車輛電動化帶來的功率級HIL測試應用

Jun-22-2022

電動車
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在車輛電動化的架構發展過程中,除不再使用引擎、油泵等由汽油驅動的配備外,也同時新增了許多以電力轉換為基礎的部件,包含電池包/電池模組/電池管理系統、馬達/馬達控制器、交直流/無線充電系統、DC/DC轉換器與制熱制冷系統等,這些部件所須執行的功能也從過往單純的弱電控制,多了強電大功率的行為,也由於汽車電子產品開發週期長、投入測試成本與風險高,如何確保產品開發過程符合功能安全標準一直是車廠與供應商高度關注的議題。

近年車輛產業大力推廣ISO 26262道路車輛功能安全規範,可依循此標準訂定待測物的架構與功能需求(Function List),深入分析潛藏的危害風險(Hazard Analysis and Risk Assessment, HARA),同時根據嚴重性(Severity, S)、暴露概率(Exposure, E)和可控性(Controllability, C)等級,確認車輛安全完整性等級(Automotive Safety Integrity Level, ASIL)。在ISO 26262測試驗證提到,不論在任何ASIL等級下,都須進行硬件在環(HIL, Hardware In the Loop)與故障注入試驗(Fault Injection Test),以確保安全機制於整車層面上的正確性與失效覆蓋率之有效性。HIL技術是一種用於測試電子控制單元功能、系統集成和通訊的方法,常用於汽車與航空等領域,在車輛部件測試應用上,以模型仿真與待測物相關連之實車部件,可針對待測系統各類控制與通訊信號進行任意開短路故障測試,藉以模擬驗證成車最重要且失效風險最高的複合操作情境,在不需實車情況下對待測物進行更深入試驗。

而在電動車(EV)高壓部件逐漸增加情況下,測試需求也由信號級HIL慢慢轉變為功率級HIL系統,針對上述重要高壓部件進行功率級硬體在環測試,載入車輛仿真模型的同時,不僅實現過往所需之功能與信號控制測試,亦將高功率行為驗證包含在內,相較傳統信號級硬體在環方案,更完整覆蓋電動車(EV)高功率部件測試範圍。

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