BMS-HIL测试系统招标技术要求解析.doc

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1、BMS HIL测试系统招标技术要求1 设备名称BMS HIL测试系统。2 数量一套。3 系统用途及功能要求3.1 设备用途BMS HIL测试系统是基于HIL技术的车辆仿真测试平台，主要实现电池模型及整车模型的实时运行，模拟BMS控制器的输入信号，采集BMS控制器的输出和必要的输入信号，实现BMS对实时模型的闭环控制，并完成BMS HIL系统集成调试工作。3.2 设备功能该平台用于招标方指定纯电动车型电池管理系统BMS的闭环仿真。该系统应具有以下各种功能： 能够仿真电池工作状态及整车工况，可实现BMS的功能测试； 具有故障注入功能，可实现对BMS的故障诊断测试； 具有CAN通讯仿真功能，可实现B

2、MS的通讯测试； 基于图形化操作软件，可实现手动测试、自动测试等功能测试 投标方需针对招标方指定软硬件版本的BMS控制器进行实施；同时经过硬件、模型的简单配置后可实现其他变型控制器的测试。 系统基于模块化设计，具有较好地扩展性。经过集成后的系统，应至少满足如下测试需求： 采集单体电压，多点温度，总电流，端电压，总线电压，蓄电池电压等； 估算SOC，估算电池老化状态，对充放电进行功率限制，电池热管理控制； 故障诊断及安全保护策略； 被动均衡； 绝缘电阻检测； CAN通信收发； 控制系统的各个模式转换，进行自检，预充电控制，主回路上下电控制，记录关键数据等。4 投标方资质要求 投标方应提供HIL产

3、品近三年的用户清单和业绩，投标产品应有良好的销售业绩和使用信誉。 投标方三年内在国内成功地为客户提供BMS HIL设备不少于10套，并能够提供该系统及设备的销售情况等相关证明（如验收报告及合同首页等）。以上成功案例设备运转良好，无技术障碍，请提供客户名称及联系方式。 投标方在中国境内应具备50人规模以上的专业技术团队.为保障本项目的顺利实施，投标方必须提供一份项目团队成员列表及专家支持团队成员名单，总计不少于15位，要求提供技术工程师的姓名、工作年限及负责方向等信息。 投标方必须在中国具备同类产品良好的本地化售后服务和技术支持。 投标方应具备模型开发的能力或具备集成第三方模型的能力，并保证与硬

4、件在环仿真平台无缝连接。 投标方应实现交钥匙工程中客户指定车型模型的开发，并保证模型的精度、实时性和稳定性；同时需要提供关键模型的精度验证报告的实例。5 供货范围序号名称数量备注1HIL测试系统硬件平台1.1机柜1套根据招标方需求配置，提供方案及原厂家1.2车用电源模拟器1套根据招标方需求配置，提供方案、型号及具体指标1.3实时处理器1套根据招标方需求配置，提供型号及特性1.4I/O板卡1套根据招标方需求配置，提供具体配置及特性说明1.5电池单体仿真板卡1套根据招标方需求配置，提供具体配置及特性说明1.6绝缘电阻仿真板卡1套根据招标方需求配置，提供具体配置及特性说明1.7信号调理板卡1套根据招

5、标方需求配置1.8故障注入单元1套根据招标方需求配置，提供方案及具体配置1.9负载仿真单元1套根据招标方需求配置，提供方案1.9断线测试盒1套根据招标方需求配置，提供方案1.10控制器连接线束1套根据招标方需求配置1.11上位机（含显示器）1套根据招标方需求配置2.HIL测试系统软件平台2.1试验管理软件1套提供解决方案及软件主要特性介绍2.2故障仿真软件1套提供解决方案及软件主要特性介绍2.3自动测试软件1套提供解决方案及软件主要特性介绍3HIL测试系统模型3.1纯电动车辆模型1套需要包含车辆纵向动力学模型及待测纯电动车关键部件模型3.2电池模型1套需要提供三阶RC电池模型3.3IO模型1套

6、根据招标方需求搭建，需要提供模型方案4设备说明书4.1设备使用说明书1套中文，或中英文对照4.2硬件说明书1套中文，或中英文对照4.3软件使用说明书1套中文，或中英文对照4.4模型说明书1套中文，或中英文对照5工程服务5.1测试设备硬件集成1套5.2模型开发、参数化，IO模型搭建1套5.3控制器开环测试1套5.4控制器闭环调试1套5.5客户现场设备安装、调试1套5.6系统使用技术培训1套6 技术要求6.1 设备使用条件室内试验室环境条件如下： 环境温度：040 相对湿度：小于90% 工作电源：220V10%，频率502Hz6.2 硬件技术要求6.2.1 主机柜 标准机柜，高度应小于2.1m 机

7、柜面板布置规矩，横平竖直 机柜内走线规整、符合相关电气接线法规要求 机柜底必须配置滚轮并可锁止 所有ECU和负载都可通过标准的接插件在机柜内部抽屉进行更换，无需使用额外工具6.2.2 处理器 至少四核，每核主频不小于2.6GHz 支持多处理器系统 内存4G 能够保证HIL系统实时运行6.2.3 通用IO通道技术要求6.2.3.1 模拟输入通道 所需通道数：30路 分辨率：16bit 采样率：1MS/s，单通道转换时间1us 输入电压范围可以通过软件配置为040V、020V、010V、05V； 差分输入； 过压保护范围：60V 每个通道在每个量程范围内的最大误差满量程的0.1% 6.2.3.2

8、模拟输出通道 通道数：30路 分辨率：16bit 输出电压范围0V+10V； 最大持续电流20mA 输出短路保护 过压保护范围：60V 输出最大误差5mV；6.2.3.3 数字输入&PWM输入通道 通道数：60路 输入电压范围0V+60V 阀值电压电压可以通过软件设定，范围为+1+23.8V 软件上可以配置为Digital_Input、Frequency_Input、PWM_Input，其中至少4个通道可以配置为SENT_Input； 频率测量范围0.02Hz1MHz； 过压保护范围：60V 100kHz以内，频率测量精度0.2%； 100kHz以内，1%99%的占空比，测量精度0.2%；6.

9、2.3.4 数字输出&PWM输出通道 通道数：40路 输出可以配置为Push、Pull或者Push+Pull 每个通道的参考电压可以通过软件控制，在两个外部参考电源之间进行选择，电压范围560V 最大持续电流100mA 软件上可以配置为Digital_Output、Frequency_ Output、PWM_ Output，其中至少4个通道可以配置为SENT_ Output； 输出频率范围0.02Hz1MHz； 占空比范围0100%； 过压保护范围：060V 100kHz以内，输出频率精度0.2%； 100kHz以内，1%99%的占空比，输出精度0.2%；6.2.4 电池特殊信号仿真技术要求6

10、.2.4.1 电池单体仿真板卡 通道数：32路。 单通道电压范围：0V5V，单通道输出电压绝对误差1mv。电压控制动态响应3V/ms。 单通道输入/输出电流能力：输出3A，输入2A；至少支持4个通道并联 支持故障仿真功能，支持的故障模式包括：输出短路、输出开路、串联在一起的通道间开路。 具有通道电流采集功能，电流测量精度不大于2mA。 单体间相互隔离。 所有单体电压能在1ms内同步改变。 电池单体过冲电压上限4.5V。 支持电池单体采样线反转测试6.2.4.2 电阻仿真通道 通道数：20路 工作电压范围：40V; 电阻范围：20ohm500Kohm，步进1 ohm 电流范围：100mA； 具有

11、过流保护功能； 通道间隔离6.2.4.3 绝缘电阻仿真板卡 通道数：2路，同时控制V+和V-分别对车体地的电阻 工作电压范围：-1500V1500V; 电流范围：10mA； 具有过流保护功能 可控电阻范围：150 ohm50Mohm，步进100ohm 可模拟开路，阻抗大于100Mohm 通道间隔离6.2.4.4 总电压传感器仿真 需提供至少2路高压仿真通道用来模拟总电压、预充电压 电压范围：500V 电流范围：10mA 可由上位机软件控制电源输出 具备自我保护功能6.2.4.5 总电流传感器仿真需要满足2种方式的电流传感器仿真 分流器式：n 仿真分流器采样电阻后端的电压信号n 电压范围：-20

12、0mA200mAn 输出电流：05mAn 分辨率：0.05mV 霍尔式：n 仿真霍尔式电流传感器输出的电压信号n 电压范围：05Vn 其他要求参考6.2.3.2章节6.2.5 CAN通讯接口通道 通道数：4路 支持CAN2.0A和CAN2.0B 波特率：可配置，最大可达1Mbps 支持数据库文件.dbc的直接导入 每个通道自带120ohm的终端电阻，可通过上位机软件配置是否使能6.2.6 车载电源模拟器 功率范围：1.5kW 输出电压范围：40V 输出电流范围：60A 可由上位机软件控制电源输出 具备自我保护功能6.2.7 故障注入单元 低压信号故障注入要求： 通道数：60路 最大持续电流：6

13、0V 时6A； 30V时8A； 可通过上位机RS232进行控制 可以实现的故障类型包括：对电源短路、对地短路、对其他管脚短路、开路，并且可以选择是否带负载 板卡通道具备自我保护功能电池单体故障注入要求： 电池单体电压仿真的每个通道均可以实现故障仿真，故障类型如下：n 输出短路n 输出开路n 串联在一起的通道间开路n 采样线反转高压触点故障注入要求n 系统要求实现高压触点的常开、粘连故障6.2.8 断路测试盒 通道数：90路 断线测试盒接口应与HIL设备连接器匹配，直接进行连接 可串联与HIL设备与控制器之间，用于信号的观测 针脚数90pins 断线测试盒内部应采用印刷电路板实现，不能采用手工接

14、线的方式6.3 试验软件功能试验软件应包括以下部分： 试验管理软件 故障仿真软件 自动测试软件6.3.1 试验管理软件具体要求 方便的对系统，模型，硬件进行统一管理和配置 实现模型与硬件资源的映射，保存，修改等 可以指定CPU内核运行顺序，也可以为多个模型分别指定运算的CPU从而更有效的利用CPU资源，提高仿真实时性 以拖放方式建立试验监控界面：n 可以实时监控模型变量n 可记录实时数据（CSV、TXT或TDMS等格式）n 能够对仿真模型中需要调整的参数进行实时在线修改 能够集成CAN、LIN等通讯数据库，并对报文的收发进行配置：n 支持CAN总线、LIN总线、FlexRay总线通信n 支持导

15、入*.dbc、*.xml、*.ndc、*.ldf等多种格式的DataBase文件，并实现报文发送/接收配置n 能够基于dbc等文件自动生成测试界面，其中发送报文可以修改包括周期、各个信号值、使能、触发等，显示信号名、周期、ID、单位、数据长度、发送类型；接收报文可以显示接收时间、接收差分时间、周期、ID、信号名、信号值、单位、数据长度、数据类型等 实时激励和自动测试功能，可以给系统输入实时激励信号（包括常值输入、斜坡输入、锯齿波输入、脉冲输入、Sine输入、指数输入、噪音输入、试验结果数据输入等），并可按照预定的顺序执行一系列自动测试逻辑，同时可以记录运行过程中的信号数值6.3.2 故障注入软

16、件具体要求 可实现对指定管脚的故障注入：对电源短路、对地短路、开路、几个信号之间的短路 对于所有类型的故障注入，都能够由该软件自动来实现故障的注入和取消 能够从信号列表文件中导入所有通道名称及其故障配置 以拖拽的方式选取需要配置的通道 可以方便快捷的对系统故障进行设置和激活 可以对信号通道故障的不同组合同时进行激活 能够导出或读取所有选定通道的故障配置状态 能够设置故障激活的持续时间 具有容错机制，避免由于误操作，对某些不能进行故障注入的管脚进行故障注入，而造成ECU的损坏6.3.3 自动测试软件具体要求 支持采用拖拽的方式搭建测试序列，并支持脚本语言方式编写复杂逻辑 与试验管理软件无缝连接可

17、自动打开试验管理软件进行模型的下载 支持调用故障注入设备执行自动测试，可设置注入的故障类型 能够自动生成基于XML的HTML和PDF格式的测试报告，并可以重复生成，测试报告的格式可根据需求进行自定制 支持CANoe、Matlab、Office等第三方软件的调用 需提供标准的诊断模块，可基于此模块进行ECU诊断功能的测试 支持自定义库的封装，并开放自定义库的接口变量，库同步时不会对序列中引入库的接口变量赋值进行修改 支持测试用例离线开发及调试，各种设备都可以分别配置离线和在线执行状态。支持测试用例的静态编译及语法检查，在测试序列执行之前提示语法有错误的序列模块 支持定制测试计划，可编辑计划所包含

18、的测试用例并支持配置执行次数与执行次序 可扩展支持多种仿真机的调用，测试用例在不需修改的情况下即可在不同仿真机平台下执行 提供基本库，主要包括图形化的逻辑语句，实现如If Else、For、break等控制流程 提供测量标定库，支持INCA，CANAPE等标定诊断软件的调用6.4 仿真模型要求本系统整车模型用于完成BMS在各运行工况和各种环境下功能测试、通信测试、故障诊断测试。6.4.1 模型总体技术要求11.1 模型应包含电机、动力电池、主减速器、车辆纵向动力学、驾驶员、虚拟控制器等模块。 满足新能源硬件在环测试系统实时性要求，整个车辆模型运行于实时系统，整体解算步长1ms。 电池模型应为三

19、阶RC模型，整体解算步长1ms。 车辆参数、环境参数突变时需保持仿真稳定。 模型中各模块所用参数可以实时在线修改，不需重新编译下载模型； 用户能够使用自定义模块替换原投标模型中的标准模块。 车辆模型基于Matlab/Simulink搭建。6.4.2 电池模型电池模型应基于电池单体建模搭建，电池模型充分反映电池单体及总成工作特性。6.4.2.1 电池电压模型技术要求 电池模型能够模拟电池充放电过程中欧姆极化、浓差极化、电化学极化现象。 电池模型能够模拟SOC、温度、充放电电流变化引起的电池电压变化。 电池模型能够模拟电池串联及并联状态。 电池模型能够模拟电池过充及过放状态。 电池模型能够模拟任意

20、电池单体电压及电池总成电压。6.4.2.2 电池电流模型技术要求 电池模型能够模拟电池总成输出电流。6.4.2.3 电池充电模型技术要求 电池模型能够模拟电池外接充电。 电池模型能够模拟回收充电。6.4.2.4 电池SOC模型技术要求 电池模型能够准确模拟电池充放电过程容量变化。 电池模型模拟电池容量变化时应考虑充放电库伦效率、能量效率。6.4.2.5 电池温度模型技术要求 电池温度模型能够模拟电池充放电过程放热引起的温度变化 电池温度模型能够模拟自然冷却和风扇开启的风冷过程的温度变化6.4.2.6 电池均衡功能技术要求 电池模型能够模拟电池均衡功能。6.4.2.7 电池故障模型技术要求 电池

21、模型能够模拟电池任意单体过压、欠压，电池总成过压、欠压故障，单体间电压偏差过大的故障。 电池模型能够模拟电池温度过高及过低的故障。 电池模型能够模拟电池SOC过高及过低的故障。 电池模型能够模拟电池电流过高的故障。 电池模型能够模拟母排电压过高的故障。6.4.2.8 电池维修模型技术要求 电池模型能够模拟维修开关通断及开关通断后电池的工作状态。6.4.2.9 预充电模型技术要求 电池模型能够模拟正常及故障状态下的预充功能。6.4.3 电机模型电机模型应实现以下功能： 电机扭矩输出计算； 根据电机转速、扭矩计算当前电机电功率。6.4.4 主减速器模型主减速器模型应实现以下功能： 减速比的设定 减

22、速后的转速计算 减速后的扭矩计算6.4.5 车辆纵向动力学模型车辆纵向动力学模型应实现以下功能 滚动阻力计算； 空气阻力计算； 坡道阻力计算； 根据制动踏板开度计算制动力； 车辆加速度和速度计算。6.4.6 驾驶员模型驾驶员模型的控制目标是车辆纵向速度，主要输出应包括加速踏板开度、制动踏板开度、离合器开度、目标挡位等。驾驶员模型应实现以下两种驾驶模式： 手动驾驶模式：所有驾驶员控制信号输出通过手动模式设定，在线测试时，可通过监控界面上的控件设定加速踏板或制动踏板的开度； 自动驾驶模式：此模式下测试者可以指定目标车速曲线（可以是标准的试验工况，例如NEDC循环工况），自动驾驶模块将根据实际车速和

23、目标车速的偏差实时调整加速踏板和制动踏板的开度。6.4.7 虚拟控制器模型6.4.7.1 虚拟MCU软件MCU模型应实现以下功能 响应来自整车控制器的扭矩、转速请求 CAN节点仿真：根据CAN通信矩阵输出必要的CAN信号。6.4.7.2 虚拟VCU软件VCU模型应实现以下功能： 响应驾驶员的控制信号 实现高压上下电的控制 实现充放电的控制 CAN节点仿真：根据CAN通信矩阵输出必要的CAN信号7 技术培训7.1 在项目实施过程中，中标方必须允许招标方派少数技术人员参与项目工作，并且在此过程中培训招标方工程师，使其可以达到二次开发能力。7.2 平台培训要求培训内容如下表所示培训项目内容地点备注硬

24、件系统1）HIL系统框架及组件；2）本项目设备详细结构；3）硬件各部件详细介绍。招标方/中标方基础软件1） 实验管理软件使用方法；2） 故障注入软件使用方法；3） 自动化测试软件使用方法；招标方/中标方仿真模型1） 仿真模型的原理介绍；2） 仿真模型的使用和修改方法介绍。招标方/中标方系统使用1） 系统操作演练招标方/中标方以上培训总时间不少于5天。8 资料的提供中标方应提供以下文件资料，其费用应包括在技术服务价格之内。技术文件应完整、清楚、足够保证现场安装、试运转以及正常安全运行和维修。需提供的资料和文档包含以下内容：6.5 系统文档 系统使用说明。 激励测试报告 开环测试报告。 相关培训教

25、材。6.6 硬件文档 系统硬件清单。 信号列表。 硬件板卡说明文档。6.7 软件文档 软件清单。 实验管理软件说明文档。 故障注入软件说明文档 自动测试软件说明文档。6.8 模型文档 模型清单。 模型说明文档。9 项目验收9.1 投标方需编写验收大纲，按照验收大纲的要求完成相关验收工作，其结果需要得到招标方的认可。9.2 项目验收需要投标方和招标方双方联合进行。9.3 项目验收分预验收和终验收两个阶段9.4 预验收内容9.4.1 系统完整性验收对照技术协议中的供货范围，对提交的设备进行确认，主要包括系统硬件、系统软件、仿真模型等方面。9.4.2 系统功能性验收9.4.2.1 系统激励测试系统激

26、励测试是指在不连接各控制器的情况下，对设备的I/O通道进行开环测试。主要包括： 产生控制器所需的输入信号，并在控制器连接器端进行测量，确认能够产生控制器所需的输入信号。 用信号发生器模拟各控制器的输出信号，并用HIL测试环境进行测量和显示，确认能够准确接收到各控制的输出信号 故障注入功能确认。9.4.2.2 系统开环测试系统开环测试是指，接入客户提供的目标控制器，集成IO模型以及实验工程，对所有模拟传感器信号进行在线标定，对所有执行器驱动信号进行在线采集，为后续的闭环调试做准备 传感器信号：通过HIL系统上位机监控界面设置传感器信号值（如压力、温度、位置），用诊断/标定工具读取控制器采集到内部

27、对应变量值，判断其与设定值的误差是否处于可接受范围； 执行器信号：用诊断/标定工具设置控制器的输出(比如信号占空比等)， HIL设备进行采集并在监控界面上显示信号值，判断其与控制器设定值的误差是否处于可接受范围。 总线信号：逐一校验控制器发送信号与HIL系统接收信号以及HIL系统发送信号和控制器接收信号，两者应同步且完全相等。9.4.2.3 系统闭环测试系统闭环测试是指在测试回路中加入被控对象实时模型，进行闭环测试。应包括如下内容： 确认电控单元与 HIL 测试设备的无故障运行 进行常用测试工况和汽车典型工况的试验9.5 终验收内容9.5.1 系统完整性验收对照技术协议中的供货范围，对提交的设

28、备进行确认，主要包括系统硬件、系统软件、仿真模型等方面。9.5.2 预验收遗留问题确认对预验收过程中遗留的问题进行确认。9.5.3 系统闭环测试 参照预验收中闭环验收的内容进行终验收闭环功能确认。9.5.4 自动测试案例验收包括对提供的5个自动测试案例、测试序列、测试结果及测试报告进行确认，测试工作产品需得到招标方的确认。9.5.5 资料提交确认对所提交的工程文件、文档资料进行确认，需要得到甲方的认可。10 质量保证期质量保证期为自最终验收协议签署生效之日起的12 个月。在质保期内，乙方需要完成的工作包括以下内容： 保证测试平台的正确运行； 定期维护和检查平台的正确性； 免费更换任何非人为的部件损坏，并重新计算该部件的质保期； 对平台使用所发生的故障24小时内进行响应，如有必要派专人到设备现场进行故障排除； 提供软件升级服务。11 项目交付期合同签订生效后5个月内完成设备的交付验收。