2024年3月26日-28日，2024中國商用車論壇在湖北省十堰市舉辦。本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦，以“新步伐 新成效 新提高，助力商用車產業(yè)高質量發(fā)展”為主題，基于行業(yè)高質量發(fā)展要求、國家“雙碳”目標實現(xiàn)、汽車產業(yè)轉型和創(chuàng)新需要，以創(chuàng)新促改革、促轉型、促發(fā)展，助力商用車產業(yè)高質量發(fā)展。其中，在3月28日下午舉辦的“主題論壇六：新產品、新技術助力商用車供應鏈創(chuàng)新發(fā)展”上，蘇州英特模科技股份有限公司研發(fā)部總工張虎發(fā)表精彩演講。以下內容為現(xiàn)場發(fā)言實錄：

各位領導嘉賓下午好，我來自蘇州英特模，蘇州英特模是一家做測試服務和測試裝備的公司。剛才很多嘉賓都講到供應鏈，我總結一下大家對供應鏈的訴求，第一個是自主可控，我們英特模的半實物在環(huán)測試解決方案是自主研發(fā)的，包括其中最關鍵的主控軟件和高精度高動態(tài)的加載臺架。對供應鏈的第二個訴求就是降本增效，我們在研發(fā)新產品，新技術的時候，這個研發(fā)的投入是非常高的，特別是現(xiàn)在低碳動力、智能網聯(lián)，智能底盤，智能座艙等各種新技術層出不窮。因此，一方面要提高研發(fā)效率，研發(fā)效率我們希望在很多時候，在只有零部件的狀態(tài)下，或者只有個別零部件的狀態(tài)下，就可以完成針對整車工況的一些功能、性能測試評價和匹配優(yōu)化，把問題發(fā)現(xiàn)在前面，這樣去提高研發(fā)效率。第二個方面，需要降低成本，如果企業(yè)在面對一些創(chuàng)新的、緊急的研發(fā)測試需求時，可以不自己建設臺架，由我們英特模這樣的第三方機構提供研發(fā)測試服務給企業(yè)。

下面引入正題，今天我匯報的題目是功率級/機械級半實物在環(huán)測試系統(tǒng)在商用車開發(fā)中的應用。首先，為什么要用這個半實物在環(huán)測試系統(tǒng)，同時它是一個什么樣的系統(tǒng)？

大家在零部件或者控制器開發(fā)過程中，我們經常會遇到這樣一些問題，比如說我有一款發(fā)動機已經開發(fā)好了，我希望知道這款發(fā)動機匹配不同變速箱，匹配不同車輛的時候，整車的動力性，經濟性，排放怎么樣？也就是，在只有零部件，沒有整車的條件下，怎么樣去提前評估零部件在整車狀態(tài)下的一個表現(xiàn)，這是一個要解決的問題。

還有一個問題，比如說我的發(fā)動機和變速箱已經研發(fā)好了，但是發(fā)動機和變速箱的很多控制，是要雙方協(xié)調的。發(fā)動機和變速箱是動力域內的協(xié)調控制，現(xiàn)在動力域、底盤域和智駕域，跨域之間也有很多需要互相協(xié)調控制的場景。現(xiàn)在的解決辦法是這些零部件和總成上車后再一起做聯(lián)合調試和聯(lián)合標定，問題只能在上車后暴露和解決，影響開發(fā)周期。因此，在只有零部件和總成，沒有整車的條件下，能不能對其控制策略以及性能做提前的測試評估和匹配優(yōu)化，也是一個問題。

還有一個問題，就是很多復雜的功能，如果我們需要整車在道路上做測，由于很多外部環(huán)境因素不可控，不可重復，其實是效率很低的，比如說混合動力模式切換控制。同時，針對極端工況，失效工況，在道路上做測試本身就面臨一個安全問題，特別是智能駕駛。

面對上述我們開發(fā)中的問題，對我們測試系統(tǒng)來講，就是要實現(xiàn)兩個功能。第一，在只有真實零部件的狀態(tài)下，我們在實驗室環(huán)境里面創(chuàng)造一個外部環(huán)境，讓零部件能夠像運行在整車環(huán)境下一樣。第二，我們在實驗室環(huán)境里面，高效、安全地創(chuàng)造復雜功能和失效模式的激活條件，創(chuàng)造極端工況，同時讓它工作在我們創(chuàng)造的這個環(huán)境里面。如果這兩個功能可以實現(xiàn)，就可以解決我們剛才講到的開發(fā)中遇到的一些問題。

我們怎么做呢？其實就是我們這里面講的半實物在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，英文簡稱X-in-the-loop test system。這里X是被測對象，可以是發(fā)動機，可以是燃料電池，也可以是一輛整車，loop就是包括X在內的整個測試系統(tǒng)。X-in-the-loop的核心是虛擬和真實結合，X是真實的，loop內除了X以外的部分，也就是被測件的外部環(huán)境是模擬的。通過把真實的被測件實物和模擬的外部環(huán)境，構成一個虛實結合的“整車”，就可以實現(xiàn)下述兩點：第一，在只有真實零部件和總成（也就是被測件）的條件下，對被測件進行一個整車運行條件下的測試和驗證，不斷的把測試前移；第二，被測環(huán)境是模擬的，因此是可控的，重復性好的，同時也非常容易實現(xiàn)復雜、極端和失效工況的模擬，提高我們研發(fā)和測試的效率和安全性。

接下來，介紹半實物在環(huán)測試系統(tǒng)的應用實踐。

半實物在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，可以應用在各個零部件和總成的測試中，可以是發(fā)動機，燃料電池發(fā)動機，驅動電機，電池，熱管理系統(tǒng)，底盤系統(tǒng)，智駕系統(tǒng)，也可以是多個系統(tǒng)的組合。下面我會以驅動電機為例，介紹不同層級的半實物在環(huán)測試系統(tǒng)。

首先，是驅動電機控制器的信號級在環(huán)測試系統(tǒng)。這里面被測件是電機控制器的控制部分，即不包含功率模塊。測試內容包括控制器信號級硬件輸入輸出測試，驅動電機控制器信號級功能測試（包括故障注入等），以及驅動電機在整車運行工況下的控制（例如電池包低溫）。為了實現(xiàn)上述測試內容，將駕駛員，環(huán)境，以及車輛中的VCU，電池包及其BMS，電機控制器功率模塊和電機本體，減速器及傳動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)及其控制器，道路阻力等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的電機控制器控制部分集成，從而建成驅動電機控制器的信號級在環(huán)測試系統(tǒng)。這里，虛擬模型和真實被測件之間，通過信號級I/O和通訊實現(xiàn)連接。

接著，如果電機控制器的功率模塊也已經具備，被測件就是完整的電機控制器。這里測試內容包括控制器功率級硬件輸入輸出測試，驅動電機控制器功率級功能測試（包括故障注入等），以及驅動電機在整車運行工況下的控制（例如電池包低溫）。為了實現(xiàn)上述測試內容，將駕駛員，環(huán)境，以及車輛中的VCU，電池包及其BMS，電機本體，減速器及傳動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)及其控制器，道路阻力等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的電機控制器集成，即可建成驅動電機控制器的功率級在環(huán)測試系統(tǒng)。這里，虛擬模型和真實被測件之間，除了信號級I/O、通訊之外，還需要功率加載設備（這里是電池模擬器和電機模擬器）實現(xiàn)兩者之間的連接。

再進一步，電機本體已經制造完了，這時被測件就是完整的驅動電機。這里測試內容包括驅動電機的功能測試、性能測試、耐久測試，以及該電機匹配整車后在整車工況下的性能測試評估和匹配優(yōu)化。為了實現(xiàn)上述測試內容，將駕駛員，環(huán)境，以及車輛中的VCU，電池包及其BMS，減速器及傳動系統(tǒng)，制動系統(tǒng)及其控制器，道路阻力等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的電機集成，即可建成驅動電機的機械級在環(huán)測試系統(tǒng)。這里，虛擬模型和真實被測件之間，除了信號級I/O、通訊之外，還需要功率加載設備（這里是電池模擬器）和機械加載設備（這里是測功機）實現(xiàn)兩者之間的連接。

更進一步，驅動電機及其減速器、傳動系統(tǒng)，電池包及其BMS，VCU等都已經初步完成開發(fā)。這里希望完成的測試內容，包括驅動電機控制器與BMS和VCU的聯(lián)合調試和匹配，以及進一步對被測總成在整車狀態(tài)下性能進行測試評估和匹配優(yōu)化。為了實現(xiàn)上述測試內容，這里只需要對駕駛員，環(huán)境，制動系統(tǒng)及其控制器和道路阻力等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的驅動電機及其減速器、傳動系統(tǒng)，電池包及其BMS，VCU集成，即可建成動力域的機械級多電聯(lián)調測試系統(tǒng)。這里，虛擬模型和真實被測件之間，除了信號級I/O、通訊之外，還需要機械加載設備（這里是輪邊測功機）實現(xiàn)兩者之間的連接。

再進一步，如果動力總成和底盤域的轉向、制動系統(tǒng)都初步完成了開發(fā)，這里希望完成的測試內容，包括動力域和底盤域的聯(lián)合調試和匹配，以及進一步動力總成和底盤在整車狀態(tài)下的性能進行測試評估和匹配優(yōu)化，特別是需要動力域和底盤域互相協(xié)調控制的場景。例如，車輛轉向的時候，可以通過控制轉向系統(tǒng)，改變車輪轉角，來控制車輛橫向運動狀態(tài)，這是底盤域的范疇；也可以控制左右車輪的輪端扭矩，或者前后車軸的扭矩分配等，來控制車輛橫向運動狀態(tài)，這是動力域的范疇。這里需要對駕駛員，環(huán)境，輪胎和道路等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的動力總成和底盤集成，即可建成動力底盤在環(huán)測試系統(tǒng)。該動力底盤在環(huán)測試系統(tǒng)，除了實現(xiàn)動力總成和底盤的聯(lián)合測試，也可以實現(xiàn)動力總成和底盤的單獨測試。這里，虛擬模型和真實被測件之間，除了信號級I/O、通訊之外，同樣需要機械加載設備（這里是輪邊測功機，轉向負載模擬系統(tǒng)等）實現(xiàn)兩者之間的連接。

最后，整個車輛都已經具備，希望在實驗室環(huán)境內實現(xiàn)復雜、極端和失效工況的測試，實現(xiàn)跨域聯(lián)合調試。因此，構建整車在環(huán)測試系統(tǒng)，這里需要對輪胎和道路等進行仿真建模，將構建的虛擬模型與真實的整車集成。這里整車中的輪胎并不會像真實運行狀態(tài)下一樣工作，因此輪胎依然是模型。這里，虛擬模型和真實被測件之間，除了信號級I/O、通訊之外，同樣需要機械加載設備（可以是四驅動力總成臺架+轉向負載模擬系統(tǒng),也可以是可轉向整車轉轂）實現(xiàn)兩者之間的連接。

最后，簡單總結。上述半實物在環(huán)測試系統(tǒng)即可以應用于乘用車，也可以應用于商用車。面對，商用車不斷進行低碳化和智能化升級的趨勢，我們可以構建燃料電池發(fā)動機在環(huán)測試系統(tǒng)，低碳燃料內燃機在環(huán)測試系統(tǒng)，燃料電池汽車多電聯(lián)調系統(tǒng)，商用車動力底盤在環(huán)測試系統(tǒng)，商用車整車在環(huán)測試系統(tǒng)等。

最后，和大家分享一個視頻，這個是我們給某主機廠做的一個智能駕駛整車功能的測試。首先，將車輛開到實驗室里面一個可以轉向的轉轂上；接著，構建虛擬的環(huán)境和智能傳感器模型，并將模擬的攝像頭數(shù)據，雷達數(shù)據等注入智能駕駛域控制器，讓智能駕駛的整車以為運行在仿真的環(huán)境中。這樣，通過改變仿真的場景，就可以在實驗室環(huán)境里面做各種智能駕駛功能的測試。

非常感謝，歡迎交流。