功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及仿真測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的硬件在環(huán)(HIL)測試設(shè)備針對HCU(混合動力整車控制器)進(jìn)行測試，有多種測試系統(tǒng)，一種測試系統(tǒng)如圖1所示，HIL測試設(shè)備模擬各控制器和車輛本體。該測試系統(tǒng)主要對輸出的信號進(jìn)行測試，這種硬件在環(huán)測試系統(tǒng)有很大的局限性。如該測試系統(tǒng)不能模擬各個控制器的通訊間隔對每個控制器執(zhí)行過程的影響，不能夠真實反映出真實電壓和電流的變化對電機(jī)控制器的輸出影響，也不能夠模擬超壓和欠壓過程中整個系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，該測試系統(tǒng)還不能夠真實的模擬整個電系統(tǒng)的工作情況。
[0003]另一種測試系統(tǒng)如如圖2所示，HIL測試設(shè)備模擬車輛本體，各個控制器(如T⑶(變速箱控制器)、E⑶(電子控制器))為真實控制器。還有一種測試系統(tǒng)，一部分控制器使用真實的控制器，另一部分控制器使用HIL測試設(shè)備進(jìn)行模擬。
[0004]使用真實控制器協(xié)助測試能夠真實地對控制過程進(jìn)行模擬，但是，針對這種情況進(jìn)行測試都是信號級的，即HIL測試設(shè)備提供控制器所需要的信號(一般是0?24V電壓，電流也只有幾十毫安)。因此，測試的能力是有限的，不能夠接電機(jī)控制器(MCU)和DC(直流)/DC、DC/AC (交流)等變流設(shè)備，而這些變流設(shè)備的特點是必須有高電壓與強(qiáng)電流。
[0005]另外，電源系統(tǒng)(如電池，超級電容等)，運(yùn)行中電壓電流變化非常不穩(wěn)定，而且在運(yùn)行中如果控制不當(dāng)也會出現(xiàn)危險。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，可以模擬出系統(tǒng)運(yùn)行中真實的電壓、電流變化對系統(tǒng)的影響，也可以模擬超壓和欠壓過程中系統(tǒng)的運(yùn)行，還可以真實地模擬電系統(tǒng)的工作情況。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式提供了一種功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，包含:待測試設(shè)備、模擬器、變流設(shè)備與第一功率設(shè)備；
[0008]所述待測試設(shè)備與所述變流設(shè)備連接；所述變流設(shè)備經(jīng)所述第一功率設(shè)備與所述模擬器連接；
[0009]其中，所述模擬器用于在信號級模擬受控設(shè)備，并輸出弱電信號至所述第一功率設(shè)備；
[0010]所述第一功率設(shè)備，接收所述弱電信號，并將接收的弱電信號按照預(yù)設(shè)的比例放大為強(qiáng)電信號，在功率級模擬所述受控設(shè)備。
[0011]本實用新型實施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，是利用模擬器在信號級模擬受控設(shè)備，并將模擬的弱電信號輸出至第一功率設(shè)備，第一功率設(shè)備根據(jù)接收的弱電信號，在功率級對受控設(shè)備進(jìn)行模擬，這樣，第一功率設(shè)備可以為變流設(shè)備提供功率級信號，進(jìn)而可以模擬出系統(tǒng)運(yùn)行中真實的電壓、電流變化對系統(tǒng)的影響，也可以模擬超壓和欠壓過程中系統(tǒng)的運(yùn)行，還可以真實地模擬電系統(tǒng)的工作情況。
[0012]另外，所述待測試設(shè)備可以為混合動力整車控制器(HCU)。
[0013]另外，所述變流設(shè)備包含電機(jī)控制器、直流直流轉(zhuǎn)換器與直流交流轉(zhuǎn)換器；所述第一功率設(shè)備包含第一功率放大器、第二功率放大器與第三功率放大器；所述電機(jī)控制器、直流直流轉(zhuǎn)換器、直流交流轉(zhuǎn)換器均與所述HCU連接；所述電機(jī)控制器、直流直流轉(zhuǎn)換器與直流交流轉(zhuǎn)換器分別經(jīng)過所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器與所述模擬器連接；其中，所述受控設(shè)備包含電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備；所述模擬器分別在信號級模擬電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備，并將模擬的弱電信號分別輸出至第一功率放大器、第二功率放大器與第三功率放大器；第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器分別根據(jù)接收的弱電信號在功率級模擬電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備?？梢酝ㄟ^功率放大器來對來設(shè)置各種故障，如高壓故障、低壓故障、過流故障等，因為功率放大器設(shè)置方便、靈活，可以通過電路直接與民用電相連。
[0014]另外，所述第二功率設(shè)備與所述變流設(shè)備、所述模擬器均連接，用于模擬功率源設(shè)備。這樣，可以對功率源設(shè)備的電壓進(jìn)行自由的設(shè)定，而實際功率源設(shè)備是無法實現(xiàn)這一功能的，突破了現(xiàn)有技術(shù)中硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的局限性。而且，還可以避免電源運(yùn)行中的不穩(wěn)定，以及電源運(yùn)行中產(chǎn)生的危險，系統(tǒng)安全性高。
[0015]另外，還包含交流直流轉(zhuǎn)換器與電流傳感器；所述電流傳感器、所述交流直流轉(zhuǎn)換器依次連接在所述HCU與所述第二功率設(shè)備之間。
[0016]另外，所述第三功率放大器包含電壓放大器；所述電壓放大器連接在所述直流交流轉(zhuǎn)換器與交流負(fù)載設(shè)備之間。這樣，既可以靈活設(shè)置電源電壓，又可以避免電源運(yùn)行中的不穩(wěn)定，以及電源運(yùn)行中產(chǎn)生的危險，系統(tǒng)安全性高。
[0017]另外，還包含阻抗；所述待測試設(shè)備經(jīng)所述阻抗與所述變流設(shè)備連接。
[0018]另外，所述阻抗包含電阻與電感；所述待測試設(shè)備依次經(jīng)所述電感、電阻與所述變流設(shè)備連接。
[0019]另外，所述HCU與所述變流設(shè)備之間通過控制器局域網(wǎng)絡(luò)CAN總線連接。
[0020]另外，所述模擬器與所述第一功率設(shè)備通過接口連接。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據(jù)本實用新型一較佳實施方式的功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是根據(jù)本實用新型一較佳實施方式的功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本實用新型一較佳實施方式中的第一功率放大器與第三功率放大器的電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本實用新型一較佳實施方式中的第二功率放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的各實施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實用新型各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0026]本實用新型的一較佳實施方式涉及一種功率硬件在環(huán)測試系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包含:待測試設(shè)備、控制器組、模擬器、變流設(shè)備、阻抗203、交流直流轉(zhuǎn)換器(AC/DC)、電流傳感器201、第一功率設(shè)備與第二功率設(shè)備。
[0027]其中，第二功率設(shè)備用于模擬功率源，與模擬器、變流設(shè)備均相連。其中，功率源既可以是電池，也可以是超級電容等其他功率源設(shè)備。使用第二功率設(shè)備和模擬器來共同模擬功率源給電機(jī)供電，因此可以對功率源的電壓進(jìn)行自由的設(shè)定，而實際功率源是無法實現(xiàn)這一功能的，突破了現(xiàn)有技術(shù)中硬件在環(huán)測試系統(tǒng)的局限性。而且，還可以避免電源運(yùn)行中的不穩(wěn)定，以及電源運(yùn)行中產(chǎn)生的危險，系統(tǒng)安全性高。
[0028]在本實施方式中，模擬器在工控機(jī)(工業(yè)控制計算機(jī))上實現(xiàn)，并與第一功率設(shè)備通過接口連接。在模擬器中保存有受控設(shè)備的仿真模型。在測試時，模擬器運(yùn)行仿真模型，在信號級模擬各個受控設(shè)備，并輸出代表各個受控設(shè)備特性的弱電信號。其中，在混合動力整車控制器的硬件在環(huán)測試中，受控設(shè)備包含:電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備與功率源，模擬器分別在信號級模擬電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備與功率源，并將模擬的弱電信號輸出至第一功率設(shè)備與第二功率設(shè)備。
[0029]在工控機(jī)中，模擬器根據(jù)電機(jī)模型來模擬電機(jī)運(yùn)行，反應(yīng)電機(jī)的運(yùn)行情況。比如，當(dāng)IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)驅(qū)動電路時，電機(jī)應(yīng)該產(chǎn)生多大的電流，輸出多少扭矩。但是，電機(jī)控制器本身是功率器件，內(nèi)置電容和大型功率器件，必須與功率設(shè)備相連，因此，工控機(jī)是不能夠滿足測試需求的。因此，需要功率放大裝置來模擬所需要的功率，而所需要輸出的功率由工控機(jī)進(jìn)行指導(dǎo)。
[0030]在本實施方式中，第一功率設(shè)備包含第一功率放大器、第二功率放大器與第三功率放大器。其中，模擬器分別將模擬電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備204的弱電信號輸出至第一功率放大器、第二功率放大器與第三功率放大器。第一功率放大器、第二功率放大器與第三功率放大器根據(jù)接收的弱電信號，按照預(yù)設(shè)的比例放大為強(qiáng)電信號，在功率級分別模擬電機(jī)、直流負(fù)載設(shè)備、交流負(fù)載設(shè)備204。具體而言，第一功率設(shè)備通過通信接口接收來自模擬器的控制信號，并根據(jù)控制信號輸出預(yù)設(shè)的電壓，