车载充电机全链路拓扑硬件在环（HIL）仿真测试新突破

公司

深圳欣锐科技股份有限公司（以下简称：欣锐科技），成立于 2005 年，总部位于深圳，是以新能源汽车业务、氢能与燃料电池业务、高端装备业务为三大核心业务板块协同发展的国家高新技术企业。欣锐科技自2006年初进入新能源汽车产业，专注新能源汽车车载电源解决方案，拥有车载电源原创性核心技术的全部自主知识产权，配套了国内外众多主流车型。

自2025年6月起，OPAL-RT China 携手欣锐科技探索在车载充电机上实现全链路电力电子拓扑硬件在环仿真测试平台搭建，主要测试产品包括欣锐量产产品中的高频两级DCDC电路，以及双向功率高频三相OBC电路。

挑战

• 计算负荷大：三相LLC拓扑本身数学模型复杂，开关状态组合多。当其工作在数百kHz的高频下时，仿真步长必须极短（通常需要低于100纳秒）才能准确捕捉谐振过程、死区效应和开关细节。
• 控制器黑盒风险：量产控制器内部算法不透明，且保护逻辑响应速度极快，模型出现微小偏差就容易触发误故障报警。
• 接口精度要求严苛：系统需保障高频信号高保真传输、强抗干扰能力，同时实现多路信号同步采集。

OPAL-RT 解决方案

为应对以上挑战，OPAL-RT  China部署了一套基于新一代 FPGA 技术的高性能硬件在环测试平台：

• 硬件： 采用搭载 AMD Versal 自适应计算加速平台的 OP4800-IO FPGA 扩展机箱，模拟量输出采样率达 10 MSPS，能更好地适应LLC高开关频率（百kHz）对应副边电流的输出波形，IO通道的闭环响应周期能够低于1微秒。
• 软件：eHS（基于FPGA的电力电子工具箱） 采用物理建模（区别于传统开关函数建模），修改电路拓扑后无需耗时的HDL code重新编译，调试效率大幅提升。该工具采样分辨率可达 625 ps，最高支持 500 kHZ开关频率，可精准仿真电路谐振特性与开关动态过程。
• 自动化测试：平台通过 Python、LabVIEW 等开放式接口与 CANoe 无缝对接，实现测试流程自动化；支持最大比特率8M的CAN FD，可独立控制上百路继电器，完成大规模自动化故障注入与工况验证。

成果

OPAL-RT 硬件在环方案助力欣锐科技全面优化了研发与验证流程，落地成效显著：

• 缩短研发周期：单型号OBC测试周期由 30 天压缩至 20 天，效率提升 33%。
• 早期风险排查：在实车测试阶段之前，提前定位出 5 类隐藏的软硬件集成问题。
• 高精度仿真：仿真步长稳定在 110~190 纳秒区间，死区效应、开关损耗捕捉精度达 90%。
• 测试场景全覆盖：支持常规Charge、Precharge及各类V2X模式（V2G、V2L、V2V等） 全闭环测试，充分验证产品极端工况下的运行可靠性。
• 系统系统灵活可复用：开放式接口支持测试脚本复用，降低测试门槛，实现平台长期价值最大化。

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