燃料电池控制器硬件在环 {FCU HIU 
解决方案
Authors: 技术部
Public 
山东氢探新能源科技有限公司 Fuc l Cell Power In 
技术部15军 白白Aga1
1  燃料电池控制器硬件在环 (FCU HIU 概述
目录
2  HE lI OS 先进 H I L 陋件系统
2.1  同性 能实H才处理器
2.2  工业级 10 板卡
2.3  版卡包括 :
, . 
2.3.1 
PW M 输入输出
2.3.2  执行器信号采集板卡
2.3.3  模拟量输入输出板卡
2.3.4  总线通信饭卡
. -
, 
' 
2.3.5  系统可编程供电电源
‘· 
2.3.6  负载箱
2.4  现代化集中式软件
2.4.1 
HElIOS  Management Tool 
2.4.2  现代化集中管理软件 ITest - VSA
3  CarDYNA 燃料电池仿真 整车司J 力学仿真模型
4 
Thermolib 燃料电池系统仿真棋型
4.1 
4.2 
Thermolib 燃料电池系统级仿真模型 概述
Thermolib 棋型特色
4.3  燃料电池系统模型
4.4  燃料电池模型库
4.4.1  电堆库模型
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霄' '-" ' .........卢)
4.4.2  反应器/重整器模型
4.4.3  热力学状态及属性
4.4.4  热及质量转换模型
4.4.5  压力反馈系统部件模型
4.4.6  其他模型库
4.5  燃料 电池系统仿 真结果
技术部15军 由白AUAZ
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1 燃料电池控制器预件在环 (FC U HIL) 概述
山东氢探新能源基于 A& D 公司在国内首发 H E Ll OS 先进~件在环系统+{!~
国 Eutech 的唯 基于 S imulink 的燃料电池仿真模型 Thermolib+氢探新能源自研
CarDYNA 燃料电池混动车辆动力 学仿真模型。提供专业的钊对燃料 电 池电控单
元 ( FCU ) 硬件 在环 ( HI Ll 测试的整体解决方案。它基于先进的仿真技术为被
视HCU 搭建实验室条件 下 的虚拟测试环境 , 可以模拟实车/实际燃料 电池发动机
测试中遇到的所有工况范围 , 在实车/实际燃料电池发动机试验之前即可对 FCU
功能进行全面测试。
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山东氢探新能源 FCU HrL 测试系统的基本原理如下图所示。在 HI L 测试系
统中 . ~!时运行的 仿真模型取代 了其实燃料 电池发动机及其实车辆 . ;Ji涵过 jil!件
10 板卡模拟传感器信号发送给真实 FCU. 同时采集 FCU ;提出的控制命令。
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FCU 测试IE要包含 , 但 不仅 限 于 以下测试琐 , 如下
系统:JI 机自检
系统待机功能测试
FCU 
空气 系统控制
氢气系统控制
背压阀控制
. 
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I  • 
‘
F 气立,
典
型
测
试
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求
正常关机状态
在
紧急关机状态
均衡控制l 功能
诊断功能(状态 故 障 、 电气 故障 、 通讯故 院诊断等)
1 0 接口
CAN 通讯功能
系统关键组成
t)  A &D 公司 HE LlSO 先进 HIL 系统
2)  德国 E lI tec h 公司 T hermo li b 燃料电池仿真模型
3)  山 东氢探 Ca rDYNA 整车动力学仿真模型
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2  HE Ll OS 先进 H I L 硬件系统
2 . 1 高性能实时处理都
LoadBOX 
Power Supply 
• 
Intel  Xeoll E3-1275  v3  3.5GHz 4C ore CPU 
•  实时操作系统
• 
4 个核可独立分配极型运弈, 且支
持多任务、分布式并行讨算 , 在
s i mu\ink 模型中实现对此功能的
配置与棋型分配。
•  最人棋型!可}剧可支持 IMHz ,支
-,叫 ....
o.t. T....I..-
持典型的 2-500 kHz 棋型周期
•  主机具备 DDR34GB 内存
•  机箱支持 1 6 VO 板卡,基于 PCI
Express 技术
· 主机 支 持多机箱扩展 , 支持 PCI
Express  Gen3 接口 16Gbps 传输边
率。
êJ  El 
•  主机 自带接口包括个 DP、 2 个 G igabitEthernet、 3 个 USB 、
l 个 DI
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(支持棋型/软件访问) 、
l 个 00 (支持棋型/软件访问) . 互锁(支持模
型软件)
•  外部电视输入接口(支持棋型/软件访 问 )
2.2 工业级 1 0 饭卡 ·
所有 1 0 扳卡满足如下通用 的技术要求 :
•  所有 1 0信号无 前调理板卡。
•  所有板卡都有对应 的 S imulink 库文件 , 实现通过模型及软件方式配置板
卡输入 、 输 出、 内部参数配置。
•  每块饭卡支持自身故障诊断,故防状态不少于 40 个 。
•  每块板卡可硬件拨叉开关设置板卡编号
•  每块板卡具 备 指示灯指示 4 种工作状态。
•  所有板卡自带故障设置功能,无 Zi 外围硬件支持 , 具备对地 、 对电源 、
悬空
•  故障列关可通过 s imulink 棋型或者软件进行设置 , 同时可以读取故障蛇
者状态。
•  所有极卡吉jl具备过 电 流保护及互锁保护功能
•  输入输 出 接口都可连接负 载箱体 、 通过软件Isimulink 设置 fill 可实现对 内
部/外 部负载开源 、 内部/外 部电源的 上下拉开关 、 ECU 反till开关 、 内部
/夕阳;11 电源的短接设置。
2.3 版卡包括
ENG-IO 
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Equipped 阳 Lh funcLiüm; fü r engi f1e ~!muli:l LiO Il 
日 mulation of cam and crank s唱nals
Measurement  and  generation  of  signals 
synchronized 川 th the crankshaft 
4 
that  are 
山东氢探新能源科技有限公司 Fuc l Cell Power  In 
旦E匹旦@ 些显旦旦旦com 18610567442  www.fuclccllio.com 
ACT -10 
Voltage and current measurement for something such  as a solenoid. 2 
技术部15串
串fYB AEt·旦
- . 二三,-_ ._ -
SENSOR-IO  Analog  input /  output 
1 
PLS-IO 
Pulse input /  output 
Simulation  and  measurement of various switches and  pulse 
output sensors 
1 
(Frequency,  Du叩 cycle, ON/OFF solenoid Measurement) 
COM-IO 
CAN/CANFD/Ll N/K-Line/RS232C/SENT 
VB-SW 
VB supply relay 
VB:  Battery voltage 
1 
2 
2.3. 1  PWM 输入输出
V S2000-002 是 VS2000-HELlOS 的脉冲输入/输出板 。
它执行列 关和脉冲输出传感器等的极拟/测量,包 15用于测韭负载电磁阀和
ON  i OFF 电磁阀的功能,并具有以 下 功能 。
•  脉冲输入(频率/占空比测量 , ON i OFF 测 量 )
•  脉冲输出(频率/ 占空比可变输出, ON i OFF 输出)
•  电路开关功能
•  故的功能(电源短路f接地短路/开路)
•  自诊断功能
•  过流保护功能
• 
联如Ii JjJfì~
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