东方中科新能源汽车测试之方案篇-整车在环测试(ViL)

一、方案概述:

近年来,随着智能驾驶功能和V2X技术的不断发展,消费者对汽车智能驾驶功能的体验及安全要求越来越高。由于整车开发和验证周期比较长,实验室环境的VIL系统变得越来越重要。本系统带有针对不同测试场景的多个测试模块,最常见的是道路负荷模拟,用来模拟道路负荷,并探究此时的驾驶员反馈情况。本系统可以提供多种仿真场景、减少了对硬件原型的依赖,通过自动化测试提高效率,缩短了产品开发流程。

二、系统构成:

本测试系统包括道路模拟平台(主要包含Rototest轴耦合式底盘测功机),实时系统(实时机系统上位机、信号调理系统、故障注入系统),仿真平台(场景仿真软件DYNA4、车辆动力学软件传),传感器与激励系统(毫米波雷达回波模拟器、视频注入系统、视频暗箱、激光雷达注入、超声波雷达注入、GNSS模拟器和V2X总线仿真开发),视景硬件系统(图像渲染工作站、图像融合、视图处理模块、激光投影系统和投影环幕系统),试验室辅助设备(空调通风系统、迎面风系统、尾气抽取系统、点冷系统、冷却液恒温系统、声学处理系统、监控系统和可移动举升机),系统集成开发服务。

图- VIL系统结构图

三、主要设备介绍:

1,Rototest测功机

本方案配置1套Rototest测功机台架系统,主要用于智能驾驶和V2X场景下,模拟提供给车辆实际的道路阻力,对被测车辆的智能驾驶控制器的控制策略进行验证研究。Rototest测功机系统主要包括:测功机单元、主电源柜、控制柜(测功机控制单元)、道路负荷模拟器和连接附件。Rototest测功机系统可以支持两驱或者四驱车辆测试,Rototest测功机和被测车辆的车轮直接转毂耦合连接。

Rototest测功机采用最新的工业电气和控制设备,具有无与伦比的性能价格比。Rototest战略合作伙伴ABB通过全球网络,提供电气设备(电动机,驱动系统等),并支持电气内部安装。

图-Rototest四驱测功机

Rototest测功机主要参数如下:

1)四驱系统技术指标:

  • 功率:持续920kW,瞬时1220kW;
  • 扭矩:持续5860Nm,瞬时12800Nm;
  • 支持整车待载状态下转向测试,车轮转向达左右45度;
  • 最大轴负载:3500kg;
  • 转速(最大轮毂速度):最高3500rpm;
  • 车速:最高时速365km/h;
  • 工作温度范围:-40℃到+60℃;
  • NVH模型-噪声级别:小于45分贝(A);
  • 转矩精度:<0.1Nm;
  • 转速精度:小于0.025%;
  • 测试重复性误差:<0.05%;

2)系统安装和电气要求

  • 系统安装方式: 无需土建,整体安装便捷,可移动;
  • 测功机单元通过轴耦合方式和车轮内轮毂连接,一个人操纵即可完;
  • 前置冷却风扇用于车辆散热;
  • 电气要求

SCU(控制单元):单相,240VAC(8A)或120VAC(16A);

交流驱动器/电动机:四个电动机,三相+N + PE,380-500VAC,50 / 60Hz,2×380A(最大2×490A)和2×200A(最大2×260A)。

2, DYNA4场景仿真软件

本方案使用DYNA4场景仿真软件,可提供虚拟仿真场景和车辆动力学模型。DYNA4仿真软件通过以太网和主控系统连接;DYNA4提供仿真场景给主控系统,主控系统通过CAN网络将仿真场景的信号提供给车辆;DYNA4提供场景里面各种物体的目标位置,通过硬件以太网(UDP协议)和主控系统进行数据交互。

DYNA4场景软件支持道路、基础设施及交通等环境的 3D 环境模拟功能等;支持极限工况下的安全测试,包含如碰撞场景或弱势道路参与者的环境仿真等;有效的自动驾驶仿真测试,具有数千次参数可变的自动驾驶试验测试经验;可独立设定且可复用的多环境因素,雨天、下雪、大雾、风等环境模拟;支持 环境,传感器,3D 可视化;支持驾驶员辅助系统和自动驾驶:环境感知(车道检测)、舒适性功能(ACC)、安全系统(AEB、FCW)、联网协同驾驶(Car2x)。

图- DYNA4 场景仿真软件

四、系统优势:

本VIL系统架构设计基于东方中科多年的汽车系统集成测试经验,结合行业领先的测试设备和技术,使该试验台架搭建完成后具备技术上的先进性和很好的扩展性;整车仿真系统作为整个试验台架的主控系统,软硬件均采用模块化设计,通讯和I/O接口都有预留,后续可以很方便的进行系统扩展及升级,比如控制增加的其他测试设备等。

本系统的主要特点如下:

  • 先进性:系统要求高起点、高安全性、高可靠性,兼顾国内外市场需要,具备升级能力,使该系统在相当长的时间内仍能够保持先进地位;
  • 协调性:通过整车仿真系统实现所有测试设备的统一协调管理,便于测试方案实施和数据的统一管理;
  • 智能性:可进行智能驾驶和V2X场景下相应控制器逻辑功能的验证;
  • 灵活性:系统具有充分的可靠性、灵活性及扩展性。不仅能满足后续功能扩展的需求,同时尽可能考虑到法规和行业规范不断提高的要求与变化;
  • 平台化:系统测试设备和开发工具充分考虑平台化的要求,采用模块化设计,方便扩展和移植。
  • 系统结构完整,为交钥匙工程,提供相关工程服务;
  • 可实现自动化测试、并生成测试报告,重复性强;
  • 系统中软硬件设备采用模块化设计,集成度高、扩展性好,便于维修及更换。

东方中科-致力于成为中国领先的测试技术和科技服务公司(原东方集成)

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