动总mHIL：打造未来汽车测试新标杆（二）

在新能源汽车“三电”系统功率密度不断提升、整车工况日趋复杂的当下，传统信号级HIL已难以覆盖“高动态、大电流、强耦合”的验证需求；而将真实电机、电池包、功率逆变器一并接入循环的机械级HIL（mHIL），则成为衔接“台架效率图”与“整车工况谱”之间的关键桥梁。在本系列第一篇文章中提到，mHIL通过功率级设备把控制器、执行器与虚拟车辆模型完成了实时闭环，即可在实验室内复现加速、爬坡、制动等全功率工况，既保留了HIL“早、快、省”的优势，又兼顾了测功机“真、全、准”的深度，为电机峰值扭矩策略验证以及整车能量管理优化等提供了“一站式”解决方案。

既然mHIL已经把“真实的电驱总成”请进了实验室，我们不妨把工况难度再提升一档——下一站，山地越野工况测试。  

那里没有平直的NEDC，也没有温柔的WLTC：连续20%长坡+急弯、松砾石、交叉轴，山地越野、沙漠冲坡都会让电机、电池、差速锁与热管理策略在同一秒内“全员承压”。小编接下来将带大家走进动总mHIL实验室的“山地越野工况”专区，看看如何通过功率级转速/扭矩伺服装置、环境模拟舱与实时车辆模型三方联动，把“越野爬坡”装进30m²的测试实验室内，验证电驱系统在极限坡道、低附脱困场景下的完成扭矩响应一致性的。

虚拟车辆模型架构

图1 虚拟车辆模型架构

1. 驾驶员模型：集成PID与MPC 双算法，可自由配置驾驶风格、预瞄距离，一键复现“人—车”博弈。
2. 车辆模型：2～22自由度全覆盖，轿车、多轴、拖车、履带任意拼装，缩放自如。
3. 道路&环境：平面路径只是起点，无人机点云导入，1:1 还原真实地形，让仿真与现实“零差距”。

测试工况介绍

mHIL的“日常”当然不是跑完NEDC就关灯下班，它把常规工况做成“开胃菜”，把极限工况变成“主战场”。

• 无人机在崎岖爬坡山路进行网格式拍照
• 图片处理软件对照片进行后处理，生成坐标点云数据，可以清晰的看到车辙、石头、坑洼等地形特征
• 通过3Dmax对周围的环境进行渲染
• 动力学软件导入点云数据，在动力学模型中1:1还原真实地形环境
• 15自由度的虚拟车辆在高度差0.5m的不平路面“走钢丝”，看悬架行程限位是否会被拉爆，验证动力系统“挪移大法”能否在0.1s内把驱动力转移到最有效的车轮上
• 15自由度的虚拟车辆在松软河滩上（通过轮胎模型调节土壤特性），让轮胎陷车深度120 mm，再激活能量回收反向脱困，验证控制策略会不会因为轮速零点漂移而“罢工”。

一整套“地狱副本”跑下来，车辆动力可以满足，测试人员才用真实车辆进行越野性能测试。接下来，小编就掀开这份“越野剧本”，带你逐帧观看经济工况、交叉轴工况和山地越野工况。

经济工况

图2  NEDC工况

经济工况测试主要验证电耗、续航里程、控制器策略验证及电池寿命评估。mHIL车辆模型把每一次加、减速都拆成毫秒级扭矩请求，让MCU可以随时计算轮胎滑移情况，可以充分模拟车辆在城市道路运行时的能量回收功能，一次性输出“真续航”而非“标称续航”。工程师无需等到冬夜3点去空荡四环做实测，就能让电脑“熬夜”把-40 ℃至70℃环境温度、不同车型的经济工况测试下来，早上递上一份带误差棒的续航云图。

交叉轴工况

图3 交叉轴工况

交叉轴工况测试的核心目的是通过模拟车辆对角车轮悬空的极限地形状态，验证其通过性、四驱系统性能及稳定性，测试TCS能否在车轮悬空或打滑时及时介入。交叉轴工况在mHIL测试上是亮点，四条蓝色扭矩曲线瞬间变成“跷跷板”——左前轮被抬上0.45m高台，右后轮陷入深坑，整车进入经典“对角腾空”状态。TCS控制器在20ms内识别轮速差突变，把打滑轮扭矩从180N·m瞬间降到30N·m，同时将90%驱动力切换至仍有附着的右前轮，电驱系统0.1s内完成“三合一”电机扭矩再分配，整车依旧稳稳爬出交叉轴，不打滑、不刨坑、不磕底。

mHIL把真车需要龙门架、地锚、液压平台的“硬件交叉轴”搬进服务器：工程师轻点鼠标即可把左前附着系数降到0.1（冰面），右后升到0.8（沥青），验证扭矩矢量控制策略能否在0.2s内把3000N·m精准“塞”进唯一有抓地力的轮胎；跑完一轮数字交叉轴仅需3分钟，却能把传统试验场半天的拖车、换胎、架安全绳全部省掉；自动生成通过性云图，一眼锁定最佳限位块高度与扭矩斜率，真正做到“真车不上山，性能先过关”。

山地越野工况

图4 山地越野工况

山地越野工况主要验证整车的通过性、可靠性、稳定性与驾驶安全性，在动力总成系统中测试扭矩分配速度、限滑/锁止能力及多地形模式（泥地/沙地/岩石）的适配性。山地越野动画在mHIL测试中充分体现了无人机扫描数字道路与动力学的结合，左前轮压上0.4m岩阶，右后轮悬空，TCS在20ms内识别轮速差，扭矩矢量把3200N·m瞬间挪到仍着地的三条轮胎，0.1s内完成“电子差速锁”功能。

结语

动总mHIL技术，作为连接虚拟仿真与真实物理世界的桥梁，正引领电驱系统测试验证迈入全新时代。它不仅是一套先进的实验室设备，更是一套贯穿电驱系统开发全生命周期的“一站式”验证解决方案。从控制策略的早期验证，到软硬件集成测试，再到整车级性能标定，mHIL技术以高保真、高效率、高可重复性的优势，全面提升了开发效率与产品质量，助力整车在真实道路环境中展现出卓越性能与可靠性。

面向未来，随着智能电动汽车技术的不断演进，mHIL将成为支撑高阶电驱系统、智能化底盘、动力域融合等关键技术落地的核心测试平台，持续推动行业向更高集成度、更高安全性和更高性能迈进。

我们诚挚邀请各界专家、合作伙伴及行业同仁，与我们共同探索mHIL技术的更多可能性。如果您有任何技术问题、合作意向或宝贵建议，欢迎随时与我们联系：market@dotrustech.com。您的每一次反馈，都是我们不断前行的动力。

感谢大家的持续关注与支持，让我们携手迈向智能电动汽车测试验证的新时代！