第4期（总第237期） 2018年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 4 (Serial No 237 )
Aug2018
残余总线仿真平台在新能源汽车上的应用
熊杰’，金振华1-2
(1清华大学汽车工程系国家重点实验室，北京100084；2北京电动车辆协同创新中心，北京100084）
摘要：汽车控制器在投入使用前需要进行全方位的功能测试，包括汽车控制器和外部的I0信号进行交互测试,还包括与动力系统其他零部件的数据通信测试。采用PXI架构实时控制器，基于NIVeristand开发了一个基于模型的残余总线仿真平台，对电动车主要客部件进行了建模，可以实时仿真被测控制器对象和其他汽车零部件的数据信和输入输出情况。过该平台，可以通过数据通信时序图观察并发现被测控制器响应信号延时和其他数据通信故障。描速了通过残余总线仿具平台实现电池管理系统（BMS)与虚拟充电机在充放电过程中实时通信的实际应用案例。试验结果表明，该方法可以有效减少测试系统中真实零部件的使用，降低整个测试系统的复杂度，从而大大降低新能源汽车控制器进行系统测试的成本。
关键词：残余总线：仿真平台；新能源车；通信 DOI: 10 3969 /j issn .1001-2222 2018 04 001
中图分类号：U46967
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)04-0001-05
新能源车相对传统燃油汽车有节能环保的优势，随着国家对环境治理的不断重视，新能源车也迎来了越来好的发展时机。新能源车控制器的开发是新能源车发展的重要内容，控制器在前期开发过程中，需要大量的台架试验和道路试验1-3」。新能源车上有整车控制器、BMS控制器、电机控制器等，汽车控制器之间通过内部高速CAN总线进行数据通信。如果要验证目标控制器的内部CAN通信功能，按常规的测试方法需要连接多个控制器实物进行通信，国内外台架测试一般使用这种方案，其优势是测试结果更接近真实情况，不足是系统复杂，成本高。采用残余总线仿真的方法可以验证目标控制器的CAN通信功能，减少控制器测试系统的复杂度并大大降低测试成本4-汀。本研究提出了一种新能源汽车控制器残余总线测试平台的设计方法，可以
有效验证目标控制器的CAN通信功能。 1总体设计
新能源车控制器主要有整车控制器、电机控制器、电池管理系统控制器等[-14]。残余总线仿真系统原理见图1。上位机运行Windows操作系统和 NIVeristand软件测试环境。残余总线仿真的目的
收稿日期：2018-01-12；修回日期：2018-04-28
是通过计算机仿真模型来模拟CAN通信网络中除待测控制器以外的CAN通信节点。在整个CAN 通信网络中，其实是一个真实的待测控制器和多个虚拟的控制器进行CAN通信。这些虚拟的控制器我们称为VECU，这些VECU根据它们功能特点的不同，有不同的算法模型，这此算法模型通常使用第三方工具MATLAB/Simulink/Stateflow搭建。通过离线仿真可以对VECU的算法模型进行初步的功能验证。模型通过上位机电脑MATLAB/Simu-link软件编译器编译为DLL文件，下载到一个运行实时操作系统的基于PXI架构的实时控制器上就可以实时运行了，VECU算法模型的输人输出参数可以很方便地映射到实时控制器硬件板卡的相应 I/O通道上。在上位机电脑上通过Veristand软件平台可以实时控制多个VECU的CAN通信状态在PXI实时控制器中可以下载并运行多个VECU 的模型。待测ECU在与VECU进行CAN通信时，其通信过程和真实的ECU通信是一样的，可以通过观测通信总线的状态和信号传递时序发现 CAN通信是否正常工作，比如数据帧是否有丢帧等情况。用残余总线仿真平台进行待测控制器的 CAN通信功能测试和用实物控制器进行CAN通
基金项目：国家重点研发计划“插电/增程式混合动力系统动态建模优化与动态控制”(2016YFB0101402）
作者简介：熊杰（1986—），男，硕士，主要研究方向为电池管理票统硬件在环测试平台；xiongjiefoxmaileom，
通讯作者：金振华（1973一），男，副研究员，博士，主要研究方向为新型车用动力系统集成与控制;jinzhenhua@tsinghuaeduen，