新能源汽车整车控制器（VCU） 的硬件在环（HiL）仿真测试系统，目的是对新能源汽车 VCU 进行全面深入的功能测试、故障 测试及极限工况测试，并辅助工程师对测试结果分析验证、故障再现，提高测试验证及分析的 手段。
总体方案
该测试系统采用成熟可靠的硬件在环测试架构，基于业内著名的 NI PXI 开放式的硬件平台，采用专业的实验管理软件，基于 MATLAB/Simulink 开发的实时仿真模型，针对新能源汽车控制系统，完全满足控制器的 HiL 测 试要求，而且可以根据客户的测试需求进行最优化的系统定制。
HiL 测试系统整体架构如下图所示，主要包含三层内容，第一层次为 HiL 测试系统软硬件 架构，主要包括 HiL 测试系统的硬件设备、实验管理软件、被测控制器等；第二层次为 HiL 测 试系统开发，在第一层次软硬件架构的基础上进行被测对象仿真模型开发、实时I/O接口匹配、 硬线信号匹配及实验定义等；第三层次为 HiL 测试，主要指在第一、二层次的基础上进行 HiL 测试，主要包括测试序列开发、激励生成加载、模型参数调试、故障模拟实现及测试分析与评估等。
系统架构
VCU HiL 测试系统主要包括：上位机（PC）、PXI 机箱、实时处理器、数据采集板卡、CAN 通讯板卡、DIO 板卡、电阻模拟板卡、低压可编程电源等，系统原理如下图所示：
VCU HiL 测试系统中上位机电脑安装 Veristand、Teststand 软件用于测试过程管理和测 试序列编辑，通过以太网与 PXI 机箱中的实时处理器进行连接，实时处理器中运行实时系统 （Real Time）并安装 Veristand 终端引擎，通过与上位机数据传输，将仿真模型部署到实时 系统中并控制运行状态；PXI 机箱中配置有多种类型的板卡，为系统提供不同类型的信号模 拟和采集功能，通过 PXI 总线与实时处理器进行数据传输。
VCU HiL 测试系统主要功能包括：
▪ 模拟 VCU 所有硬线输入信号，包括 AI、DI、PWM IN、电阻等输入信号；
▪ 采集 VCU 所有硬线输出信号，包括 DO、AO、PWM OUT 等输出信号；
▪ 模拟 VCU CAN 总线接收信号和接收 CAN 总线发送信号；
▪ 通过整车实时仿真模型及 I/O 接口实现 VCU 的闭环测试验证；
▪ 通过软/硬件实现 VCU 相关电气故障模拟，包括对地短路、对电源短路、开路等；
▪ 通过可编程直流电源模拟 VCU 的供电电源；
▪ 通过编辑测试序列，实现自动化测试，自动生成测试报告；
▪ 通过上位机人机交互界面可实时监控试验数据及在线修改仿真模型参数；
▪ 支持 VCU 所有 I/O 端口测试验证
支持 VCU CAN 通讯功能测试验证；
▪ 支持 VCU 整车控制策略全功能验证；
钥匙、踏板、挡位信号处理逻辑验证
上下电控制逻辑验证
加减速控制逻辑验证
扭矩协调逻辑验证
能量回收逻辑验证
充电相关逻辑验证
继电器控制逻辑验证
续驶里程估算逻辑验证
……
▪ 支持 VCU 故障诊断功能测试验证；
▪ 支持 VCU 极限工况下控制功能测试验证；
▪ 支持 VCU 回归测试； ▪ 支持 VCU 耐久测试；
▪ 支持 NEDC 等典型标准工况测试及自定义工况测试；
▪ 支持与其他设备联合实现三电联合调试；
▪ 支持用户进行仿真模型的二次开发及参数配置，实现其他类似控制器的 HiL 测试。
系统组成
VCU HiL 测试系统主要由以下三部分组成：
硬件平台：VCU HiL 测试系统采用分布式设计模式，上位机作为整个系统的控制核心，主要负责软硬件配置和流程管理；下位机以 PXI 机箱、实时处理器及 I/O 板卡为核心，主要负责序列执行与设备调用。系统硬件平台由PXI 机箱、实时处理器、I/O 板卡、通讯板卡、电源管理模块、故障注入板卡、低压可编程电源、信号调理模块、机柜及上位机电脑等组成。
软件平台 软件平台包括实验管理软件和自动化测试软件，实现试验管理、故障注入、测试用例编辑 及自动化测试等功能。
模型：仿真模型为 HiL 系统提供完整的虚拟环境，与被测 ECU 相应的 I/O 信号和 CAN 信号通 过硬件板卡进行匹配，实现控制对象仿真模型与控制器输入输出信号之间的无缝连接，从而形 成闭环测试环境。
VCU HiL 测试系统仿真模型为纯电动车整车仿真模型，包含车辆纵向动力学模型、驾驶员模型、电机模型、动力电池模型、主减速器模型、虚拟控制器模型、I/O 模型、道路及环境模型等。
VCU-HIL课程体系：
第一课 VCU HiL测试基础
1.电动汽车结构与原理
2.整车CAN总线网络
3.电控开发流程
4.认识HIL测试
第二课 HIL测试硬件平台
1.HIL硬件平台概述
2.核心部件——PXI硬件
3.其它辅助设备
4.HIL测试设备实物介绍
第三课 HIL测试软件平台
1.HIL软件平台概述
2.VeriStand试验管理软件
3.TestStand自动化测试软件
4.软件操作演示（配合实验指导书演示）
第四课 HIL测试流程及方法
1.测试准备
2.搭建测试环境
3.设计测试用例
4.测试执行
5.测试总结（报告概览、结果分析）
第五课 VCU功能开发与HIL测试
1.VCU功能分析
2.VCU系统架构
3.VCU HIL测试系统需求
4.VCU HIL功能测试
第六课 揭秘VCU HIL仿真模型
1.驾驶员模型
2.整车动力学模型
3.电池模型
4.电机模型
5.整车控制器模型
6.I/O接口模型
7.HIL模型系统配置
第七课 项目案例-整车上下电HIL测试
1.测试准备
2.设计测试用例
3.执行测试
4.测试总结
第八课 项目案例-车辆加减速HIL测试
1.测试准备
2.设计测试用例
3.执行测试
4.测试总结