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蔚赫信息LABCAR成功交付因湃电池:开启国产HiL新阶段

如果说,在内燃机时代,汽车工业的核心是对动力系统和底盘等核心部件经年累月的精细调校;那么,在新能源时代,硬件在环(HiL)仿真测试则成为了汽车技术飞速迭代和发展的关键赋能者。

在这个以电池、电机和高级电子控制系统为核心的新时代,HiL技术的重要性凸显于其能够在安全、无风险的模拟环境中进行复杂电子系统的全面测试。这种技术不仅支持了新能源汽车在电控系统如电池管理、驱动控制、车联网功能等方面的快速发展,而且大幅提高了整车的性能和安全标准。

据了解,近日蔚赫信息的旗舰产品——LABCAR已成功交付给因湃电池科技有限公司。此次交付,是蔚赫信息收购博世/ETAS LABCAR IP进行深度消化与技术融合的首次亮相标志着国产HiL技术量产和发展进入到了新阶段

Vehinfo LABCAR HiL设备

01 “四大品牌之一LABCAR的首次国产化交付

近年来,随着高端制造业特别是新能源汽车产业链的快速发展和技术迭代,电控系统的品质已经成为核心技术的重中之重。

这一趋势不仅彰显了高品质电控系统的重要性,同时也意味着对硬件在环(HiL)仿真测试技术的需求正在持续增长。据第三方数据分析显示,HiL仿真测试市场正以约20%的年复合增长率迅速扩张。特别是在中国市场,预计到2023年,其市场规模将达到100亿元人民币,而全球市场规模预计将达到400亿元人民币。

但和欧美国家对比,中国HiL行业发展时间短、基础薄弱,目前正处在市场发展初级阶段。特别是在面向应用的基础软件、硬件产品开发,面向行业应用的专业仿真产品开发等方面,都与国外厂商存在巨大差距;此外,因国内公司进入行业晚、经营规模小、实力弱,所以很多国内公司都是以代理与系统集成为主,自主知识产权含量不高。

面对先发制人的国外原厂,蔚赫信息历时两年,于2022年12月成功收购HiL四大品牌之一LABCAR,成为了中国唯一拥有世界级HiL品牌和技术的公司。据了解,LABCAR是博世/ETAS经营近30年的品牌,在汽车HiL细分领域位于TOP2位置。LABCAR拥有全球12个国家的商标,20多项国际专利,数千台的应用基础。

蔚赫信息LABCAR成功交付因湃电池:开启国产HiL新阶段

如今,距离完成收购一年时间,蔚赫信息对LABCAR的消化吸收以及本土化创新进行的如何?

从其和因湃电池的合作中或许可以略见一斑。因湃电池科技有限公司是由广汽集团出资成立、以电池生产为主的科技型企业,日前因湃电池智能生态工厂竣工、P58微晶超能电池下线,最高单线产能高达6GWH。

因湃电池智能生态工厂竣工(来源:因湃公众号)

对于电池制造企业来说,电池管理系统(Battery System Management, BMS)是动力电池的“大脑”,不仅负责电池多个关键参数的采集(如电池电压,模组温度,系统高压和电流等),更是个管理和执行器,负责能量计算和输出、寿命预估、热平衡、充电控制、高压安全等。

随着行业对BMS越来越多的需求,对BMS测试的要求也越来越高。不光需要验证其功能是否正确实现,更要在多维度场景下充分测试BMS,而传统的实物BMS测试系统因其成本昂贵、操作困难、耗时久,甚至部分极限工况存在安全风险,无法满足BMS测试需求。

在这种背景下,HiL(硬件在环仿真测试)技术成为了保障BMS性能的关键工具。

通过HiL测试,可以在安全的仿真环境中对BMS进行全面测试,包括电池平衡策略的优化、模块备援抽换功能的有效性,以及系统对极端情况的响应能力。HiL技术能够模拟各种操作条件和可能发生的异常状态,从而确保BMS在实际使用中的稳定性和安全性。

这对于提高储能系统的可靠性和效率、延长电池寿命、以及预防安全风险具有重要意义,特别是在当前电池技术不断进步和市场需求日益增加的情况下,HiL的作用也就变得更加显著。

02 从储能BMS出发

“对于蔚赫信息来说,因湃的需求是一个典型的储能BMS HiL测试方案,已有不少成熟的项目实践。”蔚赫信息技术负责人虢华表示,尽管如此,蔚赫信息也面临着新的挑战:这是蔚赫信息收购LABCAR之后的首套交付,另外需要和中国电池工厂的特定需求进行结合。

“项目中其他的技术挑战还包括多簇及多数量从控电压和温度信号通过ISO SPI菊花链仿真的实现,多档预充时间切换方案的设计,超高精度电流传感器仿真,以及PCS、EMS、HVAC等虚拟控制器的复杂通讯方式仿真,如IEC61850、Modbus RTU等。”虢华说。

为了应对这些挑战,蔚赫信息采取了一系列解决方案。首先,公司在最短时间消化吸收LABCAR软硬件系统并实现LABCAR原有供应链生产,通过灵活的模型配置实现了多簇与多从板间电压、温度信号仿真的切换;此外,公司采用硬件电路设计结合模型开发,达到了±0.05mV分辨率的霍尔电流仿真。

在虚拟控制器仿真方面,公司使用Simulink模型、C代码和配置文件生成多种方式来模拟复杂的虚拟控制器。最后,蔚赫LABCAR运用先进的电池本体模型,精确地体现了浓差极化参数和电化学极化效应,并包含了所有SOX核心算法。

首套Vehinfo LABCAR生产、测试、集成全过程

“自上世纪90年代诞生以来,LABCAR硬件在环(HiL)系统,作为汽车行业中的关键技术解决方案,就已被全球众多顶尖的汽车主机厂和零部件供应商广泛采用。”据虢华介绍,如今,随着新能源汽车和智能网联汽车的迅速发展,LABCAR已经在多个关键领域如氢能、纯电动、混合动力、滑板底盘以及自动驾驶等方面展现出其独特的优势和竞争力,这也是蔚赫信息收购LABCAR的重要原因之一。

例如,在氢燃料电池领域,LABCAR系统提供了成熟的控制器测试应用方案,其中包括喷氢阀、空压机的模拟以及全面精确的氢燃料电池系统模型。这些模型经过实际项目验证,展现出高精度、实时性和运行稳定性,得到国内多个大型氢燃料电池主机厂的认可。

三电动力域(VCU/HCU, BMS, MCU)的应用方案也同样成熟。LABCAR的系统涵盖了BMS控制器的信号级和电池单体级模拟测试,MCU的信号级测试,以及整车和动力域控制器的测试应用,这些方案已在国内多家主机厂和零部件供应商中得到广泛应用。

在底盘域,LABCAR提供了ESP、ABS、EPS等底盘控制器的测试方案,包括完整的车辆动力学模型和底盘系统负载模拟设备。这些方案在全球最大的底盘控制器厂家中有大量应用,为未来滑板底盘Skateboard的发展提供了支撑。

传统动力领域中,LABCAR拥有成熟的EMS汽油/柴油系统控制器测试应用方案,支持国6项目应用,并得到全球各大主机厂和发动机厂家的广泛应用。在混合动力专用发动机、氢能发动机等新兴领域,LABCAR继续保持其优势地位。

此外,LABCAR在车辆网络安全领域也表现出色,提供网络安全功能测试、模糊测试、渗透测试等多种测试应用,已在国内多个主机厂网络安全测试实验室中得到应用。

最后,在AD/ADAS自动驾驶控制器方面,LABCAR提供的仿真方案支持实车传感器数据回放和车辆驾驶环境模拟,为自动驾驶算法验证提供了坚实的环境支撑。

此次对因湃电池工厂的成功交付,表明蔚赫信息不仅深入理解了LABCAR技术的核心优势,还有效地将其与中国市场的特定需求相结合,实现了国际品牌和技术的本土化调整。“我们已经对LABCAR技术进行了吸收与适应,未来将一方面继续结合中国企业的本土需求进行研发和技术迭代;另一方面我们会坚持出海战略,以德国斯图加特为起点,让中国HiL走向全球市场。”虢华说。

03 中国HiL走向国际舞台

汽车行业已进入新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)时代,正面临前所未有的快速迭代和技术革新。

在这一背景下,HiL技术能够提供一个安全、可控的测试环境,允许工程师在模拟的现实条件下对这些复杂系统进行全面测试和验证,大幅提升测试的效率和安全性,并降低开发成本。随着Vehinfo LABCAR成功交付,不仅是蔚赫信息在收购博世/ETAS LABCAR后展示其深度技术融合的初次表现,更是国产HiL技术量产和发展的新起点,在整个HiL发展史上留下了浓重的一笔。

“在成功交付因湃电池科技的Vehinfo LABCAR系统后,蔚赫信息再次证明了其在新能源时代的HiL领域的领先地位。”蔚赫信息的一名pre-A轮投资人表示,“明年将会是公司的起量阶段。”

如今,蔚赫信息的2023年产品系列已经全面铺开,LABCAR 5300产品系涵盖了汽车的动力域、车身域、底盘域和智驾域。2024年,蔚赫信息将继续拓展LABCAR 5300产品系,将座舱域融入已覆盖的汽车领域,实现汽车全域HiL产品的完整矩阵,并将推出基于新架构的分布式仿真平台。不仅在汽车领域,蔚赫 LABCAR的HiL测试系统也将用于航空航天、电力电子、轨交、船舶、机器人等高端制造行业。

据了解,蔚赫信息目前已与众多汽车制造商(OEM)和一级供应商(Tier 1)签署了针对定制HiL解决方案的项目合作,并在德国斯图加特成立国际研发中心;此外,为让更多客户早日使用国际一流的HiL产品,公司也已开启了A轮融资。

“我们相信,通过持续的技术创新和行业合作,蔚赫信息能够进一步赋能未来的仿真测试领域,助力汽车以及其他高端制造业的繁荣发展。”这名投资人说,“国际舞台需要中国技术的实力和潜力。”