汽车HiL测试简单介绍及其优势

在本文中，我们会介绍汽车HIL（Hardware-in-the-loop）仿真测试的基本概念以及其相对于其他类型测试MIL(Model-in-the-loop)、SIL(Software-in-the-loop)以及PIL（Processor-in-the-loop）所具有的优势。

HIL仿真测试是一种功能强大的测试方法，可以用于更加有效的测试嵌入式控制系统。当测试嵌入式控制系统时，从降低开发时间和成本的目的上考虑，使用全系统进行所有必要的测试是比较复杂的。

汽车HIL测试的结构：

汽车HIL测试整体上来看其结构还是较为简单的，汽车HIL测试主要由以下三部分组成：

1)实时处理器
实时处理器是HIL 测试系统的核心。它提供大多数 HIL 测试系统的确定执行，例如硬件 I/O 通信、数据记录、激励生成和模型执行。要精确地仿真测试系统中物理上并不存在的部分，一个实时系统是非常必要的。
2)I/O接口
I/O 接口是与被测部件交互的模拟，数字和总线信号。您可以用它们来产生激励信号，获取用于记录和分析的数据，并提供被测的电子控制单元 (ECU)与模型仿真的虚拟环境之间的传感器/执行器交互。
3) 操作界面
操作界面与实时处理器通信，提供测试命令和可视化。在大多数情况下，这个部件也提供配置管理、测试自动化、分析和报告任务。

汽车HIL测试相对于其他测试的优点：

丰富的测试功能
当部件或者系统在真实环境条件下测试时（例如：车辆驾驶测试中），许多外部因素诸如天气、驾驶风格、路线细节等，复杂的极限工况都可以在HIL测试中模拟仿真出来，可以很方便的进行浮现各种系统的故障类型；
2) 实现早期测试
某个新部件或者新系统的开发经常有未完成的产品要测试。然而为了检查早期的系统模型或零部件，缺失的部分或环境条件可以被模拟。例如：ECU开发中经常没有目标硬件可用。为了优化调节和控制算法，目标硬件可以使用HIL仿真。
3) 测试平台复用性
对于不同型号的ECU，用HIL测试都是非常高效的；并且可以利用分布式IO对多个ECU进行实时的联合测试，而且HIL测试还具有良好的拓展性。因此只要外部因素可以被仿真，确切的重复性和系统性变化是可以实现的。
4)高效的自动化测试
HIL测试与其他几种测试相比，更加标准化也更加客观，并且其测试用例库可重复使用。此外，实际的测试系统实验例如汽车工业和航空航天上的测试通常非常耗时而且需要较高成本。因此，在开始实际测试之前，利用仿真模拟实际工况然后确定最佳性能是非常有必要的。
5) 安全性较高
在一个危险性较高的测试环境下，HIL仿真可使测试更加安全地进行。例如：测试车辆时，司机或宇航员可能接触到潜在的高风险。同样，被测试的BMS（Battery Management System）也可能被暴露在不必要的危险中，而HIL仿真可以保护人员和物资。

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