如何應對電動/互聯汽車測試的不確定性挑戰?

2021-01-10 EDN電子設計技術

目前,汽車正在往電氣化和互聯汽車的方向發展。其中有幾個推動因素,第一,現在的汽車不只是用於出行,還增加了越來越多的通信和娛樂等。第二,在中國,這也涉及到國家的能源戰略。第三,中國在傳統發動機方面積累遠遠不夠,因此希望借力電氣化實現彎道超車。另外,5G助力車聯網也是個很大的趨勢。

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日前,在NIWeek大會上,NI及其合作夥伴展出了一攬子汽車電子測試解決方案,涉及EV、ADAS、ECU、V2X和無人駕駛等多個方面。這些解決方案的優勢在哪裡?EDN受邀對NI汽車營銷主管Jeff Phillips以及NI亞太區汽車市場經理賈青超進行了專訪。讓我們來看看這裡面有哪些與眾不同。

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幾個重要demo

monoDrive是一家總部在奧斯汀的做傳感器仿真軟體的公司。他們提供高保真的傳感器仿真,用於自動駕駛汽車感知測試,例如77GHz雷達、雷射雷達、攝像頭等常見傳感器的仿真。現場工作人員介紹說,它的核心優勢在於算法,可以保證仿真度非常高。

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「舉個例子來說,特斯拉出事撞到大卡車,可能是由於之前做仿真測試的仿真度不夠高。由於當時卡車是斜著的,雷達信號發射過去,大部分都沒有返回,所以就沒能檢測到。而monoDrive的方案可以仿真到這種場景。」

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具體是怎麼實現的呢?「我們的算法是採用網格化的方法,不是把物體當成一個點,而是細粒度,也就是分成多個點。這樣只要有一部分信號返回就可以。再加上攝像頭做判斷,就可以避免失誤。」他解釋說。

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據了解,這個平臺用到Labview去跟外部傳感器信號做接口。

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NOFFZ公司做的是信息娛樂仿真系統,包括雷達、基站(例如LTE、GSM等)和GNSS(例如北鬥)系統等汽車通信的仿真測試。他們是NI在汽車雷達方面最主要的合作夥伴之一。

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Konrad的雷達生產測試解決方案,可進行傳感器校準、仿真和參數測試。其核心就是NI的汽車雷達測試系統(VRTS)。VRTS可以對汽車雷達提供自動化雷達測量和障礙仿真,可以進行精確RF測量,並對各種雷達軟硬體子系統測試場景進行仿真,例如傳感器、ADAS、嵌入式軟體等。

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還有家中國合作夥伴也到場參展。北京經緯恆潤和NI合作的產品是功率放大器。該公司工作人員介紹說,仿真系統是小信號輸出,這和實際的電力系統信號不同。因此如果要接到二次繼保設備等負載上,就需要通過功率放大器進行放大輸出。例如在電動汽車中,就可以進行功率硬體在環的閉環測試。同時,它也可以用於電力系統、供電廠、電池、航空航天等各種應用中。

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現場展示demo使用NI的設備和經緯恆潤的放大器來模擬電力系統。同時,汽車上也可以接光伏板,連接到逆變器,同時通過光伏發電和電力系統電能充電。通過使用Labview就可以進行實時記錄波形和信號,並模擬一些故障。

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另外,該公司硬體在環測試系統可以測試發動機、變速箱,以及新能源汽車上的整車控制器、電池、電驅控制器的功能。它可以模擬電池、交通、排放等場景,在這些虛擬場景下去測試通信。

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電動/互聯汽車測試越來越複雜,提供靈活性是重點

在專訪環節,Phillips告訴筆者,NI關注汽車測試包括V2X、ADAS、電動汽車(包括電池和電控)、ECU等四個方面。在ADAS方面,第一是雷達,NI在射頻方面(包括5G原型驗證)有很強積累。第二是攝像頭,PXI總線的帶寬高達40GHz,可以滿足攝像頭對大帶寬的要求(傳統方案是採用程控機去控制傳統儀器,帶寬不夠會導致延遲)。第三是純軟體,例如monoDrive的軟體在環測試(區別於硬體在環)。第四是雷射雷達……

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他強調,NI的優勢在於靈活性和擴展性。第一是平臺,NI提供的不是封閉的系統,而是平臺性的軟硬體。第二是生態系統,包括第三方的硬體和軟體,例如Labview的集成、TestStand,以及和Mathworks Matlab的合作。NI平臺開放、可擴展,尤其是對於雷達、攝像頭、V2X等等越來越複雜的測試,以及sensor fusion測試,所需的測試項完全不一樣。傳統的測試方案可能需要用到三臺不同的測試儀,而如果用NI的PXI方案,則可以用同一個平臺來實現。

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EV/ADAS/V2X測試的主要挑戰是不確定性

汽車電氣化、ADAS、V2X等測試有一個較大的挑戰是不確定性。例如ADAS,以前傳統汽車很多測試是確定的,例如轉速、耐壓等,是1和0、通過和不通過的關係。而ADAS的測試方法、測試理論,尤其是對於L3以上的測試,還沒有完備(Phillips透露,L3級已經有出來了,比如特斯拉和奧迪,但是第一是看人們是否會相信,第二是看在什麼場景)。很多時候它不是0和1的關係,例如前面有兩個物體,到底怎麼去取捨。它的複雜性遠大於傳統汽車測試。另外一個不確定性是法規,包括V2X、ADAS的倒逼測試規範還不確定。而NI平臺可以提供靈活性。這樣在有新的測試需求時就可以方便增加,而傳統的測試方案則無法做到。另外在測試項上,傳統汽車有很多是IO測試,而現在涉及到射頻、視覺等等新的測試。NI可以將軍工雷達測試引入到汽車中,把5G用到V2X。

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電動車電池爆炸頻發的原因是什麼?

電池事故的原因涉及電池測試和監測管理兩部分。測試能夠發現電池本體的缺陷或不一致,以及充放電時間等。但是,電池後期的管理也很重要。這兩方面涉及三個不同模塊,即電芯、電池模塊和電池包。在電池測試方面,一般沒有問題。但是在電池管理系統、MCU、整車控制器(VCU)等方面,第一要有很強的仿真能力,第二要有很快的速率。

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