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车载充电器全拓扑HIL仿真 取得新突破

SHINRY

汽车

2026年4月6日

车载充电器全拓扑HIL仿真 取得新突破

公司

深瑞科技股份有限公司(以下简称“深瑞科技”,股票代码:300745.SZ)成立于2005年,总部位于深圳,是一家专注于电动汽车(EV)、燃料电池汽车(FCEV)及高端设备领域的国家高新技术企业。 作为车载细分市场先驱,SHINRY拥有包括车载换流器、车载充电机(OBC)及集成产品在内的核心技术完整自主知识产权,服务于全球汽车行业领军企业。

自2025年6月起,SHINRY与OPAL-RT中国公司合作,开发了一套针对OBC完整拓扑结构的综合性硬件在环(HIL)仿真 ,涵盖量产线上的高频两级DC/DC电路和双向三相OBC电路。

仿真 时,难以准确再现高频开关下的谐振异常现象,测试结果不尽如人意。OPAL-RT提供的HIL解决方案能够仿真 长稳定控制在190 ns以内(最小110 ns),且对死区时间效应和开关损耗的捕捉精度可达90%。

SHINRY 工程师

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挑战

  • High computation load: LLC + DCDC full-link models need <100 ns time steps, challenging simulator real-time capability.
  • 黑匣子控制器存在的风险:不透明的控制机制和快速保护逻辑可能会因微小的模型偏差而触发误报。
  • 接口精度:高频信号保真度、抗干扰能力以及同步多通道测量至关重要。

 

OPAL-RT 解决方案

为应对这些挑战,OPAL-RT中国部署了一套基于最新FPGA技术的尖端HIL平台:

  • 硬件: OP4800-IO FPGA 扩展单元 基于 AMD Versal ACAP 平台,提供 10 MSPS 的模拟输出采样率。这确保了 LLC 电流波形的高保真再现,并具备亚微秒级的闭环响应。
  • 软件:eHS(基于FPGA的电力电子工具箱)采用 物理建模而非开关功能模型,无需耗时的HDL重新编译即可快速修改拓扑结构。它支持高达500 kHz的开关频率,采样分辨率达625 ps,可确保仿真 谐振行为和开关动态仿真 高保真仿真
  • 自动化测试:通过开放式API(Python/LabVIEW)与CANoe无缝集成,支持自动化测试执行,兼容最高8 Mbps的CAN FD协议,并可独立控制数百个继电器,从而实现大规模的自动化故障注入与验证。

自动化脚本的复用为我们节省了大量重复性工作,并大幅减少了人工操作。此前,测试单个OBC模型至少需要30天;如今已缩短至20天。测试的准确性和效率均实现了质的飞跃。

SHINRY 工程师

成果

OPAL-RT HIL 解决方案彻底改变了 SHINRY 的研发和验证流程:

  • 开发加速:将单个OBC模型的测试周期从30天缩短至20天(效率提升33%)。
  • 早期问题检测:在进入车辆测试阶段之前,已识别出5类潜在的软硬件集成问题。
  • 高精度:在捕捉死区时间效应和开关损耗方面,精度达到90%,仿真 低至110ns–190ns。
  • 全面的测试覆盖:实现了充电、预充电以及各种V2X模式(V2G、V2L、V2V)的完整闭环测试,确保在极端条件下仍能保持可靠性。
  • 可扩展且可重用的系统:开放式接口支持自动化脚本的复用,从而降低了测试门槛,并最大限度地提升了长期价值。

 

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FAQ

常见问题解答

为什么对级联H桥中压变频器拓扑结构而言,实时EMT仿真 具有仿真 ?

eHS 和ARTEMiS 如何实现复杂仿真 实时仿真 ?

使用HIL可以对MV变频器控制算法的哪些方面进行验证?

一台HIL测试台能否支持多种电机类型和传感器反馈模型?

在模拟的中压变频器环境中,可以验证哪些类型的故障和保护测试?

除了硬件和软件平台之外,OPAL-RT 还如何支持部署?