電動(dòng)化、智能駕駛、域控制器、燃料電池、線控底盤、碳化硅、扁線電機(jī)、超級(jí)快充……在新能源浪潮下涌現(xiàn)的各種新概念和新技術(shù)正在從整車的各個(gè)方面快速推動(dòng)新能源汽車持續(xù)向前發(fā)展。在此背景下，如何在緊跟市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的同時(shí)，確保新產(chǎn)品符合行業(yè)以及功能安全標(biāo)準(zhǔn)，并且盡可能降低開發(fā)成本，一直受到整車廠與供應(yīng)商的高度關(guān)注。

總體而言，在零部件組成上，新能源汽車和傳統(tǒng)燃油車相比新增了電池包及電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制器、充配電系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)等；在控制策略上，控制器從高度分散逐步被整合并收歸為域控，功能多元化，安全機(jī)制復(fù)雜化。

“我們相信，在所有領(lǐng)域，仿真測(cè)試將會(huì)越來越重要。隨著軟件驅(qū)動(dòng)車輛的發(fā)展，E/E架構(gòu)的集中化，以及數(shù)據(jù)量的激增，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)試將變得越來越復(fù)雜。與此同時(shí)，諸如CPU、GPU和FPGA等計(jì)算硬件變得更加強(qiáng)大，仿真模型實(shí)現(xiàn)了更高的保真度。這使得可以使用虛擬方法執(zhí)行更高程度的測(cè)試。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，這主要減少了開發(fā)成本和時(shí)間。在自動(dòng)駕駛汽車領(lǐng)域，這一點(diǎn)更加重要，如果不使用大規(guī)模仿真，就無法開發(fā)和測(cè)試高水平的自動(dòng)駕駛功能。” dSPACE BD高級(jí)經(jīng)理Andreas Gau相信，仿真測(cè)試在智能電動(dòng)汽車時(shí)代將擁抱更加廣闊的市場(chǎng)空間。

dSPACE BD高級(jí)經(jīng)理Andreas Gau（右）

dSPACE增長歷程

dSPACE，汽車電控（ECU）系統(tǒng)的開發(fā)和測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，擁有長達(dá)30年的技術(shù)積累與工程經(jīng)驗(yàn)，其開發(fā)和測(cè)試工具一直以來都是各大整車廠和零部件供應(yīng)商的可靠方案。

在技術(shù)層面，1988年dSPACE成立于帕德伯恩大學(xué)(University of Paderborn)，創(chuàng)立之初就推出具有劃時(shí)代意義的產(chǎn)品：首個(gè)基于DSP的機(jī)電一體化實(shí)時(shí)開發(fā)系統(tǒng)，首個(gè)具有浮點(diǎn)處理器的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，以及首款HIL硬件在環(huán)仿真器。

隨著汽車電子產(chǎn)品的爆炸式增長，dSPACE一直以技術(shù)進(jìn)步為動(dòng)力迅速發(fā)展，如，

1993年連接到MATLAB/Simulink的實(shí)時(shí)系統(tǒng),

1994年的多處理器實(shí)時(shí)系統(tǒng)，

1998年推出快速實(shí)現(xiàn)車載功能原型開發(fā)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)MicroAutoBox，

1999年推出基于MATLAB/Simulink的ECU代碼生成器TargetLink。

……

dSPACE的四位創(chuàng)始人

如今，MicroAutoBox系統(tǒng)和Targetlink軟件，已成為行業(yè)標(biāo)桿。dSPACE 已經(jīng)在眾多工業(yè)領(lǐng)域建立了 4000 多套硬件在環(huán)系統(tǒng)，小到功能與部件測(cè)試系統(tǒng)，大到由超過 70 個(gè) ECU 組成的虛擬整車的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)。

在產(chǎn)品解決方案縱深的布局方面，dSPACE可以提供貫穿整個(gè)V模型開發(fā)流程的工具鏈，這可以讓客戶將使用dSPACE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)加以運(yùn)用到快速原型、軟件在環(huán)、硬件在環(huán)、功率在環(huán)以及機(jī)械臺(tái)架測(cè)試等流程上，從而來縮短控制器的開發(fā)周期并提高研發(fā)效率。

在汽車控制系統(tǒng)開發(fā)中，V模型是汽車零部件開發(fā)的基石。例如，針對(duì)于汽車電子/電氣安全的重要標(biāo)準(zhǔn)，ISO 26262（道路汽車功能安全規(guī)范），同樣是將功能安全開發(fā)融入了“V模型”開發(fā)流程中。

V模型的幾乎每一流程都離不開仿真測(cè)試，其中dSPACE都是重要的工具提供者之一：

• VEOS，基于PC的車輛環(huán)境模型仿真平臺(tái),可以支持完成MIL/SIL測(cè)試和虛擬ECU的搭建；

• MicrolabBox快速原型機(jī)，快速實(shí)現(xiàn)車載功能原型開發(fā)；

• TargetLink，代碼生成器；

• HIL，硬件在環(huán)測(cè)試；

• Power HIL, 功率級(jí)的硬件在環(huán)測(cè)試；

• 轉(zhuǎn)向及制動(dòng)臺(tái)架測(cè)試

……

dSPACE通過自身產(chǎn)品無縫的軟硬件連接，可以高效地完成算法、模型、軟件代碼、硬件以及產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)的仿真和測(cè)試，從而幫助開發(fā)人員快速完成從想法到設(shè)計(jì)再到實(shí)物的轉(zhuǎn)換。

從工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)積累的角度上看，dSPACE是行業(yè)早期的玩家之一，至今已經(jīng)具有30年的提供嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和測(cè)試工具的經(jīng)驗(yàn)，為全球整車廠和Tier1供應(yīng)商提供HIL系統(tǒng)解決方案。例如，dSPACE自2005起就是通用汽車HIL全球供應(yīng)商。戴姆勒和奧迪在最近10年中為其新車平臺(tái)均配備了dSPACE虛擬整車（Virtual Vehicle）硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)。

對(duì)于dSPACE產(chǎn)品的可靠性方面，長期以來與全球各大整車廠和Tier1供應(yīng)商的合作，確保了dSPACE 的各類仿真測(cè)試解決方案足夠的成熟穩(wěn)定。其可靠性和穩(wěn)定性又推動(dòng)其幾乎被全球整車廠和Tier1供應(yīng)商所采用，得到了行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。同時(shí)，dSPACE一直緊跟行業(yè)內(nèi)最新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如功能安全認(rèn)證ISO26262，并參與推動(dòng)了AUTOSAR架構(gòu)的落地。

HIL，電動(dòng)化領(lǐng)域的全面解決方案

汽車由于其用途的特殊性，汽車電子的安全性以及可靠性一直以來都是市場(chǎng)長期關(guān)注的對(duì)象。隨著新能源汽車的發(fā)展，包括三電系統(tǒng)等一系列電子電氣系統(tǒng)的加入使整車E/E架構(gòu)更加復(fù)雜化，對(duì)整車開發(fā)開發(fā)提出了更高的要求。

“為了在競爭激烈的市場(chǎng)環(huán)境中取得成功，我們的客戶不僅必須提供安全、有吸引力的電動(dòng)汽車，而且必須能夠以高效的方式將他們的概念和想法迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)。這就是不同的驗(yàn)證和驗(yàn)證方法，如MIL、SIL、HIL、Bench和路測(cè)發(fā)揮作用的地方。臺(tái)架測(cè)試甚至道路測(cè)試總是有他們的位置。但是，通過將盡可能多的測(cè)試覆蓋轉(zhuǎn)移到HIL和SIL——這是更經(jīng)濟(jì)和更高效的——整個(gè)開發(fā)周期可以縮短。此外，HIL和SIL可以執(zhí)行某些（極限工況的）測(cè)試用例，這些用例要么太危險(xiǎn)，要么甚至不可能在臺(tái)架和道路上執(zhí)行。您可能想要測(cè)試您的電機(jī)控制算法在故障工況下的反應(yīng)，比如旋轉(zhuǎn)部件突然發(fā)生機(jī)械阻塞。在機(jī)械臺(tái)架或道路上，這將導(dǎo)致設(shè)備的物理損傷，并對(duì)操作人員造成潛在的傷害。在HIL上，即使在Power-HIL上，也只是需要點(diǎn)擊一個(gè)按鈕即可實(shí)現(xiàn)?！盙au解釋稱。

在OEM開始認(rèn)真考慮用電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)取代內(nèi)燃機(jī)之前，電子設(shè)備一直是dSPACE應(yīng)用的核心。因此，當(dāng)新能源汽車出現(xiàn)在整車廠以及Tier1供應(yīng)商的研發(fā)部門時(shí)，dSPACE自然而然地?cái)U(kuò)大了相關(guān)的E-Mobility產(chǎn)品線。比如，寶馬等最早開啟電動(dòng)化的一批整車廠在研發(fā)之初就與dSPACE合作。在早期就介入到全球電動(dòng)化仿真測(cè)試中，幫助整車廠的電動(dòng)化產(chǎn)品從稚嫩走向成熟，dSPACE的三電HIL測(cè)試方案也在這個(gè)過程中得以逐步完善。

作為下一代汽車電子電氣架構(gòu)中的主流方案，域控制器在系統(tǒng)架構(gòu)上對(duì)VCU、BMS、MCU進(jìn)行集成，或在此基礎(chǔ)上集成OBC、DC/DC、熱管理系統(tǒng)等其他控制器。針對(duì)于多部件集成的聯(lián)動(dòng)測(cè)試，dSPACE可以提供基于HIL的整體解決方案。

針對(duì)800V/SiC、超快充等新技術(shù)的開發(fā)與測(cè)試，dSPACE HIL同樣支持，如功率級(jí)HIL能夠?qū)﹄妷焊哌_(dá)1250 V、功率數(shù)兆瓦、開關(guān)頻率達(dá)800kHz的電力電子控制單元進(jìn)行測(cè)試。

本地服務(wù)+德國總部技術(shù)支持

“我們不僅關(guān)注全球的參與者，還與國內(nèi)的合作伙伴密切合作。事實(shí)上，在中國，我們的大部分業(yè)務(wù)都是與中國本地客戶打交道。與全球客戶一樣，他們重視尖端技術(shù)、質(zhì)量和可靠性?！盙au表示。

2021年9月，dSPACE拿到有史以來最大的訂單之一：寶馬集團(tuán)即將推出的新一代車輛將完全由dSPACE工具進(jìn)行開發(fā)和驗(yàn)證。這進(jìn)一步加強(qiáng)了兩家企業(yè)在仿真和驗(yàn)證領(lǐng)域多年的合作關(guān)系。寶馬集團(tuán)將在世界各地的研發(fā)中心中使用該仿真設(shè)備，并在一系列領(lǐng)域進(jìn)行全面測(cè)試，如電驅(qū)動(dòng)、能源管理、車輛動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)。寶馬集團(tuán)使用dSPACE HIL系統(tǒng)長達(dá)25年之久。在此期間，雙方通力合作，共同推動(dòng)了HIL技術(shù)的發(fā)展。

dSPACE中國公司自2009年建立后，與長城、一汽等整車廠，巨一動(dòng)力、東軟睿馳等零部件供應(yīng)商，中汽中心工程院等第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)合作，共同推動(dòng)HIL在電動(dòng)化時(shí)代的應(yīng)用和發(fā)展。

自 2015 年以來，長城汽車的新能源部門使用dSPACE TargetLink產(chǎn)品級(jí)代碼生成器，執(zhí)行功能建模，不僅生成的代碼質(zhì)量高、效率高、可讀性好，并且在連續(xù)操作與AUTOSAR架構(gòu)開發(fā)工具等交互時(shí)具有很好的穩(wěn)定性。在ECU上實(shí)施軟件后，再通過 dSPACE HIL對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

巨一動(dòng)力通過采用dSPACE HIL測(cè)試和SCALEXIO硬件等高效的平臺(tái)來研發(fā)高功率、高可靠性的電驅(qū)動(dòng)。從早期開發(fā)階段到測(cè)試階段，dSPACE HIL系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用大大加快了巨一動(dòng)力電機(jī)控制項(xiàng)目的進(jìn)展。除了高效提升技術(shù)成熟度之外，真實(shí)測(cè)試臺(tái)架上的操作時(shí)間也得以縮短。因此，HIL系統(tǒng)提高了操作安全性，同時(shí)節(jié)省了所需要的資源。

Gau認(rèn)為，本地服務(wù)+德國總部技術(shù)支持的合作模式，是dSPACE能夠快速打開中國市場(chǎng)，并成為中國整車廠和Tier1供應(yīng)商重要的合作伙伴的秘訣之一。

隨著汽車技術(shù)的電動(dòng)化與智能化，dSPACE將會(huì)繼續(xù)站在技術(shù)開發(fā)的最前沿，幫助各個(gè)行業(yè)推動(dòng)新技術(shù)、新概念和新想法迅速且安全地落地并轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)，dSPACE作為仿真和測(cè)試驗(yàn)證領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，將與客戶攜手并進(jìn)共創(chuàng)未來。

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