Примеры решений - HIL в автомобильной отрасти
Разработка новых чипов для автопроизводителей
Задача: Разработка микроконтроллеров высокого уровня для управления авто-электроникой в будущих автомобилях нового поколения, включая электрокары и гибридные автомобили.
Решение: Построение продвинутой системы HIL на модульном оборудовании PXI и LabVIEW.
”Как производитель микроэлектроники, мы хотим
быть на шаг впереди автопроизводителей, мы решаем
их задачи, прежде, чем они с ними столкнутся. Поэтому
мы пришли к HIL.
Вместо полноразмерной системы, как у наших
клиентов, мы собрали компактную – на основе NI PXI с
FPGA-моделями всех двигателей и устройств.”
Хидеки Кагава, Renesas Electronics
Ускорить испытания гибридного автомобиля Subaru
Задача: Создать автоматическую систему верификации, отвечающую требованиям качества, для ЭБУ первой серийной гибридной модели Subaru XV Crosstrek, реализовать сложные тесты, которые сложно воссоздать в реальных машинах.
Решение: Исполнение всех возможных шаблонов и воспроизведение наиболее изощрённых случаев для обеспечения высокого уровня безопасности. Использование платформы NI FlexRIO в формате PXI для необходимой скорости управления и критических скоростей исполнения.
”Благодаря имитации на основе ПЛИС в оборудовании
и программном обеспечении NI, мы достигли скорости
и точности моделей, необходимых для верификации
ЭБУ электродвигателя. Мы оцениваем, что испытания
заняли у нас 1/20 от времени эквивалентных испытаний
на диномометре.”
Томохиро Морила, FUJI Heavy Industries / Subaru
HIL-испытания инвертора на уровне сигналов
Программную и электрическую функциональность автомобильных инверторов можно тестировать на сигнальном уровне с помощью программно-аппаратного моделирования. В сравнении с традиционными испытаниями на динамометре, HIL позволяет тестировать раньше и дешевле, а также покрывает больше сложных и пограничных случаев. В условиях быстро развивающихся технологий и решений для инверторов такая гибкость и скорость стала необходимостью.
Основные требования
• Исполнение моделей двигателей и окружения на частоте более 100 кГц для адекватной точности моделирования.
• Готовые модели, инструменты, шаблоны для быстрого начала тестирования. Системы должны быть готовы в сжатые сроки и успевать за изменениями требований и решений разработчиков.
• Дополнительная эмуляция неисправностей и ошибок: в оборудовании (обрыв, КЗ и т.п.) и в ПО (сетевые ошибки).
Решение NI
Оборудование NI CompactRIO и
PXI с мощными ПЛИС от Xilinx,
стандартными интефейсами и
набором универсальных линий
ввода-вывода.
Загрузка электротехнических
моделей из swMATH SimPower
Systems, Powersim PSIM, NI
Multisim – прямо в модули ПЛИС.
Аппаратная реализация обрывов,
КЗ и др. в оборудовании NI SLSC,
имитация программных ошибок
прямо в ПЛИС.
HIL-моделирование для силовой электроники Испытания BMS
Испытания систем управления батареями сопряжено со сложностями высокой мощности и невозможности многократных испытаний с реальными батареями.
С помощью эмуляции батарей и связанных блоков система должна проверить балансировку батарей, отработать парирование сбоев, обеспечивать общую безопасность.
Основные требования
• Эмуляция батарейных ячеек в соответствии с моделями
• Обеспечение имитации неисправностей и сигналов BMS
• Реализация эмуляции датчиков BMS и связи с другими блоками
Решение NI
Эмуляция 12 батарейных ячеек с помощью прецизионного имитатора батарей Comemso BCS,
подключенного с помощью PXI-модуля CAN-интерфейса. Простое расширение числа каналов.
Интеграция моделей для большинства типов батарей (NiMH, LiON и др.), с различными характеристиками разряда.
Исполнение тестов в реальном времени с VeriStand.
Экспертиза интегратора в части
дополнительной защиты, шунтов,
оснасток и отдельных систем.
Использование готовых решений партнеров для подсистем.
Тестировать прошивки BMS электрокаров JLR
Задача: Создать систему для быстрого прототипирования и валидации алгоритмов прошивок систем управления батареями (Battery Management System, BMS). Обеспечить безопасные испытания блоков с различными технологиями батарей, сценариями отказов и режимами эксплуатации.
Решение: Система на основе оборудования NI PXI и EtherCAT, программном обеспечении NI VeriStand, LabVIEW и DIAdem. Симуляторы батарей Bloomy BS 1200 для имитации 24 ячеек батарей гибридных и электрических автомобилей, каждый прибор Bloomy под управлением Single-Board RIO и LabVIEW FPGA.
”Теперь новый релиз прошивки можно начать
использовать в пределах недели, и при этом быть
уверенным в успехе. Раньше подобные проекты
занимали более месяца, с намного меньшей
уверенностью.”
Мигель А. Гама, Jaguar Land Rover
HIL-моделирование систем ADAS и беспилотного транспорта
Системы помощи водителю ADAS и беспилотные транспортные средства все больше перекладывают заботу о безопасности водителя, пассажиров и других участников движения на автоматику в виде датчиков, камер, лидаров, радаров и – в первую очередь – компьютерных алгоритмов в системах автомобиля.
Тестирование алгоритмов и испытание систем усложняется необходимой быстротой вывода на рынок, максимальными требованиями к надежности систем, разнообразием датчиков и методов их тестирования, постоянными обновлениями и изменениями требований, технологий и ожиданий.
Программное моделирование и испытания HIL позволяют решать эту задачу.
Платформа ADAS-HIL от YEA Engineering
Системы HIL для ADAS призваны тестировать как отдельные компоненты системы, так и их взаимодействие в рамках сценариев дорожных ситуаций. Платформа ADAS-HIL в типовой конфигурации объединяет следующие подзадачи:
• Программно-аппаратное моделирование для ЭБУ
• Имитация препятствий для автомобильных радаров
• Имитация препятствий для лидаров
• Проекция видеоизображений на оптическую линзу камеры
• Симуляция сигналов GPS/ГЛОНАСС
HIL-испытания радарных датчиков
Имитация сигналов радарных датчиков использует переизлучение принятого радиосигнала с задержкой и сдвигом по частоте. Динамическая имитация препятствий требует широкой мгновенной полосы и исключительного быстродействия, которые достигаются благодаря тесной интеграции ПЛИС в радиомодулях NI.
Комплект NI VRTS (Vehicle Radar Test System) обеспечивает имитацию объектов для радаров в диапазоне 76-81 ГГц. Минимальная конфигурация для выходного контроля обеспечивает имитацию до 4 целей и располагается в 8-слотовом шасси PXI. Для более сложных случаев в исследовательских задачах применяются многомодульные конфигурации на основе одного или нескольких 17-словых шасси.
Ключевые части VRTS:
• NI 5551 – модуль переменной
задержки VDG с полосой 4 ГГц
• NI 5840 – векторный трансивер
VST с ПЛИС
• NI mmRH-3608 – сменные
радиоголовы mmWave
Тестировать радарные датчики в Audi
”Широчайшая полоса и малые задержки NI VST
позволили испытывать наши радарные датчики
как никогда прежде. Мы сумели на ранних этапах
имитировать массу сценариев и решить проблемы,
которые раньше не могли бы и заметить.”
Нильс Кох, Audi AG
Система HIL-тестирования радарных датчиков YEA Engineering
Система является частью платформы ADAS-HIL, служит для валидации датчиков, электронных блоков управления и систем ADAS. Применяется Tier 1 поставщиками и автопроизводителями.
Система объединяет безэховую камеру, комплекс контрольно-измерительного оборудования, систему позиционирования и ПО открытого типа. Это позволяет проводить общепринятые тесты и предоставляет гибкость для создания собственных сценариев и измерений.
Русский
English