Exécution de tests par simulation Hardware-in-the-Loop

Avantages de la simulation HIL
Après avoir développé les fonctions du calculateur et les avoir implémentées sur le calculateur de production, elles doivent être testées en détail. Avec la simulation Hardware-in-the-Loop (HIL), vous pouvez facilement couvrir toutes les différentes sortes de moteurs et leurs calculateurs.
L’environnement du calculateur est simulé (les composants interagissants ou même l’ensemble du système).
Ceci représente plusieurs avantages :

• Les tests de fonction sont possibles dès les premières étapes du développement, même avant que toutes les entités soient réellement disponibles.
  
• Les tests en laboratoire réduisent considérablement les coûts et la durée du développement, tout en assurant des conditions contrôlées.
  
• Les erreurs qui sont normalement des situations dangereuses du comportement du calculateur, peuvent être testées sans risque pour le conducteur ou la machine contrôlée.
  
• Les tests sont reproductibles et automatisables.

Défis des tests du calculateur pour les moteurs électriques
Les moteurs électriques sont devenus de plus en plus puissants dans de nombreuses applications. Les moteurs à courant continu à balai (BDC) conventionnels ont été remplacés par les moteurs à courant continu sans balai (BLDC). Les calculateurs contrôlant les moteurs électriques assurent directement la commande de la puissance. Voilà en quoi réside la différence avec les autres applications où la puissance thermodynamique ou hydraulique est contrôlée à l’aide d’une puissance auxiliaire faible provenant du calculateur.
Les calculateurs de contrôle des moteurs électriques sont bien souvent incorporés à des fonctions distribuées et complexes du véhicule. Il est aussi primordial de tester leurs interactions avec les autres calculateurs.

L’interfaçage du calculateur exige des solutions spécifiques.

• Un niveau de puissance élevé
  
• Une dynamique élevée
  
• Des E/S spécifiques, par exemple pour les encodeurs et les résolveurs

Interfaces HIL
Le simulateur HIL assure l’accès à un calculateur ou à un autre système de commande des moteurs électriques à différents niveaux. Le choix de l’interface à utiliser dépend des objectifs de test et des conditions du projet.

• Au niveau du signal : simulation de l’électronique d’alimentation, du moteur électrique et de l’environnement mécanique
  
  • Très extensible comme les paramètres sont définissables indépendamment du driver de puissance
    
  • Accès illimité au modèle
    
  • ECU must be opened

• Au niveau de l’alimentation électrique : simulation du moteur électrique et de l’environnement mécanique
  
  • Possibilité d’utiliser un calculateur série
    
  • Accès illimité au modèle
    
  • Les paramètres du moteur sont définissables en toute souplesse, au sein d’une certaine plage de puissance.

• Au niveau mécanique : simulation de l’environnement mécanique
  
  • Tests d’entités mécaniques

Simulation de la batterie
dSPACE offre un système et un logiciel spécifique pour la simulation de batterie :

• Système temps reel pour les tests HIL avec précision haute tension et séparation galvanique
  
• Modèles de simulation pour les batteries lithium ion et hybrides nickel métal destinés à des tests de gestion de batterie réalistes

Modèles de simulation
Pour la simulation temps-réel d’un système électrique, dSPACE fournit ASM – Electric Components Library.
Les applications peuvent aller des transmissions électriques et des onduleurs pour la simulation en boucle fermée avec un contrôleur de transmission électrique à un système électrique automobile complet comprenant une batterie, un starter, un alternateur et des charges. Les cas d’utilisation types sont la simulation du comportement réaliste de la batterie lors du démarrage, des transmissions électriques intégrées à la chaîne cinématique d’un véhicule électrique hybride, etc.