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底盘域HIL



价值百万级底盘技术
下放背后的技术推手

旧时王谢堂前燕
飞入寻常百姓家

前言

随着电动化、智能化、网联化、共享化(“新四化”)成为汽车行业共识,智能驾驶已成为众多汽车品牌及科研机构当前关键研究和开发工作。智能底盘作为智能驾驶汽车承载和执行部件,对于实现车辆智能行驶至关重要。如今,在众多车企新车发布时,纷纷为观众展示其底盘实力,引擎盖上放高脚杯过减速带成为基本操作。然而拥有这种配置的汽车在几年前,我们在“高端车型”上才可以感受到。而在当代,各家车企不仅将这种配置打到“家人价”,还纷纷给自己的底盘技术起了名字,像比亚迪有云辇底盘,智己有灵蜥底盘,华为有途灵底盘,吉利有AI数字底盘,蔚来有天行底盘,阿维塔有太行底盘,理想有魔毯底盘,奇瑞有飞鱼超感底盘,基本上每家车企都有一个底盘品牌名字。那在这背后,究竟是什么在推动这一切的实现?
PART

1
底盘HIL测试
一台车从设计到量产,要经历成百上千次测试。其中,底盘HIL测试堪称"虚拟试金石",它能帮助研发者在实验室里即可模拟各种极端路况,使潜在风险提前被发现。堪称汽车智能底盘研发的核心科技之一!

PART

2
什么是底盘HIL测试
HIL(硬件在环)测试简单说就是:用虚拟环境模拟真实世界,让控制器"以为"自己在实车上工作。通过实时仿真技术,把底盘控制器(如转向、制动、悬架)与虚拟车辆模型连接,在实验室里完成从日常驾驶到极限工况的全场景测试。
相比传统实车测试,它能做到:
01
模拟暴雨、冰雪等极端环境
02
复现碰撞、失控等危险工况
03
不受测试场地限制
每天完成上千次重复测试
04
模拟传感器等电气故障测试
05
复现碰撞、失控等危险工况
06
早期发现设计缺陷,降低研发成本

PART

3
熠速的方案
01

转向系统HIL测试:精准把控每次转向
转向系统作为车辆操控的关键节点,其性能直接关乎驾驶的安全与体验,HIL测试通过多层级方案实现全面验证。
1

多样台架方案
对拧台架
通过同轴对拧工装把高精度电机和助力电机连接在一起,高精度电机用来模拟方向盘转动及轮胎阻力的变化。当主机厂可以提供TAS传感器SENT协议信号时,搭配单电机对拧台架即可完成EPS助力功能测试;当主机厂不方便释放SENT协议时,则采用双电机对拧台架,也可验证控制器对助力大小和方向的调节精度。

台架总成
集成手力矩电机、转向管柱、转向拉杆等真实部件,手力矩电机模拟驾驶员施加在方向盘上的力矩,负载电机模拟路面阻力。通过位移传感器、力传感器实时采集数据,结合车辆动力学模型,全面测试转向系统在不同车速、路况下的整体响应,如急转弯时的助力切换、回正性能等。

线控转向台架
通过手力矩电机模拟驾驶员操作,路感电机模拟路面反作用力,两者形成"对拧"效应,让ECU接收到近乎真实的输入信号。同时,负载电机模拟转向执行机构的负载变化,验证线控系统在无机械备份情况下的可靠性与响应速度。
2

信号与模型支撑
信号层面
可仿真SENT、CAN等多种协议的传感器信号,如方向盘转角、扭矩等关键参数。
模型层面
基于Simulink搭建转向系统模型,结合高精度车辆动力学软件,实现从信号输入到执行器响应的全链路仿真,支持开环、闭环调试,且模型白盒交付,无加密限制。
除了以上机械台架级的HIL测试方案外,针对于转向系统也提供了信号级的HIL测试方案,用高精度的电机模型代替EPS助力电机,连接控制板即可对电机控制层级的算法进行精确测试,覆盖从信号到系统的完整测试流程。
02

制动系统HIL测试:筑牢安全底线
制动系统是车辆安全的"最后一道防线",HIL测试覆盖多种制动类型,确保在各种工况下可靠制动。
1

液压制动台架方案
针对IPB(集成式电子助力制动)与RBU(冗余备份单元)系统,台架集成电动缸、力传感器、油压传感器等部件。电动缸模拟制动踏板力输入,力传感器实时监测踏板力大小,IPB控制器根据轮速信号、踏板力等参数调节制动油压,RBU冗余控制器则在主控制器失效时无缝接管,通过油压传感器和夹紧力传感器获得反馈,验证制动系统的助力效果、压力分配及冗余功能。

2

EMB(电子机械制动)技术方案
采用电机直接驱动卡钳的结构,台架包含电动缸、EMB控制器、电流传感器、夹紧力传感器等。电动缸模拟踏板动作,EMB控制器接收信号后驱动电机产生夹紧力,电流传感器监测电机工作电流,夹紧力传感器采集制动压力大小,验证制动效果。可模拟紧急制动、湿滑路面制动等场景,测试EMB系统的响应速度、控制精度及故障容错能力,如电机过热保护、传感器故障等。

3

传感器与故障仿真
传感器仿真覆盖惯性传感器、转角传感器、轮速传感器、液位传感器等,确保控制器接收的环境与车辆状态信号精准可靠。
故障注入功能可模拟传感器失效、管路短路、电机卡滞等故障,验证控制器的诊断能力和安全应对策略。
除了以上机械台架级的HIL测试方案外,针对与制动系统也提供了信号级的HIL测试方案,用高精度的电机模型代替真实的制动电机,连接控制板即可对电机控制层级的算法进行精确测试,覆盖从信号到系统的完整测试流程。
03

系统悬架HIL测试:平衡舒适与操控
悬架系统影响车辆的平顺性与操控性,直接反映车辆的驾驶体验和操控安全性, HIL测试可通过多维度方案实现精准验证。
1

信号级技术方案
针对电控空气悬架系统(ECAS),采用"纯模型"方法构建虚拟环境,高精度仿真各类传感器信号。如通过PSI5板卡仿真高度传感器、加速度传感器信号,反映车轮与车身相对位置及振动情况;采用板卡仿真气压传感器信号,模拟空气弹簧气囊压力变化;通过CAN/SPI仿真IMU传感器信号,提供车身姿态信息。同时,实时采集控制器对电磁阀、电机的驱动信号,反馈给车辆模型形成闭环,测试ECAS控制器对空气弹簧刚度、高度及减震器阻尼的调节逻辑。

2

台架级技术方案
引入真实悬架总成与振动台架,伺服作动器根据实时仿真系统的指令,模拟不同路面激励下的车轮运动。台架上安装真实的空气弹簧、减震器、电磁阀等部件,ECU输出的控制信号直接驱动这些执行器,力传感器、位移传感器、气压传感器等采集物理响应数据并回传至仿真模型,验证悬架系统在真实负载下的性能,如颠簸路面的减震效果、转弯时的车身侧倾控制等。


PART

4
熠速HIL系统的三大核心
01
硬件平台:高适配性、高精度
想让虚拟测试和实车表现"零偏差"?硬件平台的实力是关键!熠速提供的实时系统采用模块化设计打破传统测试的边界,无论是小型研发验证还是大规模量产检测,都能灵活适配。
1

模块化设计:拓展无限可能
模块化系统设计,就像给系统搭了个"可生长的骨架"。小到单控制器测试,大到多系统联调,只需根据需求增减板卡或机箱。板卡即插即用,高速PCIe3.0总线为板卡和CPU之间的高速交互提供了充足的带宽,可满足不同类型的应用测试需求。
2

实时主机:保证测试系统实时性
搭载高性能多核处理器,配合专属实时操作系统,就像给系统装了个"超算大脑"。无论是复杂的车辆动力学模型运算,还是高频信号的实时处理,都能轻松hold住。实时系统最小仿真步长可达微妙级别,可轻松保证底盘域控HIL测试所需的1ms实时仿真周期需求。系统还可配置高性能FPGA板卡,满足更高仿真速率需求(≥1MHz)。
3

接口灵活:“万物可联”
不用为适配不同传感器头疼!系统接口覆盖模拟信号、数字信号、总线通信等全类型,无论是电压电流信号,还是CAN/LIN等车载总线,都能即插即用。特别设计的宽压兼容能力,让0-60V范围内的信号都能精准采集,省去额外的信号转换设备,提高系统集成度和可靠性。
4

安全设计:为测试保驾护航
测试系统采用38U(可根据实际需求做定制调整)标准机柜,强电弱电严格分离,线束用颜色和标签双重标识,一眼就能分清功能。内置的短路保护机制,哪怕不小心接错线,也能瞬间切断电源,保护贵重的控制器和测试设备。接地设计符合工业安全标准,有效避免电磁干扰影响测试数据。
从结构到细节,熠速的硬件平台为底盘测试量身定制了"精密实验室",让每一次虚拟测试都和实车场景紧密结合,收获高精度数据。
02
软件工具链:测试流程的智能中枢
应对繁琐的测试流程、耗时的数据整理,熠速的软件工具链来帮您"减负"啦!这套专为HIL测试打造的智能系统,从场景搭建到报告生成全程增效提速,大幅提高测试效率!

1

点点鼠标即可搭建场景
上位机软件自带可视化操作界面,用"搭积木"的方式做测试:拖拖拽拽就能配置信号参数,点击图标就能调用常用测试模块,即便是年轻化团队也可快速上手。实时监控面板可同时显示几十种数据波形,支持放大、冻结、对比等操作,信号异常时还会自动标红提醒,让问题无处遁形。
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测试用例自动跑,剩下只需收报告
自动化测试助您省下大量时间与劳动成本!工程师只需提前把测试步骤设好,系统即可按序执行:自动切换工况、记录关键数据、判断结果是否合格,即便是夜间也可不间断运行。此外,系统可自动生成带图表的Word和PDF报告,数据趋势分析也可自动生成。
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总线通信不用愁,协议兼容全覆盖
无论是CAN、LIN还是其它车载总线协议,熠速的软件平台都能轻松应对。导入数据库文件后,自动解析报文信号,收发数据全程可视化,即使是总线负载率、错误帧这些细节都能实时监控。遇到复杂通信场景,还能自定义报文发送周期和内容,堪称"万能翻译官"。
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丝滑切换,操作简单
熠速的工具链支持和MATLAB/Simulink等主流平台顺畅联动,模型数据能直接导入导出,省去格式转换的麻烦。不管你是做快速控制原型开发,还是硬件在环测试,都能一套软件走到底,不用在不同系统间来回切换,无需担心团队成员使用习惯切换时间成本高的问题。
从测试准备到结果分析,熠速的软件工具链可将复杂流程变简单,让工程师专注于核心的测试设计。帮助年轻团队成员快速上手,帮助技术“老炮儿”大幅缩短开发周期,降低时间成本。
03
车辆模型:虚拟世界的数字孪生

虚拟路况精准模拟
不管是城市柏油路的细微颠簸,还是山区陡坡的连续弯道,模型都能精准还原。路面的摩擦系数、坡度角度、坑洼尺寸……这些影响车辆行驶的关键参数,都能通过软件灵活调整。比如想测试冰雪路面的制动性能,只需把路面附着系数调到0.2,系统立刻变身"虚拟冰场",不用等冬天也能做测试。
“数字车身”快速响应
模型里的"虚拟车辆"和真车高度仿真:车身刚度、悬架弹性、轮胎特性,即使方向盘转动时的阻尼感都分毫不差。当控制器发出指令,模型能在毫秒级时间内给出反馈——转向、加速、制动的响应和实车几乎零差别。
测试场景一键切换
极端工况太过危险,模型帮你"无风险试错"!例如暴雨天的视线受阻、突发变道时的车身侧倾、紧急制动时的ABS介入……这些在实车测试中可能有风险的场景,在虚拟世界里可以反复模拟。此外,场景参数支持保存和复用,下次测试直接调用,避免重新设置。
软硬契合数据精准
模型能与HIL系统的硬件"默契配合":控制器输出的信号会实时传给模型,模型计算出的车辆状态又会反过来告诉控制器——就像给虚拟车接上了"真实的大脑",让控制器以为自己真的在实车上工作。这种"虚实结合"的测试,数据精度相较于单纯的仿真有了大幅的提高!
此模型使得车辆的控制器在研发阶段就能经历成千上万种路况考验。不用频繁跑试验场,不用等待特殊天气,就将其性能广泛测试。助力研发人员大幅提高研发效率!

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5
熠速的服务
专属Support团队专业支持!从需求确认到运行维护全栈式保驾护航!
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安装调试不用愁,"即插即用" 超省心
当您收到熠速的设备时,产品已经是就绪状态!在熠速的实验室里,工程师们会根据您的需求完成机柜布局、板卡安装和线束整理,确认每个接口的信号精度都被逐点校准完成。运输前还会进行全流程激励测试和稳定性测试,确保系统流畅工作才发货。
到了您的实验室,只需简单固定机柜、接上电源,完成机柜与控制器的对接。从硬件连线到软件配置,到最后现场演示测试流程,熠速工程师全程跟踪,知道确认所有功能正常运行,真正实现"拆箱就能用"。
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7x12小时远程在线
使用中遇到任何技术卡点,专属客服快速响应。不管是软件报错、硬件连接还是模型适配问题,工程师都会远程协助排查,复杂情况4小时内响应解决方案。
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专业培训,快速上手
5天线下实操培训+1个月线上答疑,从机箱开关机、板卡更换到测试脚本编写,每个环节都有熠速工程师悉心指导,另附详细操作手册和视频教程,连指示灯闪什么颜色代表什么状态都写得明明白白,年轻团队也能快速开启独立测试。

结语
当前汽车行业飞速发展,技术更新迭代快,从传统燃油车到新能源汽车,从分布式控制到域控制器,底盘HIL测试始终在更新迭代,也始终是保障行车安全的关键环节。熠速作为一家拥有众多专业的且案例经验丰富的工程师的高新技术企业,具备紧跟客户需求提供专业、高效、稳定的底盘HIL测试系统解决方案能力。如您有任何相关需求,熠速将第一时间竭诚为您服务!

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电力电子(含控制器和被控对象模型)
凭借多年在电力电子行业累积的经验和能力,我们为用户提供控制器模型和被控对象模型,包括标准库以及定制化服务。¥ 0.00立即购买
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轨道交通(含控制器和被控对象模型)
凭借多年在轨道交通行业累积的经验和能力,我们为用户提供控制器模型和被控对象模型,包括标准库以及定制化服务。¥ 0.00立即购买
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信号调理系统
在HIL测试中,硬件在环设备起到模拟被测ECU被控对象的作用。需要根据ECU的PIN脚信息,模拟相应信号。这类设备的核心为实时系统,实时系统会提供相应IO通道,处理信号的产生和采集。但这类IO通道一般为标准规格,比如数字通道为TTL规格,模拟通道只是测电压等;这与被测ECU所需的信号规格有较大差异,故需要一套信号调理系统,负责两者之间信号的转接。¥ 0.00立即购买
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