就云辇底盘,智己有灵蜥底盘,华为有途灵底盘,吉利有AI数字底盘,蔚来有天行底盘,阿维塔有太行底盘,理想有魔毯底盘,奇瑞有飞鱼超感底盘,基本上每家车企都有一个底盘品牌名字。台架上安装真实的空气弹簧、减震器、电磁阀等部件,ECU输出的控制信号直接驱动这些执行器,力传感器、位移传感器、气压传感器等采集物理响应数据并回传
随着国产新能源汽车的崛起,我们可以看到在众车企新车发布时,纷纷为观众展示其底盘实力,引擎盖上放高脚杯过减速带成为基本操作。然而拥有这种配置的汽车在几年前,我们在“高端车型”上才可以感受到。现如今,各家车企不仅将这种配置打到“家人价”,还纷纷给自己的底盘技术起了名字,像比亚迪就云辇底盘,智己有灵蜥底盘,华为有途灵底盘,吉利有AI数字底盘,蔚来有天行底盘,阿维塔有太行底盘,理想有魔毯底盘,奇瑞有飞鱼超感底盘,基本上每家车企都有一个底盘品牌名字。那在这背后,究竟是什么在推动这一切的实现?
1. 智能底盘HIL测试:从虚拟到现实的安全、舒适的关键一环
一台车从设计到量产,要经历成百上千次测试。其中,底盘HIL测试堪称"虚拟试金石",它能帮助研发者在实验室里即可模拟各种极端路况,使潜在风险提前被发现。堪称汽车智能底盘研发的核心科技之一!
2. 什么是底盘HIL测试?
HIL(硬件在环)测试简单说就是:用虚拟环境模拟真实世界,让控制器"以为"自己在实车上工作。通过实时仿真技术,把底盘控制器(如转向、制动、悬架)与虚拟车辆模型连接,在实验室里完成从日常驾驶到极限工况的全场景测试。
相比传统实车测试,它能做到:
- 模拟暴雨、冰雪等极端环境
- 复现碰撞、失控等危险工况
- 不受测试场地限制,每天完成上千次重复测试
- 模拟传感器等电气故障测试
- 早期发现设计缺陷,降低研发成本
3. 为什么选择熠速
3.1 转向系统HIL测试:精准把控每一次转向
转向系统作为车辆操控的关键节点,其性能直接关乎驾驶的安全与体验,HIL测试通过多层级方案实现全面验证。
- 多样台架方案
对拧台架:
通过同轴对拧工装把高精度电机和助力电机连接在一起,高精度电机用来模拟方向盘转动及轮胎阻力的变化。当主机厂可以提供TAS传感器SENT协议信号时,搭配单电机对拧台架即可完成EPS助力功能测试;当主机厂不方便释放SENT协议时,则采用双电机对拧台架,也可验证控制器对助力大小和方向的调节精度。
总成台架:
集成手力矩电机、转向管柱、转向拉杆等真实部件,手力矩电机模拟驾驶员施加在方向盘上的力矩,负载电机模拟路面阻力。通过位移传感器、力传感器实时采集数据,结合车辆动力学模型,全面测试转向系统在不同车速、路况下的整体响应,如急转弯时的助力切换、回正性能等。
线控转向台架:
通过手力矩电机模拟驾驶员操作,路感电机模拟路面反作用力,两者形成"对拧"效应,让ECU接收到近乎真实的输入信号。同时,负载电机模拟转向执行机构的负载变化,验证线控系统在无机械备份情况下的可靠性与响应速度。
- 信号与模型支撑
- 信号层面,可仿真SENT、CAN等多种协议的传感器信号,如方向盘转角、扭矩等关键参数。
- 模型层面,基于Simulink搭建转向系统模型,结合高精度车辆动力学软件,实现从信号输入到执行器响应的全链路仿真,支持开环、闭环调试,且模型白盒交付,无加密限制。
除了以上机械台架级的HIL测试方案外,针对与转向系统也提供了信号级的HIL测试方案,用高精度的电机模型代替EPS助力电机,连接控制板即可对电机控制层级的算法进行精确测试,覆盖从信号到系统的完整测试流程。
3.2 制动系统HIL测试:筑牢安全底线
制动系统是车辆安全的"最后一道防线",HIL测试覆盖多种制动类型,确保在各种工况下可靠制动。
1. 液压制动台架方案
针对IPB(集成式电子助力制动)与RBU(冗余备份单元)系统,台架集成电动缸、力传感器、油压传感器等部件。电动缸模拟制动踏板力输入,力传感器实时监测踏板力大小,IPB控制器根据轮速信号、踏板力等参数调节制动油压,RBU冗余控制器则在主控制器失效时无缝接管,通过油压传感器和夹紧力传感器获得反馈,验证制动系统的助力效果、压力分配及冗余功能。
2. EMB(电子机械制动)技术方案
采用电机直接驱动卡钳的结构,台架包含电动缸、EMB控制器、电流传感器、夹紧力传感器等。电动缸模拟踏板动作,EMB控制器接收信号后驱动电机产生夹紧力,电流传感器监测电机工作电流,夹紧力传感器采集制动压力大小,验证制动效果。可模拟紧急制动、湿滑路面制动等场景,测试EMB系统的响应速度、控制精度及故障容错能力,如电机过热保护、传感器故障等。
3. 传感器与故障仿真
传感器仿真覆盖惯性传感器、转角传感器、轮速传感器、液位传感器等,确保控制器接收的环境与车辆状态信号精准可靠。
故障注入功能可模拟传感器失效、管路短路、电机卡滞等故障,验证控制器的诊断能力和安全应对策略。
除了以上机械台架级的HIL测试方案外,针对与制动系统也提供了信号级的HIL测试方案,用高精度的电机模型代替真实的制动电机,连接控制板即可对电机控制层级的算法进行精确测试,覆盖从信号到系统的完整测试流程。
3.3 悬架系统HIL测试:平衡舒适与操控
悬架系统影响车辆的平顺性与操控性,直接反映车辆的驾驶体验和操控安全性, HIL测试可通过多维度方案实现精准验证。
1. 信号级技术方案
针对电控空气悬架系统(ECAS),采用"纯模型"方法构建虚拟环境,高精度仿真各类传感器信号。如通过PSI5板卡仿真高度传感器、加速度传感器信号,反映车轮与车身相对位置及振动情况;采用板卡仿真气压传感器信号,模拟空气弹簧气囊压力变化;通过CAN/SPI仿真IMU传感器信号,提供车身姿态信息。同时,实时采集控制器对电磁阀、电机的驱动信号,反馈给车辆模型形成闭环,测试ECAS控制器对空气弹簧刚度、高度及减震器阻尼的调节逻辑。
2. 台架级技术方案
引入真实悬架总成与振动台架,伺服作动器根据实时仿真系统的指令,模拟不同路面激励下的车轮运动。台架上安装真实的空气弹簧、减震器、电磁阀等部件,ECU输出的控制信号直接驱动这些执行器,力传感器、位移传感器、气压传感器等采集物理响应数据并回传至仿真模型,验证悬架系统在真实负载下的性能,如颠簸路面的减震效果、转弯时的车身侧倾控制等。
- HIL系统的"四大核心"
- 硬件平台:测试精度的物理基础
想让虚拟测试和实车表现"零偏差"?硬件平台的实力是关键!熠速提供的实时系统采用模块化设计打破传统测试的边界,无论是小型研发验证还是大规模量产检测,都能灵活适配。
模块化设计可拓展无限可能
模块化系统设计,就像给系统搭了个"可生长的骨架"。小到单控制器测试,大到多系统联调,只需根据需求增减板卡或机箱。板卡即插即用,高速PCIe3.0总线为板卡和CPU之间的高速交互提供了充足的带宽,可满足不同类型的应用测试需求。
实时主机:测试系统实时性的根本保证
搭载高性能多核处理器,配合专属实时操作系统,就像给系统装了个"超算大脑"。无论是复杂的车辆动力学模型运算,还是高频信号的实时处理,都能轻松hold住。实时系统最小仿真步长可达微妙级别,可轻松保证底盘域控HIL测试所需的1ms实时仿真周期需求。系统还可配置高性能FPGA板卡,满足更高仿真速率需求(≥1MHz)。
接口灵活到"万物可连"
不用为适配不同传感器头疼!系统接口覆盖模拟信号、数字信号、总线通信等全类型,无论是电压电流信号,还是CAN/LIN等车载总线,都能即插即用。特别设计的宽压兼容能力,让0-60V范围内的信号都能精准采集,省去额外的信号转换设备,提高系统集成度和可靠性。
安全设计让测试"放一百个心"
测试系统采用38U(可根据实际需求做定制调整)标准机柜,强电弱电严格分离,线束用颜色和标签双重标识,一眼就能分清功能。内置的短路保护机制,哪怕不小心接错线,也能瞬间切断电源,保护贵重的控制器和测试设备。接地设计符合工业安全标准,有效避免电磁干扰影响测试数据。
从结构到细节,这套硬件平台就像为底盘测试量身定制的"精密实验室",让每一次虚拟测试都和实车场景严丝合缝,数据精度自然不在话下!
4.2 软件工具链:测试流程的智能中枢
还在为测试流程繁琐、数据整理耗时发愁?软件工具链来帮你"减负"啦!这套专为HIL测试打造的智能系统,从场景搭建到报告生成全程"开挂",让测试效率直接翻倍。
点点鼠标就能搭测试场景
上位机软件自带可视化操作界面,用"搭积木"的方式做测试:拖拖拽拽就能配置信号参数,点击图标就能调用常用测试模块,连新手都能快速上手。实时监控面板能同时显示几十种数据波形,支持放大、冻结、对比等操作,信号异常时还会自动标红提醒,再也不用盯着屏幕找问题。
测试用例自动跑,下班前收报告
自动化测试功能简直是"解放双手"的神器!提前把测试步骤设好,系统就能按序执行:自动切换工况、记录关键数据、判断结果是否合格,连夜间都能不间断运行。最贴心的是,它会自动生成带图表的World和PDF报告,连数据趋势分析都帮你做好了,第二天上班直接拿给领导看就行。
总线通信不用愁,协议兼容全覆盖
不管是CAN、LIN还是其他车载总线协议,软件都能轻松应对。导入数据库文件后,自动解析报文信号,收发数据全程可视化,连总线负载率、错误帧这些细节都能实时监控。遇到复杂通信场景,还能自定义报文发送周期和内容,就像给测试装了个"万能翻译官"。
和主流工具无缝对接,不挑环境
担心和团队常用的仿真软件不兼容?完全没必要!这套工具链支持和MATLAB/Simulink等主流平台顺畅联动,模型数据能直接导入导出,省去格式转换的麻烦。不管你是做快速控制原型开发,还是硬件在环测试,都能一套软件走到底,不用在不同系统间来回切换
从测试准备到结果分析,软件工具链就像一位"全能助手",把复杂流程变简单,让工程师专注于核心的测试设计。有了它,原本需要3天的测试任务,现在一天就能搞定,研发进度想慢都难!
4.3 车辆模型:虚拟世界的数字孪生
想让实验室里的测试和真实路况一模一样?秘密就藏在这套车辆模型里!它就像给汽车打造了一个"数字分身",在电脑里复现从日常通勤到极限驾驶的所有场景,让控制器在虚拟世界里先"跑"一遍。
精准的虚拟路况
不管是城市柏油路的细微颠簸,还是山区陡坡的连续弯道,模型都能精准还原。路面的摩擦系数、坡度角度、坑洼尺寸……这些影响车辆行驶的关键参数,都能通过软件灵活调整。比如想测试冰雪路面的制动性能,只需把路面附着系数调到0.2,系统立刻变身"虚拟冰场",不用等冬天也能做测试。
响应快的"数字车身"
模型里的"虚拟车辆"和真车长得一模一样:车身刚度、悬架弹性、轮胎特性,甚至连方向盘转动时的阻尼感都分毫不差。当控制器发出指令,模型能在毫秒级时间内给出反馈——就像给虚拟车装了"神经反射系统",转向、加速、制动的响应和实车几乎零差别。
想测什么场景,一键切换
担心极端工况太危险?模型帮你"无风险试错"!暴雨天的视线受阻、突发变道时的车身侧倾、紧急制动时的ABS介入……这些在实车测试中可能有风险的场景,在虚拟世界里可以反复模拟。更方便的是,场景参数支持保存和复用,下次测试直接调用,不用重新设置。
和硬件无缝配合,真假难辨
这套模型最厉害的地方,是能和HIL系统的硬件"默契配合":控制器输出的信号会实时传给模型,模型计算出的车辆状态又会反过来告诉控制器——就像给虚拟车接上了"真实的大脑",让控制器以为自己真的在实车上工作。这种"虚实结合"的测试,数据精度比单纯的仿真高太多啦!
有了这个"数字孪生",汽车在研发阶段就能经历成千上万种路况考验。不用频繁跑试验场,不用等待特殊天气,甚至不用造实车,就能把控制器的性能摸得清清楚楚。这波操作,直接把研发效率拉满。
4.4 技术服务:测试落地的保障体系
购置了专业设备却担心不会用?测试中遇到问题没人解答?别慌! Support团队全程在线,从开箱到运维一条龙护航,让你把精力全放在测试本身。
安装调试不用愁,"即插即用" 超省心
收到设备时,它已经是完全组装好的"成品"啦!在熠速的专业车间里,工程师们早就按你的需求完成了机柜布局、板卡安装和线束整理,连每个接口的信号精度都逐点校准过。运输前还会进行全流程激励测试和稳定性测试,确保系统流畅工作才发货。
到了您的实验室,只需简单固定机柜、接上电源,工程师就会快速完成与控制器的对接。从硬件连线到软件配置,到最后现场演示测试流程,确认所有功能正常运行才结束。真正实现"拆箱就能用"。
7×12小时在线,问题不过夜
使用中遇到任何技术卡点,随时call专属客服。不管是软件报错、硬件连接还是模型适配问题,工程师都会远程协助排查,复杂情况4小时内响应解决方案。曾经有客户在深夜测试时遇到总线通信故障,技术团队视频连线一步一步指导,2小时就帮他恢复了测试,完全不耽误项目进度。
手把手教学,小白也能变专家
担心学不会操作?我们准备了"保姆级"培训:5天线下实操课+1个月线上答疑,从机箱开关机、板卡更换到测试脚本编写,每个环节都有工程师带着练。培训完还送详细操作手册和视频教程,连指示灯闪什么颜色代表什么状态都写得明明白白,新手也能快速上手独立测试。
全生命周期护航,用着更省心
从设备进场到长期使用,技术服务团队就像"隐形管家",把所有麻烦事都揽下来。您只管专注做测试,其他的交给我们就好。这种"买设备送团队"的体验,用过的客户都说值!
5. 为什么车企都在拥抱HIL测试?
- 安全性:无需实车就能测试极端工况,避免人员风险
- 高效性:一天完成传统测试一周的工作量
- 可控性:精准复现测试条件,数据一致性更高
- 前瞻性:提前适配驾驶场景,如紧急避障、路面耦合控制
从传统燃油车到新能源汽车,从分布式控制到域控制器,底盘HIL测试始终是保障行车安全的关键环节。它就像一位"虚拟试驾员",在成千上万次模拟中,为每一辆车可靠性把关。
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