功率硬件在环测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及仿真测试技术领域，特别涉及一种功率硬件在环测试系统。
【背景技术】
[0002]现有的硬件在环(HIL)测试设备针对HCU(混合动力整车控制器)进行测试，有多种测试系统，一种测试系统如图1所示，HIL测试设备模拟各控制器和车辆本体。该测试系统主要对输出的信号进行测试，这种硬件在环测试系统有很大的局限性。如该测试系统不能模拟各个控制器的通讯间隔对每个控制器执行过程的影响，不能够真实反映出真实电压和电流的变化对电机控制器的输出影响，也不能够模拟超压和欠压过程中整个系统的运行。另外，该测试系统还不能够真实的模拟整个电系统的工作情况。
[0003]另一种测试系统如如图2所示，HIL测试设备模拟车辆本体，各个控制器(如T⑶(变速箱控制器)、E⑶(电子控制器))为真实控制器。还有一种测试系统，一部分控制器使用真实的控制器，另一部分控制器使用HIL测试设备进行模拟。
[0004]使用真实控制器协助测试能够真实地对控制过程进行模拟，但是，针对这种情况进行测试都是信号级的，即HIL测试设备提供控制器所需要的信号(一般是0?24V电压，电流也只有几十毫安)。因此，测试的能力是有限的，不能够接电机控制器(MCU)和DC(直流)/DC、DC/AC (交流)等变流设备，而这些变流设备的特点是必须有高电压与强电流。
[0005]另外，电源系统(如电池，超级电容等)，运行中电压电流变化非常不稳定，而且在运行中如果控制不当也会出现危险。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种硬件在环测试系统，可以模拟出系统运行中真实的电压、电流变化对系统的影响，也可以模拟超压和欠压过程中系统的运行，还可以真实地模拟电系统的工作情况。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种功率硬件在环测试系统，包含:待测试设备、模拟器、变流设备与第一功率设备；
[0008]所述待测试设备与所述变流设备连接；所述变流设备经所述第一功率设备与所述模拟器连接；
[0009]其中，所述模拟器用于在信号级模拟受控设备，并输出弱电信号至所述第一功率设备；
[0010]所述第一功率设备，接收所述弱电信号，并将接收的弱电信号按照预设的比例放大为强电信号，在功率级模拟所述受控设备。
[0011]本实用新型实施方式相对于现有技术而言，是利用模拟器在信号级模拟受控设备，并将模拟的弱电信号输出至第一功率设备，第一功率设备根据接收的弱电信号，在功率级对受控设备进行模拟，这样，第一功率设备可以为变流设备提供功率级信号，进而可以模拟出系统运行中真实的电压、电流变化对系统的影响，也可以模拟超压和欠压过程中系统的运行，还可以真实地模拟电系统的工作情况。
[0012]另外，所述待测试设备可以为混合动力整车控制器(HCU)。
[0013]另外，所述变流设备包含电机控制器、直流直流转换器与直流交流转换器；所述第一功率设备包含第一功率放大器、第二功率放大器与第三功率放大器；所述电机控制器、直流直流转换器、直流交流转换器均与所述HCU连接；所述电机控制器、直流直流转换器与直流交流转换器分别经过所述第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器与所述模拟器连接；其中，所述受控设备包含电机、直流负载设备、交流负载设备；所述模拟器分别在信号级模拟电机、直流负载设备、交流负载设备，并将模拟的弱电信号分别输出至第一功率放大器、第二功率放大器与第三功率放大器；第一功率放大器、第二功率放大器、第三功率放大器分别根据接收的弱电信号在功率级模拟电机、直流负载设备、交流负载设备。可以通过功率放大器来对来设置各种故障，如高压故障、低压故障、过流故障等，因为功率放大器设置方便、灵活，可以通过电路直接与民用电相连。
[0014]另外，所述第二功率设备与所述变流设备、所述模拟器均连接，用于模拟功率源设备。这样，可以对功率源设备的电压进行自由的设定，而实际功率源设备是无法实现这一功能的，突破了现有技术中硬件在环测试系统的局限性。而且，还可以避免电源运行中的不稳定，以及电源运行中产生的危险，系统安全性高。
[0015]另外，还包含交流直流转换器与电流传感器；所述电流传感器、所述交流直流转换器依次连接在所述HCU与所述第二功率设备之间。
[0016]另外，所述第三功率放大器包含电压放大器；所述电压放大器连接在所述直流交流转换器与交流负载设备之间。这样，既可以灵活设置电源电压，又可以避免电源运行中的不稳定，以及电源运行中产生的危险，系统安全性高。
[0017]另外，还包含阻抗；所述待测试设备经所述阻抗与所述变流设备连接。
[0018]另外，所述阻抗包含电阻与电感；所述待测试设备依次经所述电感、电阻与所述变流设备连接。
[0019]另外，所述HCU与所述变流设备之间通过控制器局域网络CAN总线连接。
[0020]另外，所述模拟器与所述第一功率设备通过接口连接。
【附图说明】
[0021]图1是根据本实用新型一较佳实施方式的功率硬件在环测试系统结构框图；
[0022]图2是根据本实用新型一较佳实施方式的功率硬件在环测试系统具体结构示意图；
[0023]图3是根据本实用新型一较佳实施方式中的第一功率放大器与第三功率放大器的电路结构不意图；
[0024]图4是根据本实用新型一较佳实施方式中的第二功率放大器的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0026]本实用新型的一较佳实施方式涉及一种功率硬件在环测试系统，具体结构如图1所示，包含:待测试设备、控制器组、模拟器、变流设备、阻抗203、交流直流转换器(AC/DC)、电流传感器201、第一功率设备与第二功率设备。
[0027]其中，第二功率设备用于模拟功率源，与模拟器、变流设备均相连。其中，功率源既可以是电池，也可以是超级电容等其他功率源设备。使用第二功率设备和模拟器来共同模拟功率源给电机供电，因此可以对功率源的电压进行自由的设定，而实际功率源是无法实现这一功能的，突破了现有技术中硬件在环测试系统的局限性。而且，还可以避免电源运行中的不稳定，以及电源运行中产生的危险，系统安全性高。
[0028]在本实施方式中，模拟器在工控机(工业控制计算机)上实现，并与第一功率设备通过接口连接。在模拟器中保存有受控设备的仿真模型。在测试时，模拟器运行仿真模型，在信号级模拟各个受控设备，并输出代表各个受控设备特性的弱电信号。其中，在混合动力整车控制器的硬件在环测试中，受控设备包含:电机、直流负载设备、交流负载设备与功率源，模拟器分别在信号级模拟电机、直流负载设备、交流负载设备与功率源，并将模拟的弱电信号输出至第一功率设备与第二功率设备。
[0029]在工控机中，模拟器根据电机模型来模拟电机运行，反应电机的运行情况。比如，当IGBT(绝缘栅双极型晶体管)驱动电路时，电机应该产生多大的电流，输出多少扭矩。但是，电机控制器本身是功率器件，内置电容和大型功率器件，必须与功率设备相连，因此，工控机是不能够满足测试需求的。因此，需要功率放大装置来模拟所需要的功率，而所需要输出的功率由工控机进行指导。
[0030]在本实施方式中，第一功率设备包含第一功率放大器、第二功率放大器与第三功率放大器。其中，模拟器分别将模拟电机、直流负载设备、交流负载设备204的弱电信号输出至第一功率放大器、第二功率放大器与第三功率放大器。第一功率放大器、第二功率放大器与第三功率放大器根据接收的弱电信号，按照预设的比例放大为强电信号，在功率级分别模拟电机、直流负载设备、交流负载设备204。具体而言，第一功率设备通过通信接口接收来自模拟器的控制信号，并根据控制信号输出预设的电压，