车辆电动化带来的功率级HIL测试应用

29 Jul 2022

在车辆电动化的架构发展过程中,除不再使用引擎、油泵等由汽油驱动的配备外,也同时新增了许多以电力转换为基础的部件,包含电池包/电池模块/电池管理系统、马达/马达控制器、交直流/无线充电系统、DC/DC转换器与制热制冷系统等,这些部件所须执行的功能也从过往单纯的弱电控制,多了强电大功率的行为,也由于汽车电子产品开发周期长、投入测试成本与风险高,如何确保产品开发过程符合功能安全标准一直是车厂与供货商高度关注的议题。

▲电动车(EV)高压部件系统
 
近年车辆产业大力推广ISO 26262道路车辆功能安全规范,可依循此标准订定待测物的架构与功能需求(Function List),深入分析潜藏的危害风险(Hazard Analysis and Risk Assessment, HARA),同时根据严重性(Severity, S)、暴露概率(Exposure, E)和可控性(Controllability, C)等级,确认车辆安全完整性等级(Automotive Safety Integrity Level, ASIL)。在ISO 26262测试验证提到,不论在任何ASIL等级下,都须进行硬件在环(HIL, Hardware In the Loop)与故障注入试验(Fault Injection Test),以确保安全机制于整车层面上的正确性与失效覆盖率之有效性。HIL技术是一种用于测试电子控制单元功能、系统集成和通讯的方法,常用于汽车与航空等领域,在车辆部件测试应用上,以模型模拟与待测物相关连之实车部件,可针对待测系统各类控制与通讯信号进行任意开短路故障测试,藉以模拟验证成车最重要且失效风险最高的复合操作情境,在不需实车情况下对待测物进行更深入试验。
 
而在电动车(EV)高压部件逐渐增加情况下,测试需求也由信号级HIL慢慢转变为功率级HIL系统,针对上述重要高压部件进行功率级硬件在环测试,加载车辆模拟模型的同时,不仅实现过往所需之功能与信号控制测试,亦将高功率行为验证包含在内,相较传统信号级硬件在环方案,更完整覆盖电动车(EV)高功率部件测试范围。

如何在在进入成车试验前即可早期发现问题并修正错误,有效降低开发成本并提高测试效率。

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