ETAS GmbH 成立于 1994 年，是羅伯特博世聯(lián)合企業(yè)的一部分，是車用電子控制系統(tǒng)以 及相關(guān)嵌入式控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)工具和測(cè)試設(shè)備的供應(yīng)商。ETAS 致力于為車用嵌 入式系統(tǒng)的整個(gè)生命周期提供支持性的創(chuàng)新產(chǎn)品。ETAS 可向的汽車 OEM 以及電控 單元的一級(jí)供應(yīng)商提供產(chǎn)品與服務(wù)。本公司在擁有約 700  名員工，年?duì)I業(yè)額達(dá)到約 1.4 億歐元。以下是有關(guān)本公司的概要介紹。ETAS 化網(wǎng)絡(luò)是在范圍內(nèi)構(gòu)建起的一個(gè)由辦事機(jī)構(gòu)和研發(fā)中心組成的網(wǎng)絡(luò)，通 過(guò)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、配置并提供技術(shù)支持。本公司相信，對(duì)于建立長(zhǎng)期、成功 的客戶關(guān)系來(lái)說(shuō)，在地理位置上與客戶接近將具有至關(guān)重要的意義。ETAS 集團(tuán)總部位 于德國(guó)斯圖加特，在美國(guó)、日本、韓國(guó)、中國(guó)、印度、法國(guó)、英國(guó)、意大利、巴西及 俄羅斯聯(lián)邦均設(shè)有地區(qū)分公司或辦事機(jī)構(gòu)。每一處辦事機(jī)構(gòu)都提供客戶賬戶管理、客 戶技術(shù)支持、區(qū)域內(nèi)項(xiàng)目管理以及工程技術(shù)服務(wù)資源等。

ETAS的LABCAR-MODEL-FC模擬燃料系統(tǒng)性能。模擬整個(gè)系統(tǒng)-從PEM-FC（高分子電解膜燃料電池）堆棧到反應(yīng)物和冷卻劑的供應(yīng)-以確保對(duì)燃料電池系統(tǒng)ECU的可靠性測(cè)試和校準(zhǔn)。

LABCAR-MODEL-FC可以模擬堆棧、氫氣供應(yīng)、氧氣供應(yīng)和冷卻劑供應(yīng)的詳細(xì)過(guò)程。此技術(shù)基于對(duì)物理過(guò)程的精確模擬，而這些模擬都是基于對(duì)電解反應(yīng)的復(fù)雜計(jì)算以及基于對(duì)堆棧和外圍設(shè)備之間相互作用的復(fù)雜計(jì)算得出。鑒于現(xiàn)代燃料電池堆棧的復(fù)雜性,要對(duì)堆棧進(jìn)行一維（1D）空間分布模擬。為了滿足當(dāng)前和未來(lái)的要求，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)二維（2D）堆棧模擬進(jìn)行特殊擴(kuò)展，其燃料電池系統(tǒng)的模擬模型可用于完成基于HiL的校準(zhǔn)（LABCAR-MODEL-FCCAL）?；?/span>PC的模擬目標(biāo)LABCAR-RTPC能為實(shí)時(shí)模擬提供所需的電源。

 LABCAR-MODEL-FC模擬模型可以讓用戶在硬件在環(huán)測(cè)試臺(tái)上對(duì)燃料電池的ECU進(jìn)行早期的測(cè)試和優(yōu)化。

與純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車具有加注時(shí)間短，續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)汽車工業(yè)可持續(xù)化發(fā)展的重要方向。目前，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)正在興起。氫能是一種清潔能源，氫燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱，并不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染。

燃料電池電動(dòng)汽車技術(shù)是目前世界環(huán)保汽車技術(shù)的熱點(diǎn)，我國(guó)應(yīng)更加積極開(kāi)展燃料電池電動(dòng)汽車技術(shù)研究，較快縮小與西方汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車環(huán)保技術(shù)的差距，從能源和環(huán)保角度來(lái)講，進(jìn)行燃料電池電動(dòng)汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)對(duì)能源多樣化，發(fā)展燃料電池汽車，將促進(jìn)一系列技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

燃料電池是一種很有前途的清潔能源，在未來(lái)很可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源成為主要能源。所以，很多國(guó)家和跨國(guó)集團(tuán)都極其重視燃料電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究。美國(guó)將燃料電池技術(shù)列為國(guó)家安全技術(shù);歐盟在2008年制定了2020年氫能與燃料電池發(fā)展計(jì)劃，投資近10億歐元用于燃料電池與氫能研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證等方面;加拿大計(jì)劃將燃料電池發(fā)展成國(guó)家的之助產(chǎn)業(yè);日本認(rèn)為燃料電池技術(shù)是21世紀(jì)能源環(huán)境領(lǐng)域的核心;《時(shí)代》周刊將燃料電池電動(dòng)汽車列為21世紀(jì)10大高技術(shù);我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要明確提出，大力發(fā)展氫燃料的制取、存儲(chǔ)及專用燃料電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究，提高產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。

近20年來(lái)，我國(guó)科技人員經(jīng)過(guò)不懈努力，盡管燃料電池及材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得到了極大的進(jìn)展，但由于研究投入和產(chǎn)業(yè)化資金數(shù)量很少，燃料技術(shù)的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，燃料電池技術(shù)的阻力主要在于基礎(chǔ)設(shè)施匱乏，技術(shù)人才不足，成本高、耐久性差，研究力量分散，產(chǎn)業(yè)化體系尚未形成，尤其是缺少企業(yè)的參與，很難將研究成果進(jìn)行示范應(yīng)用。所以，我國(guó)應(yīng)尋找切入點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前和中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需要，集中研究力量，大力推動(dòng)燃料電池發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，加大研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化投入，為我過(guò)的國(guó)家能源安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

用于HiL測(cè)試的燃料電池系統(tǒng)模擬模型

燃料電池系統(tǒng)的典型架構(gòu)-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型進(jìn)行模擬的依據(jù)

LABCAR-MODEL-FC（用于HiL測(cè)試的燃料電池系統(tǒng)模擬模型）

ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能記錄完整的燃料電池系統(tǒng)，包括堆棧、外圍設(shè)備和柔性ECU。其包含一個(gè)可以對(duì)水流、溫度影響和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)詳細(xì)模擬的一維PEM-FC堆棧。柔性ECU也能保證在工作站進(jìn)行直接的閉環(huán)試運(yùn)轉(zhuǎn)。

LABCAR-MODEL-FC模型能確保用戶逼真地模擬出燃料電池系統(tǒng)，從而對(duì)HiL系統(tǒng)中的ECU進(jìn)行測(cè)試。其模塊化的模型架構(gòu)可以讓特定的客戶對(duì)氫氣、氧氣和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行模擬。

模型擴(kuò)展裝置

LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校準(zhǔn)的燃料電池系統(tǒng)模擬模型）

ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料電池校準(zhǔn)）是一種二維的PEM-FC堆棧模型，用于詳細(xì)地模擬電、水、和壓力分布。鑒于此模型具有模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并且還配有參數(shù)化的工具，因此其可以跟現(xiàn)有的LABCAR-MODEL-FC模型進(jìn)行無(wú)縫整合。

兩種變體均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整車模擬中（虛擬車輛測(cè)試臺(tái)的模擬模型，用來(lái)進(jìn)行HiL測(cè)試）。

LABCAR-MODEL-FC

在汽車應(yīng)用中，通常優(yōu)先使用PEM-FC燃料電池，因?yàn)槠渚邆鋯?dòng)快、能量密度高和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的優(yōu)良特點(diǎn)。為了給客戶在此大有前途的創(chuàng)新領(lǐng)域提供支持，ETAS提供了燃料電池系統(tǒng)的LABCAR-MODEL-FC模擬模型，用來(lái)進(jìn)行HiL測(cè)試。

測(cè)試用于燃料電池系統(tǒng)的ECU

LABCAR-MODEL組合包括集成電路發(fā)動(dòng)機(jī)、用于汽車推進(jìn)的鋰離子電池、電動(dòng)機(jī)、燃料電池、車輛動(dòng)力學(xué)、車輛、駕駛員和環(huán)境的仿真模型。

在汽車應(yīng)用中，通常優(yōu)先使用PEM-FC燃料電池，因?yàn)槠渚邆鋯?dòng)快、能量密度高和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的優(yōu)良特點(diǎn)。為了給客戶在此大有前途的創(chuàng)新領(lǐng)域提供支持，ETAS提供了燃料電池系統(tǒng)的LABCAR-MODEL-FC模擬模型，用來(lái)進(jìn)行HiL測(cè)試。

將高成本的測(cè)試和安全相關(guān)的應(yīng)用轉(zhuǎn)移到硬件在環(huán)測(cè)試臺(tái)上，從而在開(kāi)發(fā)過(guò)程中讓顧客直接受益。應(yīng)用實(shí)例包括模擬PEM-FC燃料電池堆棧的冷啟動(dòng)調(diào)節(jié)或模擬氫氣供應(yīng)的臨界處理。

ETAS模擬模型的優(yōu)勢(shì)

ETAS燃料電池模型包括用于模擬堆棧和外圍設(shè)備的Simulink®元件庫(kù)和各種電解槽模型。模型的實(shí)時(shí)性有利于測(cè)試燃料電池ECU時(shí)與ETASHiL系統(tǒng)的整合，還可以同時(shí)進(jìn)行安全相關(guān)的故障模擬和ECU軟件的初始預(yù)標(biāo)定。由于這些模型考慮到了所有相關(guān)的物理現(xiàn)象，可以用來(lái)測(cè)試所有項(xiàng)目，包括基礎(chǔ)軟件、高級(jí)控制、操作和診斷性功能。ETAS的模擬模型組合提供HiL模擬，包括提供的硬件 、軟件和模擬模型。

應(yīng)用

用戶可針對(duì)具體的汽車要求，進(jìn)行大量的典型性閉環(huán)ECU測(cè)試：

l  測(cè)試用于氫氣供應(yīng)的典型ECU功能：

l  惰性氣體測(cè)定、清洗方法、氣體引射器控制

l  測(cè)試用于氧氣供應(yīng)的典型ECU功能：

l  空氣壓縮機(jī)控制、水再循環(huán)

l  測(cè)試用于冷卻系統(tǒng)的典型ECU功能：

l  冷卻方法、泵控制、散熱器激活

l  測(cè)試用于診斷和管理的典型ECU功能：

l  滲漏檢測(cè)、冷啟動(dòng)、壓力協(xié)調(diào)、緊急關(guān)閉

l  針對(duì)優(yōu)化運(yùn)行的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)：

l  水管理、電廠輔助設(shè)備

優(yōu)勢(shì)

LABCAR-MODEL-FC有助于對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試，包括基礎(chǔ)軟件精密控制、運(yùn)行、和燃料電池ECU的診斷功能。

LABCAR-MODEL-FCCAL擴(kuò)展模型提供了2D堆棧模型，可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地模擬出電池電壓、電解膜狀態(tài)或水再循環(huán)過(guò)程，從而滿足當(dāng)前和未來(lái)的要求。

該模型可以同LABCAR-MODEL-VVTB進(jìn)行整合（用于HiL測(cè)試的虛擬車輛測(cè)試臺(tái)模擬模型）

ETAS提供硬件、軟件和模型，以及客制化技術(shù)服務(wù)和專家咨詢。

 用于HiL測(cè)試的燃料電池系統(tǒng)模擬模型（LABCAR-MODEL-FC）包括對(duì)PEM-FC堆棧的一維模擬，以及對(duì)反應(yīng)物和冷卻劑供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)和模塊化記錄。還能提供操作燃料電池ECU所需的所有相應(yīng)接口。

 用于基于HiL校準(zhǔn)的燃料電池系統(tǒng)模擬模型（LABCAR-MODEL-FCCAL）為LABCAR-MODEL-FC模型增加了2D空間分辨堆棧模擬，并且能詳細(xì)洞察電池性能。除了有助于對(duì)ECU在閉環(huán)控制回路中運(yùn)行時(shí)的基礎(chǔ)校準(zhǔn)外，其還能讓用戶對(duì)堆棧運(yùn)行的功能進(jìn)行測(cè)試，以及在早期開(kāi)發(fā)階段將電池降解降至。

 因LABCAR-MODEL-FC和LABCAR-MODEL-FCCAL基于PC的模擬目標(biāo)LABCAR-RTPC以及開(kāi)放性，可對(duì)其進(jìn)行定制并滿足不同的要求。Simulink®的開(kāi)放性安裝啟用特點(diǎn)讓可以選擇對(duì)ETAS或其它供應(yīng)商提供的元件模型進(jìn)行整合。

 除了模擬模型外，ETAS還對(duì)所有開(kāi)發(fā)需求提供技術(shù)支持服務(wù)和咨詢。

用于HiL測(cè)試的燃料電池系統(tǒng)模擬模型

燃料電池系統(tǒng)的典型架構(gòu)-使用ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型進(jìn)行模擬的依據(jù)

LABCAR-MODEL-FC（用于HiL測(cè)試的燃料電池系統(tǒng)模擬模型）

ETAS的LABCAR-MODEL-FC模型能記錄完整的燃料電池系統(tǒng)，包括堆棧、外圍設(shè)備和柔性ECU。其包含一個(gè)可以對(duì)水流、溫度影響和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)詳細(xì)模擬的一維PEM-FC堆棧。柔性ECU也能保證在工作站進(jìn)行直接的閉環(huán)試運(yùn)轉(zhuǎn)。

LABCAR-MODEL-FC模型能確保用戶逼真地模擬出燃料電池系統(tǒng)，從而對(duì)HiL系統(tǒng)中的ECU進(jìn)行測(cè)試。其模塊化的模型架構(gòu)可以讓特定的客戶對(duì)氫氣、氧氣和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行模擬。

模型擴(kuò)展裝置

LABCAR-MODEL-FCCAL模型（用于基于HiL校準(zhǔn)的燃料電池系統(tǒng)模擬模型）

ETAS的LABCAR-MODEL-FCCAL模型（燃料電池校準(zhǔn)）是一種二維的PEM-FC堆棧模型，用于詳細(xì)地模擬電、水、和壓力分布。鑒于此模型具有模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并且還配有參數(shù)化的工具，因此其可以跟現(xiàn)有的LABCAR-MODEL-FC模型進(jìn)行無(wú)縫整合。

兩種變體均可整合到LABCAR-MODEL-VVTB模型整車模擬中（虛擬車輛測(cè)試臺(tái)的模擬模型，用來(lái)進(jìn)行HiL測(cè)試）。

實(shí)時(shí)模型運(yùn)行平臺(tái)

仿真硬件 ES5300 RTPC

ETAS LABCAR 使用運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) Linux 的標(biāo)準(zhǔn) PC 進(jìn)行仿真模型運(yùn)算。其靈活的結(jié) 構(gòu)可適應(yīng) PC 市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，用戶可將仿真 PC 更換為市場(chǎng)上出現(xiàn)的具有更高性 能的 PC。因此，LABCAR 使用戶能在盡可能寬廣的測(cè)試范圍和深度內(nèi)進(jìn)行精確仿真， 從而確保了在專用硬件和軟件方面投入的高效性。

標(biāo)準(zhǔn) IPC 進(jìn)行模型仿真工作

從上圖可以看到，采用了四核 CPU 的實(shí)時(shí)工控機(jī)，在 ETAS 軟件環(huán)境的管理下，可以實(shí) 現(xiàn)分核下載，即將不同模型下載到不同的核內(nèi)并行運(yùn)行，確保了在復(fù)雜任務(wù)管理模式 下系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。標(biāo)準(zhǔn) PC 還可提供 PCI 和 PCI-Express 總線接口，將需要輔助板卡(例 如使用 CAN 總線進(jìn)行 ECU 通訊的板卡)集成到整個(gè)系統(tǒng)中。

傳感器信號(hào)仿真

傳感器信號(hào)仿真主要通過(guò) ETAS 自有的 I/O 板卡實(shí)現(xiàn)。本方案中普通的信號(hào)級(jí)傳感器信 號(hào)采用 ES5350 模擬信號(hào)輸入輸出板卡、ES5321 PWM 及數(shù)字信號(hào)輸出板卡及工程部件 實(shí)現(xiàn)；FUEL CELL 相關(guān)的溫度信號(hào)(電阻信號(hào))采用 ES5385.1 模擬;發(fā)動(dòng)機(jī)*信號(hào)的模 擬和采集采用 ES5340.2-ICE 板卡實(shí)現(xiàn)。

ES5300 實(shí)時(shí)仿真計(jì)算機(jī)及 ES5350、ES5340、ES5321 和 ES5385.1 

電流傳感器仿真

本方案中推薦采用配置中 30 路 ES5350DAC 輸出模擬信號(hào)，通過(guò) DB6200 轉(zhuǎn)換為 4- 20mA 電流信號(hào)的方式模擬電流傳感器。

執(zhí)行器信號(hào)采集

同上，采用安裝在 ES5300 實(shí)時(shí)仿真機(jī)上的 ES5350 模擬輸入板卡和 ES5321 PWM 板卡 檢測(cè)控制器的執(zhí)行器控制信號(hào)。對(duì)于特殊的負(fù)載，采用真實(shí)器件負(fù)載箱實(shí)現(xiàn)，如高壓 接觸器和充電電子鎖等。

電流采集模塊

采用 CSM_5PA 板卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。該電流測(cè) 模塊用于測(cè) 動(dòng)態(tài)負(fù)載電流。

靜態(tài)電流測(cè)

通道數(shù)  10

容許電壓     30 V

電流測(cè) 范圍       5,20,30,50 A (手動(dòng)設(shè)置/)

 精度     +/- 1% (主要標(biāo)稱電流 IPN )

溫度測(cè) 量    在 PCB 上測(cè) ，進(jìn)行溫度補(bǔ)償

采樣頻率      高達(dá) 1kHz，通過(guò) USB 更新

故障注入功能

FUEL CELL 信號(hào)級(jí) I/O 電氣故障注入，采用 ES5398 和 ES4440 故障注入設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

故障模擬模塊 ES5398

用于實(shí)時(shí)環(huán)境下 ECU 自動(dòng)測(cè)試的故障模擬。它可與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)合使用。 ES5398.1 采用 PCI/Express 接口安裝于 ES5300 系統(tǒng)中。ES5398.1 模塊每塊板卡提供 40個(gè)故障注入通道。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境 EE 提供了測(cè)試執(zhí)行的用戶界面。它提供了實(shí)驗(yàn)和圖形用戶界面，集成的 參數(shù)和數(shù)據(jù)管理，代碼下載，實(shí)驗(yàn)執(zhí)行，實(shí)時(shí)信號(hào)產(chǎn)生和測(cè)量數(shù)據(jù)記錄方法，以及信 號(hào)管理。實(shí)驗(yàn)環(huán)境是整個(gè)測(cè)試項(xiàng)目中手動(dòng)測(cè)試的環(huán)境，所有的測(cè)試都在這里進(jìn)行。有 LABCAR IP 生成的實(shí)時(shí)代碼需要在這里下載到 RTPC 里面并且開(kāi)始模擬。通過(guò) Experi- ment Explorer 窗口中進(jìn)行參數(shù)集群和文件管理也是 LABCAR 軟件的特色。

EE 軟件用戶界面和虛擬儀表

EE 里面還有不同的圖像組件，包括常用的各種虛擬儀表，可以用來(lái)做成不同的用 戶界面。EE 里面可以觀察和修改標(biāo)定量，控制模型的運(yùn)行，選擇不同的運(yùn)行模式，實(shí) 時(shí)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及接入編寫的信號(hào)發(fā)生器信號(hào)。同時(shí)用戶可以方便地通過(guò)拖拽來(lái) 加入或編輯這些組件。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境中 EE 的組件操作

故障仿真軟件

LABCAR-PINCONTROL V2.0 為故障仿真箱 ESES5398 的配套軟件，具有方便用戶使用的 接口，可實(shí)現(xiàn) ES5398 的手動(dòng)操作，是 ES5398 的重要組成部分，操作界面友好，其操 作界面請(qǐng)參見(jiàn)下圖。

軟件可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

?創(chuàng)建并管理故障模式，產(chǎn)生 ECU 信號(hào)的一系列故障。如氧傳感器故障

?簡(jiǎn)化故障仿真信號(hào)的選取

?設(shè)置故障產(chǎn)生的時(shí)間

?通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)來(lái)觸發(fā)故障

?設(shè)置多臺(tái) ES5398 同時(shí)使用

?提供自動(dòng)化測(cè)試的 API 接口等。

?通過(guò) Excel 表格進(jìn)行故障配置和定義

LABCAR_PINCONTROL 的配置界面

模型方案

燃料電池堆動(dòng)力學(xué)模型

ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 是一個(gè) 1-D+1-D 的燃料電池堆站模型，該模型包含 1-D 的 燃料電池單體膜模型和 1-D 的雙電極及氣體通道仿真模型。1-D 的燃料電池單體膜模型 能夠?qū)θ剂想姵啬さ膬?nèi)阻，電極之間氧和氫反映生成水的情況進(jìn)行仿真；1-D 的雙電極 及氣體通道仿真模型能夠仿真雙電極間氣體在通道內(nèi)非線性分布的特性，包括溫度， 電流，沿電芯堆疊方向的氣體壓力變化，以及對(duì)冰點(diǎn)溫度影響等。

ETAS LABCAR-MODEL-FCCAL 模型可以考慮為將燃料電池堆沿著氣路方向分為多個(gè)小模 塊，如下圖所示。Z 坐標(biāo)所示方向?yàn)闅怏w流動(dòng)方向，X/Y 坐標(biāo)表示垂直于膜和氣流方向

。每一個(gè)小模塊代表所有燃料電池功能層，包括兩個(gè)電極板，氣路通道，氣體擴(kuò)散層 以及膜。燃料電池模型的采用上述基本架構(gòu)，在子系統(tǒng)中包括有完整功能層，每個(gè)小

模塊均可對(duì)外提供數(shù)據(jù)接口，同時(shí)也能適用于用戶的模型擴(kuò)展要求。

坐標(biāo)系

描述

通過(guò)燃料電池系統(tǒng)模型 LABCAR-MODEL-FCCAL 的無(wú)時(shí)間限制的、節(jié)點(diǎn)版操作許可證， 客戶被在主機(jī)上執(zhí)行 LABCAR-MODEL-FCCAL 的代碼生成。

LABCAR-MODEL-FCCAL 是通過(guò) MATLAB/Simulink 執(zhí)行的，用戶可以打開(kāi)并修改模型。 這些元件以 S-Functions 的形式提供，如：已編譯的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，不包含源代碼。

LABCAR-MODEL-FCCAL 作為 LABCAR 產(chǎn)品家族的一部分, 能夠天然支持 LABCAR 網(wǎng)絡(luò) HIL 系統(tǒng)仿真應(yīng)用。也就是說(shuō)，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在 網(wǎng)絡(luò)中的 RTPCs 上運(yùn)行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。 功能

LABCAR-MODEL-FCCAL 是一個(gè)*燃料電池堆棧模型。該模型包含了一個(gè)一維膜模型

，能夠仿真薄膜電阻、含水量以及電極之間產(chǎn)生的水交換等特性。 除此之外，它使用了空間分布的 雙極板與氣體通道雙 1-D 維度模型，考慮上述兩個(gè)維 度上的電堆溫度、電流和壓力變化的非線性特性。此外還特別考慮了汽車會(huì)遇到在冰 點(diǎn)溫度下工作的情況。

LABCAR-MODEL-FCCAL 仿真模型包含：

?單電池模型，并考慮到電流、溫度、反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)以及膜濕度對(duì)電池電壓損耗的 影響計(jì)算。

?基于一維膜模型的含水量和水交換量的詳細(xì)計(jì)算。

?一維多組分氣體通道模型允許為每個(gè)電極單獨(dú)的氣體成分。

?不同的流場(chǎng)設(shè)計(jì)仿真。支持內(nèi)部電池加濕的順/逆流量設(shè)置。

?基于膜溫度模型、電池含水量的非線性動(dòng)態(tài)特性和受溫度影響的流體性質(zhì)的實(shí)際冷啟 動(dòng)行為。

?考慮氣體通道內(nèi)液態(tài)水的積聚和運(yùn)動(dòng)的兩相水模型。

? 具有兩種膜類型的默認(rèn)堆棧參數(shù)設(shè)置。 傳輸范圍

綁定到單一 MAC 地址的節(jié)點(diǎn)版許可文件

燃料電池系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

LABCAR-MODEL-FC 模型具備完整的燃料電池系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)，該堆站模型的主要目的是 詳細(xì)計(jì)算氣路通道的壓力分布，電池膜上的水生成量和電堆中水的相變情況。模型根

據(jù)功能層特性被劃分為冷卻回路，燃料電池正負(fù)極回路模型等。

模型架構(gòu)

描述

通過(guò)燃料電池系統(tǒng)模型 LABCAR-MODEL-FC 的無(wú)時(shí)間限制的、節(jié)點(diǎn)版操作許可證，客戶 被在主機(jī)上執(zhí)行 LABCAR-MODEL-FC 的代碼生成。LABCAR-MODEL-FC 是通過(guò) MATLAB/Simulink 執(zhí)行的，用戶可以打開(kāi)并修改模型。這些

元件以 S-Functions 的形式提供，如：已編譯的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，不包含源代碼。

LABCAR-MODEL-FC 可以被集成到虛擬汽車測(cè)試平臺(tái) LABCAR-MODEL-VVTB 中，以仿真 一輛燃料電池整車。LABCAR-MODEL-FC 作為 LABCAR 產(chǎn)品家族的一部分, 能夠天然支持 LABCAR 網(wǎng)絡(luò) HIL 系 統(tǒng)仿真應(yīng)用。也就是說(shuō)，只要 LABCAR-MODEL-VVTB 和其他 LABCAR 模型可以在網(wǎng)絡(luò)中 的 RTPCs 上運(yùn)行，那么它也支持 LABCAR VARIANT MAN-AGEMENT (LVM) 。

功能

LABCAR-MODEL-FC 仿真模型是一個(gè)用于燃料電池控制單元（FCCU）閉環(huán)控制測(cè)試應(yīng)用 的燃料電池系統(tǒng)模型，它被用于在汽車環(huán)境中對(duì) FCCU 進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。 它包含的子系統(tǒng)分別代表一個(gè) 1-D PEM 的燃料電池堆、供氫回路、供氧回路和冷卻回 路。LABCAR-MODEL-FC 所提供的系統(tǒng)架構(gòu)根據(jù)它的組成回路劃分。下圖是模型組件的 概述。

氧供應(yīng)系統(tǒng) 氧供應(yīng)系統(tǒng)包含以下組成部分：

? 壓縮機(jī)

? 中冷器

? 增濕器

? 旁路

? 節(jié)流通風(fēng)孔

? 排氣和進(jìn)氣歧管

氧供應(yīng)系統(tǒng)

氫供應(yīng)系統(tǒng) 氫供應(yīng)系統(tǒng)包含以下組成部分：

? 帶截止閥的氫罐

? 減壓器

? 氫氣噴嘴及中閥

? 液態(tài)水分離器

? 氫循環(huán)泵

? 排氣/排空閥

? 排氣和進(jìn)氣歧管

冷卻回路系統(tǒng) 冷卻回路包含以下組成部分：

? 電磁閥

? 加熱器

? 散熱器

? 冷卻泵

? 排氣和進(jìn)氣歧管

冷卻液供應(yīng)系統(tǒng)

綁定到單一 MAC 地址的節(jié)點(diǎn)版許可文件 軟件兼容性

LABCAR-MODEL-FC 支持以下軟件版本：

?LABCAR-OPERATOR5.4.7,MATLAB/Simulink 2014b 64Bit 如果需要更多信息，請(qǐng)查看 LABCAR-MODEL-FC 的版本注釋中的軟件兼容性表。 請(qǐng)注意

?安裝媒介不包含該許可證，它作為一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目提供。

?強(qiáng)烈建議用戶每年單獨(dú)采購(gòu)軟件升級(jí)維護(hù)服務(wù)。

?該許可證只允許代碼生成。若需要實(shí)時(shí)運(yùn)行模型，需要一個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行許可證。該許可 證需要單獨(dú)采購(gòu)。

?該許可證只允許本機(jī)使用，禁止遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

?若要將模型加載到一個(gè) LABCAR-OPERATOR 項(xiàng)目中，需要 MATLAB 和 Simulink 代碼。 兩者必須單獨(dú)購(gòu)買。

附加項(xiàng)目

?一年的軟件服務(wù)協(xié)議 (LCM_FC_SRV-ME52) 。

?一個(gè)運(yùn)行時(shí)間許可證 (LCM_FC_RT_LIC-MP) 。

?安裝媒介 (LCM_FC_PROD) 。

?用于實(shí)時(shí)仿真的*二維堆棧模型 (LCM_FCCAL_LIC-MP) 。

ECU 線束設(shè)計(jì)和制作

在 HIL 系統(tǒng)中需要針對(duì)要連接的 ECU 準(zhǔn)備連接線束，將 ECU 連接到 LABCAR 的連接器 BOB 面板。線束的設(shè)計(jì)和制作都是較為復(fù)雜的工作，至少為使用 ETAS LABCAR 系 統(tǒng)的客戶，我們提供工程服務(wù)以保證系統(tǒng)調(diào)試可以正確進(jìn)行。 線束的設(shè)計(jì)需要考慮各個(gè)信號(hào)類型與 LABCAR 的匹配，要根據(jù)信號(hào)的功率大小選擇合適 的線徑，不同信號(hào)的抗干擾等等因素也要被考慮在內(nèi)。在線束設(shè)計(jì)完成后還需要進(jìn)行 復(fù)查以盡量減少可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在這個(gè)環(huán)節(jié) ETAS 需要得到系統(tǒng)所有要連接進(jìn)入的 ECU 的引腳布置和外部電路圖，對(duì)于特殊的信號(hào)還需要知道信號(hào)的詳細(xì)描述，比如通 過(guò)傳感器說(shuō)明書的形式得到。

線束的制作需要兩端的連接器，客戶需要提供所有 ECU 端的配套連接器，以及相應(yīng)的 說(shuō)明書。ETAS 將根據(jù)線束定義為買方加工制作線束，并在制作完成后進(jìn)行測(cè)試。在線 束制作過(guò)程中會(huì)加入相應(yīng)的內(nèi)容從而使未來(lái)線束的修改和少量信號(hào)增加可以較容易的 完成，而不必*制作新的線束。

在后面的系統(tǒng)調(diào)試階段，ETAS 將介紹所設(shè)計(jì)的線束，應(yīng)用的原則等，這樣用戶可以將 線束設(shè)計(jì)的方法消化吸收，再通過(guò)對(duì) LABCAR 系統(tǒng)的使用加深理解，從而可以在未來(lái)自 行為新版本的 ECU 設(shè)計(jì)線束。

本方案將為客戶共提供 1 套 ODU ECU 線束。

在車輛控制單元開(kāi)發(fā)與測(cè)試領(lǐng)域，LABCAR 硬件在環(huán)系統(tǒng)（HIL）是 ETAS 工具系列的一 個(gè)核心部分，貫穿于 V-模型的所有階段。測(cè)試既可以在給定模型在環(huán)（Model-in-the- Loop，MIL)上操作，在當(dāng)前軟件在環(huán)(Software-in-the-Loop, SIL)，連接實(shí)體 ECU 硬件 在環(huán)(Hardware-in-the-Loop，HIL)上執(zhí)行，也可以涉及附加測(cè)量標(biāo)定步驟，對(duì)車載 ECU 數(shù)據(jù)標(biāo)定產(chǎn)生影響。它具備靈活性能和全面合理的邏輯概念。 控制單元初期開(kāi)發(fā)，硬件在環(huán)（HIL）測(cè)試系統(tǒng)為其提供了重要的質(zhì)量保證。為了便于 在實(shí)驗(yàn)室對(duì)控制單元進(jìn)行功能測(cè)試或診斷, 通過(guò) DVE 模型的模擬仿真，任何虛擬行駛環(huán) 境測(cè)試可以在廣泛范圍內(nèi)反復(fù)進(jìn)行。另外自動(dòng)化操作擴(kuò)展了測(cè)試范圍，而對(duì)駕駛者和 車輛毫無(wú)損害。LABCAR 的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)支持與測(cè)量標(biāo)定工具的集成，廣泛的模型選擇與信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)良是

LABCAR 的兩大經(jīng)典優(yōu)勢(shì)。LABCAR 的另一重要特色，即基于 PC 的結(jié)構(gòu)，賦予了其本身一項(xiàng)固有優(yōu)勢(shì)：可用計(jì)算 能力的升級(jí)更加簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)。多目標(biāo)與多核應(yīng)用實(shí)質(zhì)上無(wú)地提高了仿真速度與同 步獲取大量數(shù)據(jù)信息時(shí)的計(jì)算能力，智能信號(hào)管理，投資高度安全和系統(tǒng)整個(gè)服務(wù)周 期內(nèi)的性價(jià)比更加*。

 同時(shí) ETAS 是一個(gè)真正能為 V 模式開(kāi)發(fā)提供完整工具鏈的供應(yīng)商。產(chǎn)品系列可靠地涵蓋 了 ECU 軟件開(kāi)發(fā)的每個(gè)步驟 （直到售后診斷）， 他們分布到不同的應(yīng)用領(lǐng)域，