混合动力硬件在环测试平台研究与开发

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1、混合动力硬件在环测试平台研究与开发(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：汽车工程系学科：动力工程及工程热物理研究生：熊溪指导教师:金振华副研究员二○一五年六月ResearchandDevelopmentinHILTestPlatformofHybridPowertrainSystemThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinPowerEngineeringandE

2、ngineeringThermophysicsbyXiongXiThesisSupervisor:ResearchAssociateJinZhenhuaJune,2015摘要摘要硬件在环测试是混合动力控制器和部件控制器开发的关键环节，能在台架试验和道路试验前对控制器功能进行验证，缩短控制器开发周期。本文搭建了一套混合动力硬件在环测试系统，对整车控制器和部件控制器进行硬件在环测试。比较控制策略测试用例自动生成方法，利用遗传算法对混合动力控制策略自动生成测试用例，提高了控制器开发效率。设计混合动力硬件在环测试系统结构和测试流程，利

3、用SysML系统建模语言对硬件在环测试系统进行描述。根据电池管理系统对单体电压模拟、总电压模拟、温度模拟和故障注入测试的需求，搭建电池管理系统硬件在环测试平台。根据并联混合动力整车控制器硬件在环测试需求，搭建并联混合动力整车控制器硬件在环测试平台。仿真模型的建立是混合动力硬件在环测试的关键部分，本文介绍了混合动力主要部件和动力系统仿真模型的建立方法。基于SysML系统建模语言搭建了燃料电池混合动力系统仿真模型和并联混合动力系统仿真模型，介绍Autonomie软件中混联混合动力系统仿真模型并用SysML系统建模语言描述。基于搭建

4、的硬件在环测试平台进行电池管理系统与燃料电池整车控制器联合硬件在环测试，利用故障注入卡模拟单体电池断路，验证电池管理系统单体电压、总电压和温度采集功能和精度。对并联混合动力控制器进行硬件在环测试，模拟车辆运行过程中不同故障状态，验证整车控制器在车辆不同故障状态下功能。利用硬件在环测试的方法测试混合动力经济性，利用SysML系统建模语言中活动图描述该测试方法程，并采用该方法对并联混合动力汽车进行经济性测试。对于混合动力控制策略测试用例自动生成，首先比较了使用爬山法、模拟退火算法和遗传算法自动生成测试用例的区别。利用遗传算法对并联

5、混合动力控制策略自动生成测试用例，找出控制策略中存在的问题。针对得到的测试用例，对遗传算法解决该问题进行评价，并用混联混合动力控制策略关键参数组合优化为例来说明遗传算法用于测试用例生成的局限。最后对利用博弈论中多方博弈的方法进行并联混合动力控制策略测试用例自动生成进行展望。关键词：混合动力系统；SysML；硬件在环测试；测试用例自动生成；IAbstractAbstractHIL(Hardwareintheloop)testisthekeypointofHCU(HybridControllerUnit)testandcompon

6、entcontrollertest.HILtestcanverifyfunctionofthecontrollerbeforebenchtestandroadtesttosimplifytheprocessofdevelopingthecontroller.ThispassagegivesaninstructionofbuildingHILtestplatformbasedonNIPXIhardwareandVeriStandsoftwareandshowstheprocessofHILtestofHCUandcomponen

7、tcontroller.Inaddition,waysofautomatedtestcasegenerationareintroducedtotestcontrollerstrategy.GeneticAlgorithmisusedtogeneratetestcaseautomaticallyforhybridcontrolstrategy.ThestructureandtheprocessofHILtestbasedonVeriStandareintroduced.SysMLisusedtodescribethestruct

8、ureandtheprocessofHILplatform.BMSHILplatformisbuilttosatisfytheneedsofcellvoltagesimulation,totalvoltagesimulation,temperaturesimulationan