如果說，在內(nèi)燃機時代，汽車工業(yè)的核心是對動力系統(tǒng)和底盤等核心部件經(jīng)年累月的精細調(diào)校；那么，在新能源時代，硬件在環(huán)（HiL）仿真測試則成為了汽車技術(shù)飛速迭代和發(fā)展的關(guān)鍵賦能者。

在這個以電池、電機和高級電子控制系統(tǒng)為核心的新時代，HiL技術(shù)的重要性凸顯于其能夠在安全、無風(fēng)險的模擬環(huán)境中進行復(fù)雜電子系統(tǒng)的全面測試。這種技術(shù)不僅支持了新能源汽車在電控系統(tǒng)如電池管理、驅(qū)動控制、車聯(lián)網(wǎng)功能等方面的快速發(fā)展，而且大幅提高了整車的性能和安全標準。

據(jù)了解，近日蔚赫信息的旗艦產(chǎn)品——LABCAR已成功交付因湃電池科技有限公司。此次交付，是蔚赫信息收購博世/ETAS LABCAR IP進行深度消化與技術(shù)融合的首次亮相，標志著國產(chǎn)HiL技術(shù)量產(chǎn)和發(fā)展進入到了新階段。

Vehinfo LABCAR HiL設(shè)備

01?“四大品牌”之一LABCAR的首次國產(chǎn)化交付

近年來，隨著高端制造業(yè)特別是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和技術(shù)迭代，電控系統(tǒng)的品質(zhì)已經(jīng)成為核心技術(shù)的重中之重。

這一趨勢不僅彰顯了高品質(zhì)電控系統(tǒng)的重要性，同時也意味著對硬件在環(huán)（HiL）仿真測試技術(shù)的需求正在持續(xù)增長。據(jù)第三方數(shù)據(jù)分析顯示，HiL仿真測試市場正以約20%的年復(fù)合增長率迅速擴張。特別是在中國市場，預(yù)計到2023年，其市場規(guī)模將達到100億元人民幣，而全球市場規(guī)模預(yù)計將達到400億元人民幣。

但和歐美日等國家對比，中國HiL行業(yè)發(fā)展時間短、基礎(chǔ)薄弱，目前正處在市場發(fā)展初級階段。特別是在面向應(yīng)用的基礎(chǔ)軟件、硬件產(chǎn)品開發(fā)，面向行業(yè)應(yīng)用的專業(yè)仿真產(chǎn)品開發(fā)等方面都與國外廠商存在巨大差距；此外，因國內(nèi)公司進入行業(yè)晚、經(jīng)營規(guī)模小、實力弱，所以很多國內(nèi)公司都是以代理與系統(tǒng)集成為主，自主知識產(chǎn)權(quán)含量不高。

面對先發(fā)制人的國外原廠，蔚赫信息歷時兩年，于2022年12月成功收購全球HiL四大品牌之一LABCAR，成為了中國唯一擁有世界級HiL品牌和技術(shù)的公司。據(jù)了解，LABCAR是博世/ETAS經(jīng)營近30年的品牌，在汽車行業(yè)HiL細分領(lǐng)域位于TOP2位置。LABCAR擁有全球12個國家的商標，20多項國際專利，數(shù)千臺的應(yīng)用基礎(chǔ)。

如今，距離完成收購一年時間，蔚赫信息對LABCAR的消化吸收以及本土化創(chuàng)新進行的如何？

從其和因湃電池的合作中或許可以略見一斑。因湃電池科技有限公司是由廣汽集團出資成立、以電池生產(chǎn)為主的科技型企業(yè)，日前因湃電池智能生態(tài)工廠竣工、P58微晶超能電池下線，最高單線產(chǎn)能高達6GWH。

因湃電池智能生態(tài)工廠竣工（來源：因湃公眾號）

對于電池制造企業(yè)來說，電池管理系統(tǒng)（Battery System Management, BMS）是動力電池的“大腦”，不僅負責(zé)電池多個關(guān)鍵參數(shù)的采集（如電池電壓，模組溫度，系統(tǒng)高壓和電流等），更是個管理和執(zhí)行器，負責(zé)能量計算和輸出、壽命預(yù)估、熱平衡、充電控制、高壓安全等。

隨著行業(yè)對BMS越來越多的需求，對BMS測試的要求也越來越高。不光需要驗證其功能是否正確實現(xiàn)，更要在多維度場景下充分測試BMS，而傳統(tǒng)的實物BMS測試系統(tǒng)因其成本昂貴、操作困難、耗時久，甚至部分極限工況存在安全風(fēng)險，無法滿足BMS測試需求。

在這種背景下，HiL（硬件在環(huán)仿真測試）技術(shù)成為了保障BMS性能的關(guān)鍵工具。

通過HiL測試，可以在安全的仿真環(huán)境中對BMS進行全面測試，包括電池平衡策略的優(yōu)化、模塊備援抽換功能的有效性，以及系統(tǒng)對極端情況的響應(yīng)能力。HiL技術(shù)能夠模擬各種操作條件和可能發(fā)生的異常狀態(tài)，從而確保BMS在實際使用中的穩(wěn)定性和安全性。

這對于提高儲能系統(tǒng)的可靠性和效率、延長電池壽命、以及預(yù)防安全風(fēng)險具有重要意義，特別是在當前電池技術(shù)不斷進步和市場需求日益增加的情況下，HiL的作用也就變得更加顯著。

02?從儲能BMS出發(fā)

“對于蔚赫信息來說，因湃的需求是一個典型的儲能BMS HiL測試方案，已有不少成熟的項目實踐。”蔚赫信息技術(shù)負責(zé)人虢華表示，盡管如此，蔚赫信息也面臨著新的挑戰(zhàn)：這是蔚赫信息收購LABCAR之后的首套交付，另外需要和中國電池工廠的特定需求進行結(jié)合。

“項目中其他的技術(shù)挑戰(zhàn)還包括多簇及多數(shù)量從控電壓和溫度信號通過ISO SPI菊花鏈仿真的實現(xiàn)，多檔預(yù)充時間切換方案的設(shè)計，超高精度電流傳感器仿真，以及PCS、EMS、HVAC等虛擬控制器的復(fù)雜通訊方式仿真，如IEC61850、Modbus RTU等?！彪饺A說。

為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，蔚赫信息采取了一系列解決方案。首先，公司在最短時間消化吸收LABCAR軟硬件系統(tǒng)并實現(xiàn)LABCAR原有供應(yīng)鏈生產(chǎn)，通過靈活的模型配置實現(xiàn)了多簇與多從板間電壓、溫度信號仿真的切換；此外，公司采用硬件電路設(shè)計結(jié)合模型開發(fā)，達到了±0.05mV分辨率的霍爾電流仿真。

在虛擬控制器仿真方面，公司使用Simulink模型、C代碼和配置文件生成多種方式來模擬復(fù)雜的虛擬控制器。最后，蔚赫LABCAR運用先進的電池本體模型，精確地體現(xiàn)了濃差極化參數(shù)和電化學(xué)極化效應(yīng)，并包含了所有SOX核心算法。

首套Vehinfo LABCAR生產(chǎn)、測試、集成全過程

“自上世紀90年代誕生以來，LABCAR硬件在環(huán)（HiL）系統(tǒng)，作為汽車行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)解決方案，就已被全球眾多頂尖的汽車主機廠和零部件供應(yīng)商廣泛采用?！睋?jù)虢華介紹，如今，隨著新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的迅速發(fā)展，LABCAR已經(jīng)在多個關(guān)鍵領(lǐng)域如氫能、純電動、混合動力、滑板底盤以及自動駕駛等方面展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢和競爭力，這也是蔚赫信息收購LABCAR的重要原因之一。

例如，在氫燃料電池領(lǐng)域，LABCAR系統(tǒng)提供了成熟的控制器測試應(yīng)用方案，其中包括噴氫閥、空壓機的模擬以及全面精確的氫燃料電池系統(tǒng)模型。這些模型經(jīng)過實際項目驗證，展現(xiàn)出高精度、實時性和運行穩(wěn)定性，得到國內(nèi)多個大型氫燃料電池主機廠的認可。

三電動力域（VCU/HCU, BMS, MCU）的應(yīng)用方案也同樣成熟。LABCAR的系統(tǒng)涵蓋了BMS控制器的信號級和電池單體級模擬測試，MCU的信號級測試，以及整車和動力域控制器的測試應(yīng)用，這些方案已在國內(nèi)多家主機廠和零部件供應(yīng)商中得到廣泛應(yīng)用。

在底盤域，LABCAR提供了ESP、ABS、EPS等底盤控制器的測試方案，包括完整的車輛動力學(xué)模型和底盤系統(tǒng)負載模擬設(shè)備。這些方案在全球最大的底盤控制器廠家中有大量應(yīng)用，為未來滑板底盤Skateboard的發(fā)展提供了支撐。

傳統(tǒng)動力領(lǐng)域中，LABCAR擁有成熟的EMS汽油/柴油系統(tǒng)控制器測試應(yīng)用方案，支持國6項目應(yīng)用，并得到全球各大主機廠和發(fā)動機廠家的廣泛應(yīng)用。在混合動力專用發(fā)動機、氫能發(fā)動機等新興領(lǐng)域，LABCAR繼續(xù)保持其優(yōu)勢地位。

此外，LABCAR在車輛網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域也表現(xiàn)出色，提供網(wǎng)絡(luò)安全功能測試、模糊測試、滲透測試等多種測試應(yīng)用，已在國內(nèi)多個主機廠網(wǎng)絡(luò)安全測試實驗室中得到應(yīng)用。

最后，在AD/ADAS自動駕駛控制器方面，LABCAR提供的仿真方案支持實車傳感器數(shù)據(jù)回放和車輛駕駛環(huán)境模擬，為自動駕駛算法驗證提供了堅實的環(huán)境支撐。

此次對因湃電池工廠的成功交付，表明蔚赫信息不僅深入理解了LABCAR技術(shù)的核心優(yōu)勢，還有效地將其與中國市場的特定需求相結(jié)合，實現(xiàn)了國際品牌和技術(shù)的本土化調(diào)整。“我們已經(jīng)對LABCAR技術(shù)進行了吸收與適應(yīng)，未來將一方面繼續(xù)結(jié)合中國企業(yè)的本土需求進行研發(fā)和技術(shù)迭代；另一方面我們會堅持出海戰(zhàn)略，以德國斯圖加特為起點，讓中國HiL走向全球市場?！彪饺A說。

03?中國HiL走向國際舞臺

汽車行業(yè)已進入新四化（電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）時代，正面臨前所未有的快速迭代和技術(shù)革新。

在這一背景下，HiL技術(shù)能夠提供一個安全、可控的測試環(huán)境，允許工程師在模擬的現(xiàn)實條件下對這些復(fù)雜系統(tǒng)進行全面測試和驗證，大幅提升測試的效率和安全性，并降低開發(fā)成本。隨著Vehinfo LABCAR的成功交付，不僅是蔚赫信息在收購博世/ETAS LABCAR后展示其深度技術(shù)融合的初次表現(xiàn)，更是國產(chǎn)HiL技術(shù)量產(chǎn)和發(fā)展的新起點，在整個HiL發(fā)展史上留下了濃重的一筆。

“在成功交付因湃電池科技的Vehinfo LABCAR系統(tǒng)后，蔚赫信息再次證明了其在新能源時代的HiL領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。”蔚赫信息的一名Pre-A輪投資人表示，“明年將會是公司的起量階段?！?/p>

如今，蔚赫信息的2023年產(chǎn)品系列已經(jīng)全面鋪開，LABCAR 5300產(chǎn)品系涵蓋了汽車的動力域、車身域、底盤域和智駕域。2024年，蔚赫信息將繼續(xù)拓展LABCAR 5300產(chǎn)品系，將座艙域融入已覆蓋的汽車領(lǐng)域，實現(xiàn)汽車全域HiL產(chǎn)品的完整矩陣，并將推出基于新架構(gòu)的分布式仿真平臺。不僅在汽車領(lǐng)域，蔚赫 LABCAR的HiL測試系統(tǒng)也將用于航空航天、電力電子、軌交、船舶、機器人等高端制造行業(yè)。

據(jù)了解，蔚赫信息目前已與眾多汽車制造商（OEM）和一級供應(yīng)商（Tier 1）簽署了針對定制HiL解決方案的項目合作，并在德國斯圖加特成立國際研發(fā)中心；此外，為讓更多客戶早日使用國際一流的HiL產(chǎn)品，公司也已開啟了A輪融資。

“我們相信，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)合作，蔚赫信息能夠進一步賦能未來的仿真測試領(lǐng)域，助力汽車以及其他高端制造業(yè)的繁榮發(fā)展?！边@名投資人說，“國際舞臺需要中國技術(shù)的實力和潛力?！?/p>