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Jul 31, 2023

포르쉐 엔지니어링은 전기 드라이브 개발을 위해 실제 테스트와 가상 환경에서 수행되는 테스트를 모두 포함하는 최첨단 테스트 절차를 사용합니다. 이를 사용하면 개발 시간을 크게 단축하고 필요한 테스트 수단의 수를 줄일 수 있습니다.

전기 구동을 위한 새로운 구성 요소 및 시스템 개발의 효율성을 지속적으로 높이기 위해 포르쉐 엔지니어링은 고전압 기술 요구 사항에 맞게 특별히 조정된 테스트 방법을 사용합니다. 예를 들어, 고전압 배터리는 Bietigheim-Bissingen 및 Nardò 위치의 차량 및 부품 테스트 벤치에서 테스트되는 반면, PI(펄스 인버터)용 소프트웨어 테스트에는 HIL(Hardware-in-the-Loop) 시뮬레이션 환경을 사용할 수 있습니다. 여기에는 가상 차량 시스템에서 실제 하드웨어를 테스트하는 작업이 포함됩니다.

PI는 배터리의 DC 전압을 다상 AC 전압과 전기 구동 모터의 관련 회전장으로 변환하기 때문에 전기 자동차에서 중요한 역할을 합니다. 오버런 모드에서 에너지 회수가 활성화되면 PI는 반대 방향으로 작동하여 모터의 AC 전압을 배터리 충전에 사용되는 DC 전압으로 변환합니다. 포르쉐 엔지니어링(Porsche Engineering)의 기술 프로젝트 리더인 라파엘 반자프(Rafael Banzhaf)는 "다양한 운전 상황에서 다양한 성능과 편안함 요구 사항에 대한 정밀한 PI 제어를 위해서는 드라이브가 작동되기 전에 테스트해야 하는 매우 복잡한 제어 알고리즘과 안전 기능이 필요합니다."라고 설명합니다. "예를 들어, 에어백 전개로 인한 충돌과 같은 예외적인 상황에서 구동 시스템이 안전한 상태로 들어가도록 보장하는 것이 여기에 포함됩니다." PI-HiL 시스템 개발 이전에는 차량이나 실제 테스트 벤치에서 테스트를 진행해야 했으며, 제어 장치의 소프트웨어 오류가 발생할 경우 무언가가 손상될 수 있는 위험이 항상 존재했습니다.

따라서 포르쉐 엔지니어링은 실제 PI ECU가 HiL(hardware-in-the-loop)로 통합되는 PI 소프트웨어 테스트용 테스트 벤치 개념을 개발했습니다. 포르쉐 엔지니어링의 개발 엔지니어인 토마스 푸히텐한스(Thomas Füchtenhans)는 "ECU는 차량의 버전과 정확히 동일하므로 설치된 소프트웨어의 기능에 대해 신뢰할 수 있는 결론을 도출할 수 있습니다."라고 말합니다. "유일한 수정은 ECU의 PI 제어 보드와 같은 저전압 구성 요소에서 고전압 구성 요소를 분리하는 것입니다. 이는 기능적 및 안전상의 이유로 필요하지만 테스트에는 영향을 미치지 않습니다."

HiL 테스트가 수행될 때 PI 제어 보드는 실제 하드웨어를 활성화하는 것이 아니라 PI 전원 장치의 시뮬레이션을 활성화합니다. 이는 결국 에어백이나 에어백과 같은 차량 시스템이 PI 제어에 미치는 영향을 고려하기 위해 고전압 배터리, 전기 구동 모터, 버스 시스템 및 차량의 나머지 부분에 대한 시뮬레이션과 연결됩니다. 브레이크 제어 시스템과 운전자는 PI 제어에 있습니다. 반대로, 시뮬레이션은 위상 전류 및 온도와 같은 가상 센서 데이터를 PI 제어 장치로 다시 전달하여 제어 루프를 닫습니다. 실시간 기능에 대한 요구가 높기 때문에 배터리 및 차량의 나머지 부분에 대한 시뮬레이션은 실시간 컴퓨터(RTPC)에서 수행되며, 시뮬레이션을 허용하는 훨씬 더 빠른 FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 나노초 범위 내의 시간은 전력 전자 장치 및 전기 모터에 사용됩니다.

HiL 테스트 벤치에서 가능한 테스트 범위에는 주로 사양 요구 사항에 따른 기능 테스트뿐만 아니라 새로운 소프트웨어의 플래시 테스트, 차량에서 추가 분석을 수행하기 전 안전 단계로서의 검증 테스트, 인터페이스 테스트, 진단 기능, 실행 시간, 사이버 보안 및 가상 내구성 테스트. "실제 테스트 벤치나 차량 내 테스트를 PI-HiL로 완전히 대체할 수는 없지만 범위를 크게 줄일 수 있으므로 실제 테스트 벤치의 부하를 줄이고 비용을 크게 줄이는 동시에 안전성도 높일 수 있습니다."라고 Banzhaf는 말합니다. .