Beim klassischen Antriebsstrang, bestehend aus Verbrennungsmotor und Getriebe sowie den Bremssystemen sind Hardware-in-the-Loop (HiL)-Testsysteme unverzichtbar. Sie bieten die Möglichkeit, schnell und reproduzierbar beliebige Betriebszustände, Fahrprofile und Extremsituationen für die Validierung, den Test und die Vorapplikation zu simulieren. In unterschiedlichen Ausbaustufen - vom kleinen Komponenten-HiL bis zum umfangreichen Fahrzeug-Integrations-HiL - können einzelne Funktionen, die gesamte Software und, bis zu einem gewissen Maß, auch die Hardware eines Steuergerätes abgesichert werden. Mit der Elektrifizierung des Antriebsstrangs kommen eine Reihe neuer Systeme mit ihren Steuergeräten hinzu. Prominenteste Beispiele sind die Hochvolt-Batterie und ein oder mehrere Elektromotoren. Dazu kommen übergeordnete Antriebsstrang-Controller und komplexe Kühlsysteme. Wegen der hohen Ströme und Spannungen kommen klassische HiL-Systeme sehr schnell an ihre Grenzen. Mehr Rechenleistung wird benötigt, da die Regelung in den Steuergeräten für Elektromotoren teilweise 10 bis 20-mal schneller ablaufen als in konventionellen Systemen. Für Integrationssysteme addieren sich die Anforderungen. Hier müssen die Komponenten gekoppelt und Streckenmodelle für die verschiedenen Systeme zusammen gerechnet werden. Das heißt, es kommt hier auf eine sehr genaue Synchronisation zwischen den Modellen und weiteren HiL-Modulen, wie Hardware-Zugriff oder Restbussimulation der verschiedenen Fahrzeugnetzwerke an. Die Anforderungen an die neuen Systeme werden beschrieben sowie Lösungsmöglichkeiten mit neuen Hardware-Modulen und einer hochperformanten Multi-Core-HiL-Architektur aufgezeigt.
For the electronic control units (ECUs) in the classical power train, comprising internal combustion engine, transmission, and the brake systems, Hardware-in-the-Loop (HiL) systems are indispensable. They allow verification, testing and pre-calibration by fast and reproducible simulation of various operating modes, driving profiles and extreme situations. Across different system types, from small component HiL to large vehicle integration systems, they allow testing individual functions, complete software and, up to a certain level, also hardware of ECUs. The trend for electrification of automobiles adds a number of new systems to the powertrain, along with their ECUs. Well-known examples are the high-voltage battery and one or more electric motors. Also, drivetrain controllers and complex cooling systems are integrated. Due to the high currents and voltages, classical HiL-systems quickly reach their limits. Also demand for performance is increasing, as control algorithms in the e-motor ECUs are computed 10 to 20 times faster than in combustion engine systems. For integration systems, these requirements add up. Multiple components have to be integrated, and plant models for the different systems have to be executed. This means precise synchronization between models and further HiL modules, like hardware access or restbus simulation of vehicle networks, is required. This article describes requirements for the new systems, and shows solution possibilities using high performance multi-core HiL architectures.
Die neuen Herausforderungen beim Test von Steuergeräten im (H)EV Antriebsstrang meistern
2011
11 Seiten, 4 Bilder, 6 Quellen
Conference paper
German
Die neuen Herausforderungen beim Test von Steuergeraeten im ( H ) EV Antriebsstrang meistern
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