一种新能源汽车热管理控制开发验证平台及实施方法与流程

本发明涉及汽车热管理测试，特别是涉及一种新能源汽车热管理控制开发验证平台及实施方法。

背景技术：

1、随着人们对汽车热管理系统(tms)控制的要求日益提高，汽车热管理系统的结构也变得越来越多样化，汽车的热管理系统对整车的节能、舒适和安全有着重大的意义。

2、与燃油车不同的是，新能源汽车热管理系统不仅包括空调(ac)，还包括电池、电机的回路，以及包含发电机、充电机、各类控制器热管理。电池作为新能源汽车的核心部件，仅仅以电池包的热管理为例，就包含着预热、充电、冷却和保温等多种功能。对电池包做好热管理工作，控制动力电池安全运行，对于整车的安全和性能有着重要的意义。

3、同样地，智慧座舱在近年来也得到了越来越多人的关注，座舱的舒适性与空调的智慧策略有着密不可分的关系。良好的汽车热管理系统，集空调、电池包、电机和各类控制器为一体，在汽车内实现整体性能、舒适性的提升和能耗的降低。

4、当前，汽车热管理开发的周期短，新能源汽车热管理结构越来越复杂，热管理系统的控制策略成为了研究的焦点。汽车热管理系统工作工况具有瞬时、动态变化等特点，受外界环境、车辆性能、行驶状态、乘员流动等众多因素同时影响。良好的汽车热控制策略需要根据工况的变化及时做出响应，并保证控制精度。

5、另外，新能源汽车热管理系统同时包括乘员舱、电池、电机等多个系统，并且多个系统之间相互影响，这对热管理系统提出了更高的要求。但是，市场对整车开发的要求和效率逐渐提高，使得热系统的开发必须具备快速的特点。然而，目前行业内缺乏一套成熟的热系统开发和测试的一站式集成平台。

6、此外，热系统的可靠性是整车性能开发中非常重要的一环，它具有输入输出多的特点，在开发中既要满足热系统的性能需求，又要满足热系统的控制需求，那么势必会将更多的成本投入到测试这一环节中去。然而，对于不同的台架进行反复测试的成本是非常高的，这将在整个开发周期中浪费大量的资源和时间，这也与当前整车开发不断缩短的周期是相矛盾的。

7、因此，目前开发一款集软件和硬件开发与测试的热管理集成式的平台，是非常有必要的。

8、需要说明的是，硬件在环(hil)测试，是v字开发流程系统验证测试中很重要的一环节，通过hil测试能够实现对虚拟极限环境和故障工况的提前测试，将测试和验证的周期大大缩短。但是，目前对汽车行业hil测试，主要应用在整车vcu、动力电池bms、底盘、转向、abs、智能驾驶等控制单元的测试业务中，热系统领域的应用极少，热系统领域控制系统的控制器硬件在环测试测试亟待开发。同时，hil测试中需要相应的实时模型模拟热系统来完成测试验证，测试结果的准确性对简化模型有着较高的要求，若没有合适准确的模型，则无法实现对热系统的测试和验证环节，而hil系统中涉及到热系统的实时模型是目前行业里没有的，目前仍是这一解决方案中的空缺部分。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种新能源汽车热管理控制开发验证平台及实施方法。

2、为此，本发明提供了一种新能源汽车热管理控制开发验证平台，包括：热管理控制开发上位机及实验数据处理系统、环境实验室控制系统、热管理hil测试系统、数据采集系统和被测试对象；

3、被测试对象是ecu系统或rcp系统；

4、其中，热管理控制开发上位机及实验数据处理系统，分别与热管理hil测试系统和数据采集系统相连接；

5、热管理hil测试系统，分别与环境实验室控制系统和被测试对象相连接；

6、被测试对象，与数据采集系统相连接；

7、数据采集系统，与环境实验室控制系统相连接。

8、此外，本发明还提供了一种如前所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台的实施方法，包括以下步骤:

9、步骤s1，根据测试的具体需求、是否有热系统执行器8以及是否需要环境实验室4提供真实的实验环境，来确定执行的不同测试操作；

10、步骤s2，通过执行第一测试操作和第二测试操作，分别获得对应的测试数据；

11、其中，第一测试操作只在平台中包括作为实物的热系统执行器8和需要环境实验室4提供真实的实验环境时进行，而第二测试操作未要求平台中包括作为实物的热系统执行器8；

12、步骤s3、测试数据上传并分析处理：将步骤s2获得的测试数据上传至热管理控制开发上位机及数据处理系统1进行分析处理。

13、由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种新能源汽车热管理控制开发验证平台及实施方法，其设计科学，能够快速、可靠地实现对车载热管理控制器(例如ecu系统或rcp系统)的控制、性能和功能的开发和验证，具有重大的实践意义。

14、经过检验，本发明在应用后，可以完成热系统台架和整车的半实物、半虚拟的仿真测试。

15、对于本发明，在本试验平台中存在真实控制单元ecu或rcp系统、真实的热系统实物器件和真实的环境实验室提供的温度、湿度、阳光以及风量等真实元素，在上位机中又存在被控对象的实时仿真模型。实物和虚拟模型通过实验平台连接在一起形成闭环，共同完成对被控对象各种特性的验证和测试，这种测试结果与实际结果非常接近，是一种仿真测试技术。

16、在本发明中，热系统台架是一种针对热系统进行各种测试的试验台架。台架试验是指产品出厂前，一般还要进行某些模拟试运行试验，通过之后方能投入使用。本发明中所指的热系统台架则是在热系统正式上车生产前对其热系统的降温采暖性能、控制准确性能进行评判和测试的工具。

17、在本发明中，所进行的仿真测试就是指硬件在环测试，是一种应用于汽车电子控制系统领域的测试方法。它将实际的硬件(如ecu或rcp系统、传感器、执行器等)与模拟器件(如模型、上位机的实验数据管理系统等)通过接口连接起来，模拟实际的操作环境，通过对实时运行的系统进行测试和评估，以确保汽车热管理控制系统的性能、稳定性以及可靠性。

18、通过应用本发明，填补了当前汽车热管理领域hil测试的空白，可提供实时软件模型、硬件平台建构以及结合环境实验室完整的一站式热管理开发和测试的解决方案。

19、需要说明的是，本发明公开了一种在汽车热管理系统控制领域的开发和验证测试平台。基于该平台，可实现车辆热管理性能、控制策略验证开发和验证工作，完成汽车热管理开发测试验证的一站式服务。本发明以控制器硬件在环(hil)测试技术为基础，结合热系统台架、环境实验室、快速控制原型(rcp)系统等方式，在汽车热管理控制领域实现热系统半实物仿真测试，完成热系统开发中的功能和性能验证、控制策略验证、极限环境验证以及热系统在虚拟车辆下的测试工作。最终，可实现热管理的开发和车载级的控制策略开发，显著缩短开发时间，有效提高开发效率。

技术特征：

1.一种新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，包括：热管理控制开发上位机及实验数据处理系统1、环境实验室控制系统2、热管理hil测试系统3、数据采集系统5和被测试对象7；

2.如权利要求1所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，当平台中包括作为实物的热系统执行器8和需要环境实验室4提供真实的实验环境时，该平台能够执行以下工作模式一：

3.如权利要求2所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，环境参数，包括温度、湿度、风速、风量、水温和阳光光照强度。

4.如权利要求1所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，无论平台是否包括作为实物的热系统执行器8，该平台能够执行以下工作模式二：

5.如权利要求4所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，热管理实时模型包括：汽车空调模型、电池模型、电机模型、整车模型、环境模型和驾驶模型。

6.如权利要求1所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，热管理控制开发上位机及实验数据处理系统1，分别通过ethernet方式，与热管理hil测试系统3和数据采集系统5通信连接；

7.如权利要求1所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台，其特征在于，热管理hil测试系统3中包括实时控制器；

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台的实施方法，其特征在于，包括以下步骤:

9.如权利要求8所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台的实施方法，其特征在于，在步骤s2中，第一测试操作，包括以下步骤：

10.如权利要求8所述的新能源汽车热管理控制开发验证平台的实施方法，其特征在于，在步骤s2中，第二测试操作，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种新能源汽车热管理控制开发验证平台，包括：热管理控制开发上位机及实验数据处理系统、环境实验室控制系统、热管理HIL测试系统、数据采集系统和被测试对象；其中，热管理控制开发上位机及实验数据处理系统，分别与热管理HIL测试系统和数据采集系统相连接；热管理HIL测试系统，分别与环境实验室控制系统和被测试对象相连接，被测试对象是ECU系统或RCP系统；被测试对象与数据采集系统相连接；数据采集系统，与环境实验室控制系统相连接。本发明提供了一种新能源汽车热管理控制开发验证平台及实施方法，其设计科学，能够快速、可靠地实现对热管理系统的控制、性能和功能的开发和验证。技术研发人员：刘姝琦,于镒隆,张艺伦,王伟,伊虎城,马鸣骏,窦亮,付文奇,张建凯,孙津鸿受保护的技术使用者：中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15