技术领域
[0001] 本实用新型涉及商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统。
背景技术
[0002] 随着新
能源商用
汽车的快速发展，对整车
动力总成的整体性能和可靠性的要求越来越高。为了保证开发设计后保证新能源商用汽车动力总成的安全性，可靠性，耐用性，关键零部件及
控制器的测试都需要先后经过模型在环测试MIL，
软件在环测试SIL，硬件在环测试HIL，台架测试，实车测试这几个环节。为了在缩短产品设计周期和降低研发成本的同时保证产品
质量，HIL测试是控制系统设计开发周期中就成为不可分割的一部分。只有在HIL测试阶段运行良好的控制器才可以进行下一阶段的测试。
[0003] HIL测试中可以对虚拟运行环境中的设备进行非常逼真的模拟。一个典型的HIL系统包括用于从控制系统接收数据的
传感器、用于发送数据的传动器、一个用于处理数据的控制器、一个
人机界面(HMI)以及一个开发后仿真分析平台。
[0004] 商用车混合动力总成HIL测试的对象是动力总成中真实的控制器：整车控制器，
电机控制器，
锂离子电池控制器，
发动机控制器，远程监控终端，上装电机控制器和变速箱控制器。混合动力总成HIL测试的目的是验证上述关键控制器在实时同步运行中协调工作，在实现综合功能的条件下保证整体性能良好。某些真实测试条件极具危险性，如高车速，大转向
角，
锂离子电池短路故障，此类极端条件下的测试，HIL测试却可轻松完成。
[0005] 目前，绝大部分商用车混合动力总成的HIL测试实验中都没有配置动力总成中各执行器及连接
线束的原尺寸模型，更没有测试状态的语音播报和实时测试中执行器运行状态的灯光展示功能。无法实现将声音，灯光，视频完美统一的多功能测试环境，尤其在培养新的测试工程师和接待各级领导的参观等特殊场合，参观者只能看到电脑显示屏上的图片信息和数据信息，精密复杂且高度集成的测试设备无法给人感性认识，而如果完全采用真实的零部件，则高压电安全和尾气排放又无法在HIL实验室中解决；最终导致无法让测试以外人员生动，逼真，快速有效的了解新能源商用车混动总成的功能原理和HIL测试意义与方法。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是提供商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统，以克服
现有技术存在的上述不足。
[0007] 本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
[0008] 一种商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统，包括多媒体控制系统和多媒
体模型整车集成系统，所述多媒体控制系统包括多媒体控制器、
触摸屏、HIL测试上位机、HIL实时运算核心设备以及若干负载控制器，任意两个负载控制器之间均通过CAN网络连接，所述HIL测试上位机上安装有多媒体
应用软件；所述多媒体模型整车集成系统包括整车
底板、设置在整车底板上的若干零部件模型以及多声道音响，所述零部件模型内部均嵌有
LED灯；所述零部件模型以及多声道音响分别通过控制线以及音频
信号线与多媒体控制器连接，所述多媒体控制器通过USB数据线以及视频线与触摸屏连接，所述多媒体控制器通过串口数据线与HIL测试上位机连接，所述HIL测试上位机通过网线与HIL实时运算核心设备连接，所述HIL实时运算核心设备通过CAN网络与各个负载控制器连接。
[0009] 进一步的，所述负载控制器包括实车发动机控制器、实车电机控制器、实车变速箱控制器、实车锂离子电池控制器以及实车整车控制器。
[0010] 进一步的，所述零部件模型包括发动机LED模型，
驱动电机LED模型，变速箱LED模型，油
泵变频器LED模型，气泵变频器LED模型，锂离子电池LED模型，
蓄电池LED模型，电动
空调LED模型，直流充电桩LED模型，油泵LED模型，气泵电机LED模型，上装电机LED模型，上装控制器LED模型，车载充电机LED模型，直流充电口LED模型，交流充电口LED模型，轮胎转向LED模型，整车控制器LED模型，电池控制器LED模型，电机控制器LED模型，变速箱控制器LED模型，发动机控制器LED模型，远程监控LED模型，
离合器LED模型，电加热LED模型，车载电源LED模型，高压配电盒LED模型以及油箱LED模型、高压交
流线束LED模型、高压直流线束LED模型、低压交流线束LED模型、低压直流线束LED模型、动力通讯总线LED模型、整车通讯总线LED模型以及直流充电通讯总线LED模型。
[0011] 进一步的，所述零部件模型均与相对应的原车装置的尺寸相同。
[0012] 进一步的，所述发动机LED模型的进气管内嵌有蓝色LED灯，所述离合器LED模型的轴中心嵌有三组独立的蓝色LED流
水灯，所述驱动电机LED模型的
输出轴端机壳体内侧嵌有一组蓝色LED流水灯。
[0013] 进一步的，所述变速箱LED模型的输出轴壳体内侧嵌有蓝色LED灯。
[0014] 进一步的，所述锂离子电池LED模型的中央
位置嵌有红色LED灯，所述电动空调LED模型的中央位置嵌有蓝色LED灯。
[0015] 进一步的，所述直流充电桩LED模型的圆柱形充电桩顶部圆周内侧嵌有红色LED流水灯。
[0016] 进一步的，所述高压交流线束LED模型的每组线束均由三根动力电线组成且每组线束内部都嵌有橙色LED流水灯，所述高压直流线束LED模型的每组线束均由两根动力电线组成且每组线束内部都嵌有橙色LED流水灯。
[0017] 进一步的，所述低压直流线束LED模型内嵌有红色LED流水灯。
[0018] 本实用新型的有益效果为：充分利用了多媒体的声光电一体化控制带来的良好视觉听觉效果，扩展并加深了HIL测试中的
人机交互界面，将枯燥无味的测试过程变得趣味化，开放化，人性化；实现了与HIL测试系统的无缝连接和实时同步运行；使商用车混合动力总成的多媒体舞台展示与HIL测试有效完美的结合在一起。
附图说明
[0019] 下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0020] 图1是本实用新型
实施例所述多媒体模型整车集成系统的结构
框图；
[0021] 图2是本实用新型实施例所述商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统的控制原理框图。
[0022] 图中：
[0023] 1、发动机LED模型；2、离合器LED模型；3、变速箱LED模型；4、驱动电机LED模型；5、高压配电盒LED模型；6、锂离子电池LED模型；7、电机控制器LED模型；8、电加热LED模型；9、气泵变频器LED模型；10、车载电源LED模型；11、上装控制器LED模型；12、电动空调LED模型；13、车载充电机LED模型；14、上装电机LED模型；15、气泵电机LED模型；16、整车控制器LED模型；17、交流充电口LED模型；18、直流充电口LED模型；19、直流充电桩LED模型；20、电池控制器LED模型；21、变速箱控制器LED模型；22、发动机控制器LED模型；23、远程监控LED模型；24、油泵LED模型；25、油泵变频器LED模型；26、轮胎转向LED模型；27、蓄电池LED模型；28、油箱LED模型；29、多声道音响；30、多媒体控制器；31、触摸屏；32、HIL测试上位机；33、HIL实时运算核心设备；34、实车发动机控制器；35、实车电机控制器；36、实车变速箱控制器；37、实车锂离子电池控制器；38、实车整车控制器。
具体实施方式
[0024] 如图1-2所示，本实用新型实施例所述的一种商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统，包括多媒体控制系统和多媒体模型整车集成系统，所述多媒体控制系统包括多媒体控制器30、触摸屏31、HIL测试上位机32、HIL实时运算核心设备33以及若干负载控制器，任意两个负载控制器之间均通过CAN网络连接，所述HIL测试上位机32上安装有多媒体应用软件；所述多媒体模型整车集成系统包括整车底板、设置在整车底板上的若干零部件模型以及多声道音响29，所述零部件模型内部均嵌有LED灯；所述零部件模型以及多声道音响29分别通过控制线以及
音频信号线与多媒体控制器30连接，所述多媒体控制器30通过USB数据线以及视频线与触摸屏31连接，所述多媒体控制器30通过串口数据线与HIL测试上位机32连接，所述HIL测试上位机32通过网线与HIL实时运算核心设备33连接，所述HIL实时运算核心设备33通过CAN网络与各个负载控制器连接。所述负载控制器包括实车发动机控制器34、实车电机控制器35、实车变速箱控制器36、实车锂离子电池控制器37以及实车整车控制器38。
[0025] 所述零部件模型包括发动机LED模型1，驱动电机LED模型4，变速箱LED模型3，油泵变频器LED模型25，气泵变频器LED模型9，锂离子电池LED模型6，蓄电池LED模型27，电动空调LED模型12，直流充电桩LED模型19，油泵LED模型24，气泵电机LED模型15，上装电机LED模型14，上装控制器LED模型11，车载充电机LED模型13，直流充电口LED模型18，交流充电口LED模型17，轮胎转向LED模型26，整车控制器LED模型16，电池控制器LED模型20，电机控制器LED模型7，变速箱控制器LED模型21，发动机控制器LED模型22，远程监控LED模型23，离合器LED模型2，电加热LED模型8，车载电源LED模型10，高压配电盒LED模型5以及油箱LED模型28、高压交流线束LED模型、高压直流线束LED模型、低压交流线束LED模型、低压直流线束LED模型、动力通讯总线LED模型、整车通讯总线LED模型以及直流充电通讯总线LED模型。
[0026] 多媒体控制器30通过串口数据线与HIL测试上位机32进行通讯，HIL测试上位机32通过网线与HIL实时运算核心33进行通讯，HIL实时运算核心设备33将实时测试中各负载控制器（实车发动机控制器34，实车电机控制器35，实车变速箱控制器36，实车锂电池控制器37，实车整车控制器38）及零部件模型计算出来的当前运行状态信息发送给HIL测试上位机32，HIL测试上位机32单独运行的多媒体应用软件根据当前的界面输入需求将最后的控制指令发送给多媒体控制器30，多媒体控制器30会驱动所有的LED模型（发动机LED模型1-油箱LED模型28）实现各自的声音和灯光的控制。
[0027] 整套商用车并联混合动力多媒体硬件在环测试演示系统配有灯光舞台，所述灯光舞台用来承载真实的底板，表面使用承载力为2吨的磨砂
钢化玻璃，四周由乳白色烤漆胶板装饰，舞台内部埋有蓝色和白色2组
灯管，分别由操作台上的
开关控制，白天使用蓝光舞台，晚上使用白光舞台，以适应不同的环境光线。
[0028] 所述零部件模型是放置在轿车底板上的。舞台高20cm，整车底板高60cm，模型高度15~45cm，整体高度的设计都符合最佳视觉观看范围，使参观者不用弯腰，就可以从各个角度看到所有零部件的运行状态。
[0029] 零部件模型内部嵌LED灯来表征零部件运行状态，根据执行器的运行特性而嵌入不同类型的LED灯。蓝色LED灯表示
扭矩的产生和传递，橙色LED灯表示
电能的产生和传递，红色LED灯表示整车CAN通讯信号传递，绿色表示动力CAN通讯信号传递。
[0030] 所述发动机LED模型1采用与2.8L
柴油发动机1：1原尺寸制造，在发动机的进气
歧管中嵌入蓝色LED灯，该LED灯常亮表示发动机工作输出扭矩，常灭表示发动机不工作。
[0031] 所述发电机LED模型采用与原车起动发电一体机ISG电机1：1尺寸制造，在电机
定子侧面嵌一圈蓝色LED流水灯，灯的流向表示电机的转动方向，流动速度表示电机的转速。
[0032] 所述的离合器LED模型2分别由三组独立的蓝色LED灯内嵌在轴中心，分别表示发动机与驱动电机之间的机械连接，驱动电机LED模型4与变速箱LED模型3之间的机械连接。这些灯通过开关控制，蓝色LED流水灯点亮表示所在位置力矩的传递，LED熄灭表示表示所在位置力矩传递的中断。
[0033] 所述驱动电机LED模型4采用与原车驱动电机1：1尺寸制造，在输出轴端机壳体内侧嵌有一组蓝色LED流水灯，灯的流向表示电机的转动方向，流动速度表示电机的转速。
[0034] 所述变速箱LED模型3采用与原车机械式自动变速箱1：1尺寸制造，在变速箱输出轴壳体内侧嵌有一组蓝色LED灯，LED点亮表示变速箱正在传递力矩，LED熄灭表示变速箱没有将力矩传递出去。
[0035] 所述油泵变频器LED模型25和气泵变频器LED模型9采用与原车变频器1：1尺寸制造，分别负责驱动转向油泵电机和打气泵电机。
[0036] 所述锂离子电池LED模型6与原车锂离子电池包1：1尺寸制造，该模型通过半刨视图将电池包内的电池芯体展现出来，红色LED灯嵌入模型中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，整车有4个锂离子电池
箱体，每个锂离子电池箱体上还有7英寸
电子显示屏，在HIL测试过程中所有电芯的运行参数都可以在显示屏中显示出来。
[0037] 所述蓄电池LED模型27与原车低压蓄电池1：1尺寸制造，红色LED灯嵌入模型的中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED灯的
亮度可以被多媒体软件调节，灯的亮度表示了蓄电池内SOC电量。
[0038] 所述电动空调LED模型12与原车电空调
压缩机总成1：1尺寸制造，蓝色LED灯嵌入模型的中央，灯光可以透过上方透明的亚克力材料折射出来，LED灯的亮度可以被多媒体软件调节，灯的亮度表示了压缩机实时消耗的电功率数值。
[0039] 所述直流充电桩LED模型19与商用车地面充电桩总成1：1尺寸制造，红色LED流水灯嵌在圆柱形充电桩顶部圆周内侧。灯的流向方向表示电能的传动方向，流动速度表示当前充电的倍率，因为考虑到实际充电分为快充和慢充两种充电速率。
[0040] 所述高压交流线束LED模型，其线束的内径采用与原车线束1：1尺寸制造，每组线束由三根动力电线组成。每组线束内部都含有橙色LED流水灯。灯的流向方向表示电能的传动方向。
[0041] 所述高压直流线束LED模型，其线束的内径采用与原车线束1：1尺寸制造，每组线束由两根动力电线组成。每组线束内部都含有橙色LED流水灯。灯的流向方向表示电能的传动方向，当从高压配电盒流向锂离子电池的时候表示正在将
制动能量回收得到的电能存储到锂离子电池或者正在给电池进行直流充电或交流充电；当从锂离子电池到高压配电盒的时候，表示电能正在从锂离子电池流向各个高压负载，给各负载供电。
[0042] 所述低压直流线束模型，其线束的内径采用与原车线束1：1尺寸制造，管路模型内嵌红色LED流水灯，当从高压配电盒流向蓄电池的时候表示正在给蓄电池充电。
[0043] 所述其他商用车新能源零部件模型，如气泵电机LED模型15，油泵LED模型24，电加热LED模型8等都是按照新能源商用车原车零部件尺寸和功能设计完成的。
[0044] 所述多媒体控制器30和多通道音响都是上位机多媒体应用软件的驱动模
块和执行器，多媒体软件中的
接口文件或函数的调用将会通过PC机串口
端子的低压
电信号输入给多媒体控制器30，再由多媒体控制器30驱动各路LED灯按
指定的要求运行。多媒体软件通过多通道音响将各执行器的模拟噪音播放出来。各个执行器件在不同转速和工况下的噪音会事先在实车上录制下来，在HIL测试中，根据某个执行器所处的工况会自动调用相应的音频文件进行播放，完成零部件噪音的还原。
[0045] 所述多媒体应用软件是在Director MX 2004软件平台上开发出来的应用程序，在触摸屏31的客户端界面上单击“喇叭”图标的按钮将会激活语音功能，之后只要双击某个零部件图片，就会语音播报该零部件的功能和技术参数。同时在测试过程中出现的故障码和关键测试步骤也会自动进行语音播报以提醒测试人员做相应的记录或采取相关的措施。在HIL测试过程中会经常使用到自动测试，当某个控制器报出DTC故障码的时候，语音播报会自动解释该故障码的内容。多媒体控制器30通过串口数据线RS485（传输距离长，常用于工业计算机），然后通过转接头转为RS232接到HIL测试客户端PC机上。
[0046] 表1是本实用新型的模型内置LED灯
颜色及引脚控制定义表格。定义了各路LED模型
电路板与LED控制器引脚的接线以及HIL测试上位机在什么条件下会点亮相应的LED灯。
[0047] 表1
[0048]
[0049]
[0050]
[0051]
[0052]
[0053]
[0054] 本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本
申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
