BMS HIL测试系统招标技术要求解析.docx
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BMSHIL测试系统招标技术要求解析
BMSHIL测试系统招标技术要求
1设备名称
BMSHIL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
BMSHIL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BMSHIL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：
Ø能够仿真电池工作状态及整车工况，可实现BMS的功能测试；
Ø具有故障注入功能，可实现对BMS的故障诊断测试；
Ø具有CAN通讯仿真功能，可实现BMS的通讯测试；
Ø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
Ø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。
Ø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：
Ø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；
Ø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；
Ø故障诊断及安全保护策略；
Ø被动均衡；
Ø绝缘电阻检测；
ØCAN通信收发；
Ø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
Ø投标方应提供HIL产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。
Ø投标方三年内在国内成功地为客户提供BMSHIL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。
Ø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。
Ø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。
Ø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，并保证与硬件在环仿真平台无缝连接。
Ø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
1
HIL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
1.4
I/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
3
HIL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
3.3
IO模型
1套
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：
Ø环境温度：
0℃—40℃
Ø相对湿度：
小于90%
Ø工作电源：
220V±10%，频率50±2Hz
6.2硬件技术要求
6.2.1主机柜
Ø标准机柜，高度应小于2.1m
Ø机柜面板布置规矩，横平竖直
Ø机柜内走线规整、符合相关电气接线法规要求
Ø机柜底必须配置滚轮并可锁止
Ø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
Ø至少四核，每核主频不小于2.6GHz
Ø支持多处理器系统
Ø内存≥4G
Ø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
Ø所需通道数：
≥30路
Ø分辨率：
≥16bit
Ø采样率：
≥1MS/s，单通道转换时间1us
Ø输入电压范围可以通过软件配置为0~40V、0~20V、0~10V、0~5V；
Ø差分输入；
Ø过压保护范围：
≥±60V
Ø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模拟输出通道
Ø通道数：
≥30路
Ø分辨率：
≥16bit
Ø输出电压范围0V~+10V；
Ø最大持续电流≥±20mA
Ø输出短路保护
Ø过压保护范围：
≥±60V
Ø输出最大误差≤±5mV；
6.2.3.3数字输入&PWM输入通道
Ø通道数：
≥60路
Ø输入电压范围0V~+60V
Ø阀值电压电压可以通过软件设定，范围为+1~+23.8V
Ø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；
Ø频率测量范围0.02Hz~1MHz；
Ø过压保护范围：
≥±60V
Ø100kHz以内，频率测量精度±0.2%；
Ø100kHz以内，1%~99%的占空比，测量精度±0.2%；
6.2.3.4数字输出&PWM输出通道
Ø通道数：
≥40路
Ø输出可以配置为Push、Pull或者Push+Pull
Ø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5~60V
Ø最大持续电流≥100mA
Ø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；
Ø输出频率范围0.02Hz~1MHz；
Ø占空比范围0~100%；
Ø过压保护范围：
0~60V
Ø100kHz以内，输出频率精度±0.2%；
Ø100kHz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
6.2.4.1电池单体仿真板卡
Ø通道数：
≥32路。
Ø单通道电压范围：
0V～5V，单通道输出电压绝对误差≤±1mv。
电压控制动态响应≥3V/ms。
Ø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
Ø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。
Ø具有通道电流采集功能，电流测量精度不大于2mA。
Ø单体间相互隔离。
Ø所有单体电压能在1ms内同步改变。
Ø电池单体过冲电压上限≤4.5V。
Ø支持电池单体采样线反转测试
6.2.4.2电阻仿真通道
Ø通道数：
≥20路
Ø工作电压范围：
±40V;
Ø电阻范围：
20ohm~500Kohm，步进1ohm
Ø电流范围：
±100mA；
Ø具有过流保护功能；
Ø通道间隔离
6.2.4.3绝缘电阻仿真板卡
Ø通道数：
≥2路，同时控制V+和V-分别对车体地的电阻
Ø工作电压范围：
-1500V~1500V;
Ø电流范围：
≥±10mA；
Ø具有过流保护功能
Ø可控电阻范围：
150ohm~50Mohm，步进100ohm
Ø可模拟开路，阻抗大于100Mohm
Ø通道间隔离
6.2.4.4总电压传感器仿真
Ø需提供至少2路高压仿真通道用来模拟总电压、预充电压
Ø电压范围：
≥500V
Ø电流范围：
≥10mA
Ø可由上位机软件控制电源输出
Ø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
Ø分流器式：
⏹仿真分流器采样电阻后端的电压信号
⏹电压范围：
-200mA~200mA
⏹输出电流：
0～5mA
⏹分辨率：
±0.05mV
Ø霍尔式：
⏹仿真霍尔式电流传感器输出的电压信号
⏹电压范围：
0~5V
⏹其他要求参考6.2.3.2章节
6.2.5CAN通讯接口通道
Ø通道数：
≥4路
Ø支持CAN2.0A和CAN2.0B
Ø波特率：
可配置，最大可达1Mbps
Ø支持数据库文件.dbc的直接导入
Ø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
Ø功率范围：
≥1.5kW
Ø输出电压范围：
≥40V
Ø输出电流范围：
≥60A
Ø可由上位机软件控制电源输出
Ø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：
Ø通道数：
≥60路
Ø最大持续电流：
60V时≥6A；30V时≥8A；
Ø可通过上位机RS232进行控制
Ø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
Ø板卡通道具备自我保护功能
电池单体故障注入要求：
Ø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：
⏹输出短路
⏹输出开路
⏹串联在一起的通道间开路
⏹采样线反转
高压触点故障注入要求
⏹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
Ø通道数：
≥90路
Ø断线测试盒接口应与HIL设备连接器匹配，直接进行连接
Ø可串联与HIL设备与控制器之间，用于信号的观测
Ø针脚数90pins
Ø断线测试盒内部应采用印刷电路板实现，不能采用手工接线的方式
6.3试验软件功能
试验软件应包括以下部分：
Ø试验管理软件
Ø故障仿真软件
Ø自动测试软件
6.3.1试验管理软件具体要求
Ø方便的对系统，模型，硬件进行统一管理和配置
Ø实现模型与硬件资源的映射，保存，修改等
Ø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
Ø以拖放方式建立试验监控界面：
⏹可以实时监控模型变量
⏹可记录实时数据（CSV、TXT或TDMS等格式）
⏹能够对仿真模型中需要调整的参数进行实时在线修改
Ø能够集成CAN、LIN等通讯数据库，并对报文的收发进行配置：
⏹支持CAN总线、LIN总线、FlexRay总线通信
⏹支持导入*.dbc、*.xml、*.ndc、*.ldf等多种格式的DataBase文件，并实现报文发送/接收配置
⏹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
Ø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故障注入软件具体要求
Ø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
Ø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
Ø能够从信号列表文件中导入所有通道名称及其故障配置
Ø以拖拽的方式选取需要配置的通道
Ø可以方便快捷的对系统故障进行设置和激活
Ø可以对信号通道故障的不同组合同时进行激活
Ø能够导出或读取所有选定通道的故障配置状态
Ø能够设置故障激活的持续时间
Ø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
Ø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
Ø与试验管理软件无缝连接可自动打开试验管理软件进行模型的下载
Ø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
Ø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
Ø支持CANoe、Matlab、Office等第三方软件的调用
Ø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
Ø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
Ø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
Ø支持定制测试计划，可编辑计划所包含的测试用例并支持配置执行次数与执行次序
Ø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
Ø提供基本库，主要包括图形化的逻辑语句，实现如IfElse、For、break等控制流程
Ø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
1
1.1
Ø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。
Ø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。
Ø电池模型应为三阶RC模型，整体解算步长≤1ms。
Ø车辆参数、环境参数突变时需保持仿真稳定。
Ø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；
Ø用户能够使用自定义模块替换原投标模型中的标准模块。
Ø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
Ø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。
Ø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。
Ø电池模型能够模拟电池串联及并联状态。
Ø电池模型能够模拟电池过充及过放状态。
Ø电池模型能够模拟任意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
Ø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
Ø电池模型能够模拟电池外接充电。
Ø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
Ø电池模型能够准确模拟电池充放电过程容量变化。
Ø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
Ø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
Ø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
Ø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
Ø电池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。
Ø电池模型能够模拟电池温度过高及过低的故障。
Ø电池模型能够模拟电池SOC过高及过低的故障。
Ø电池模型能够模拟电池电流过高的故障。
Ø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
Ø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
Ø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：
Ø电机扭矩输出计算；
Ø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：
Ø减速比的设定
Ø减速后的转速计算
Ø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
Ø滚动阻力计算；
Ø空气阻力计算；
Ø坡道阻力计算；
Ø根据制动踏板开度计算制动力；
Ø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：
Ø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；
Ø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
Ø响应来自整车控制器的扭矩、转速请求
ØCAN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：
Ø响应驾驶员的控制信号
Ø实现高压上下电的控制
Ø实现充放电的控制
ØCAN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
Ø系统使用说明。
Ø激励测试报告
Ø开环测试报告。
Ø相关培训教材。
6.6硬件文档
Ø系统硬件清单。
Ø信号列表。
Ø硬件板卡说明文档。
6.7软件文档
Ø软件清单。
Ø实验管理软件说明文档。
Ø故障注入软件说明文档
Ø自动测试软件说明文档。
6.8模型文档
Ø模型清单。
Ø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：
Ø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。
Ø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
Ø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
Ø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对应变量值，判断其与设定值的误差是否处于可接受范围；
Ø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。
Ø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：
Ø确认电控单元与HIL测试设备的无故障运行
Ø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：
Ø保证测试平台的正确运行；
Ø定期维护和检查平台的正确性；
Ø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；
Ø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；
Ø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。
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