【干货分享】硬件在环仿真（HiL）测试

硬件平台：将整个系统硬件设备按照测试过程中的不同工作分工划分为相对独立的功能模块，各功能模块间采用标准的线束进行连接交互。

系统硬件基于 NI PXI 平台搭建，主要有上位机(PC)、PXI 机箱、实时处理器板卡、数据采集板CAN 卡、DIO 板卡、电阻模拟板卡、低压电源等组成。

软件平台：运行在上位机中，采用平台化的设计思维，从执行环境配置和测试用例编写，以及数据监控和自动化测试执行，都可以在统一的软件平台上进行操作。通用化的软件平台可以集成多种外设资源，并统一配置管理。系统基于试验管理软件进行上位机管理和实验测试，实现试验管理、故障注入、测试用例编辑及自动化测试等功能。

测试软件主要包括两大部分的功能：编写测试用例和执行测试用例。主要功能包括：1) 序列开发环境 2) 调试 3) 多线程并行测试 4) 用户管理 5) 可自定义的报告 6) 可自定义的操作员界面 7) 数据库记录

实时仿真模型：模型基于 MATLAB/Simulink 或者 AMESim 仿真平台进行搭建，提供与 控制器硬件 信号相对应的资源及与控制器控制策略相对应的模型等。

四、hil测试流程

HiL 自动化测试服务包括一套完整的 HiL 自动化测试用例、自动化测试程序、自动化测试报告、测试问题记录和测试使用说明文档。

4.1测试准备

4.1.1测试计划

本实施阶段项目立项工作时，首先根据项目需求制定项目实施测试计划，细化项目在每个阶段的具体工作，确定项目每项的工作的计划开始日期和结束日期，明确标识测试项(对测试项的了解)，具体包括以下内容:是否需要测试的特征(对产品的了解); 采用的测试方法(测试策略、测试重点和等级): 测试项通过的准则 (出口准则、度量); 测试暂停准则和回复要求(非正常退出);测试完成所需提交的交付项(文档等); 测试任务;测试环境的要求(资源):人员配备和所需的训练(资源): 测试的进度(启程安排和粗略的时间表): 风险和应急措施。

4.1.2被测件接口分析

根据需要对三电测试系统中被测控制器使用 资源配置，把被测控制器与测试设备的交互信号按照模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、脉冲采集、脉冲输出、电源和地、CAN、LIN 等通讯信号进行分类，形成被测控制器的接口需求。

4.1.3HiL 设备资源分配

需要对 HiL 测试系统进行资源分配，依据控制器的管脚定义，结合其外围电气原理对各管脚进行 HiL 机柜资源分配，对部分继电器控制信号用模拟负载电阻代替，从而实现测试的外部环境与实车硬件环境尽可能的接近，据此编写 HiL 机柜资源分配表，依据此表可进行控制器与机柜之间信号连接或者线束制作。

4.1.4 控制器线束设计

根据项目实际情况来确定是否需要定制被测控制器和 HiL 设备的连接线束,如果用户现有设备没有连接线束，那可以定制连接线束。通过采用定制线束方式将被测量控制器与 HiL 测试机柜连接起来，实现供电、输入信号、输出信号、通讯信号的传递。本项目中定制控制器的线束根据线束使用要求，一端连接控制器的连接器，另一端连接 HiL 测试集成连接器，线径满足信号的功率要求,每根信号都打有标签，便于测试区分，提高使用效率。

4.1.5被测控制器需求分析

4.1.5.1整车控制器功能需求

根据提供被测控制器功能需求分析文档,包括对控制器功能的划分及相关功能的具体描述并最终形成功能规范输入。

整车控制器常见功能包括:

整车上下电

系统工作模式

扭矩管理

扭矩限制

扭矩协调

蠕行

换挡策略

整车安全

附件控制

信号接口及处理

能量回收

5.1.5.2电池管理系统功能需求

根据提供被测控制器功能需求分析文档,包括对控制器功能的划分及相关功能的具体描述并形成功能规范输入意见。

电池管理系统常见功能包括:

继电器控制

高压互锁

功率预测

快慢充功能

电芯均衡

电芯电压和温度采集

保险熔断监控

碰撞掉电保护

故障管理

电源管理

电池总电压总电流采集

CAN 通讯

绝缘监控

SOC

SOH

热管理

4.1电机控制功能需求

系统功能依据客户输入的功能规范和测试规范为准，电池管理系统是新能源汽车能源控制部件，它根据新能源汽车动力电池、电机的状态，按需进行整车的上下电，电池状态监测和热管理等功能进行控制。

4.2搭建测试工程

搭建三电系统闭环测试工程，主要包括添加实时目标机(RT Target)、添加各种硬件资源、向 RT 目标机中部署系统定义文件等，同时因为 HiL 测试使用了真实的被测控制器，对软硬件I/O 端口也要重新进行映射，然后部署下载到实施目标机中，再创建对应的传感器、开关信号模拟，接受执行器的控制命令，模拟其他节点通讯。

4.3测试用例开发

4.3.1 测试用例开发原则

测试用例开发方法研究是测试的关键点之一。采用合理的测试方法开发出合理有效的测试用例，不仅可以增加测试的覆盖度而减少冗余重复的测试，也可以大大减小测试的时间而提高测试的效率。因此我们研究出来一套系统的测试用例开发方法以及相应的测试方法。

测试用例的开发原则:

1.正确性

输入用户实际数据以验证系统是否满足需求规格说明书的要求:测试用例中的测试点应首先保证要至少覆盖需求规格说明书中的各项功能，并且正常

2.全面性

覆盖所有的需求功能项，测试用例除了对测试点本身的测试外，还需考虑用户实际使用的情况、与其他部分关联使用的情况、非正常情况(不合理、非法、越界以及极限输入数据)操作和环境设置等。

3.连贯性

用例组织有条理、主次分明，尤其体现在业务测试用例上，用例执行颗粒度尽量保持每个用例都有测点，不能同时覆盖过多功能点，否则执行起来牵连太大，每个用例间保持连贯性很重要

4.可判定性

测试执行结果的正确性是可判定的，每一个测试用例都有相应的期望结果

5.可操作性

测试用例中要写清楚测试的操作步骤，以及与不同的操作步骤相对应的测试结果。

4.3.2 测试用例定义

一条完整 HiL 测试用例，所包含的基本测试项有，测试用例初始状态、测试过程中执行的测试动作、期望的测试结果、测试状态复位等要素组成。

4.3.3测试用例开发方法分类

执行测试的常见的方法有黑盒测试法、白盒测试法和基于经验的测试法。三者有各自的测试特点及测试技术。