听到电动汽车一词，人们首先想到的是电池驱动的电动汽车。然而，它还有多种非公路应用，包括有轨汽车（图1）。根据动力传动系统的拓扑结构，电池在其中用作唯一或补充能源。例如，地铁中使用的配备内燃机、燃料电池或应急系统的混合动力驱动系统，可以在主驱动器发生故障时前往下一站。

调车机车示例：优化工作空间

在货运场，传统的柴油调车机车每天需要多次加速和制动。然而，如果将其改为由一台传统柴油发电机和一台配备电池的电动机组成的混合驱动装置，有巨大的优势。部分负载运行时，电动机只利用电池提供的能量运转，满载运行时，柴油机为电动机提供支持。这样，无论柴油机何时运行，始终在最佳工作范围内，大大降低了油耗、污染物排放和噪声。

干线机车示例：桥接架空线路

在另外一种情况下额外的电池电力驱动也具有显著优势，那就是城际出行中的干线机车或轨道车。世界上只有部分铁路网实现了电气化，传统的架空电力机车不可能在每个地方通行。目前，柴油机车可以用来连接没有架空线路的轨道部分，更好的替代方案是用电力机车连接架空线路，用额外的电池电力驱动连接没有架空线路的轨道部分。

在实验室中测试电池系统

与公路车辆一样，轨道车辆的电池由一个网络组成，其中往往有一千多个电池组，由电池管理系统（充电状态检测、深度放电保护、过充保护、电量平衡、温度控制等）监测和控制。测试这些电池系统需要在常规铁路网上试运行机车，然而，由于日常的轨道交通非常拥挤，因此人们很难在日常条件下进行测试。因此，实验室虚拟测试驾驶非常适合仿真日常情况和全面测试电池系统。INTILION采用dSPACE硬件和软件系统（图2）生成逼真的电池电压、电流和信号，与真实的驾驶测试完全相符。

基于dSPACE硬件和软件的测试环境

测试系统采用dSPACE SCALEXIO实时系统和dSPACE软件工具链实现。他们使用dSPACE汽车仿真模型（ASM）成功进行了调试。得益于ASM库的开放式模型结构，随后很容易用INTILION自身的模型进行了补充。他们建立了电池模型，用来生成常见锂离子电池（NMC、LTO、LFP等）的典型特性。软件模型与硬件的连接采用dSPACE ConfigurationDesk进行配置。实验软件dSPACE ControlDesk可用来监测实验和测试运行，以及使用各种仪器将数据可视化。测试运行过程中，SCALEXIO系统生成真实电池系统的所有电压和电流，以及测试电池管理系统所需的其他信号，例如与其他控制单元的总线通信。随后，分析了耦合电池管理系统的响应。使用了dSPACE AutomationDesk自动化软件自动执行各种测试，很省时。功能库有大量模板，非常方便设置自动测试。

dSPACE测试环境符合EN ISO/IEC 17025标准

dSPACE测试环境下的测试序列符合铁路应用相关标准。其中包括：

• EN ISO/IEC 17025（实验室管理）
• EN 50155（铁路车辆上的电子设备）
• EN 50126、EN 50128、EN 50129（功能安全）
• DIN EN 50657（轨道车辆上的软件）
• EN 50121-3-2（电磁兼容性）
• EN ISO/IEC 27001（IT安全）

国际上的重要实验室管理标准EN ISO/IEC 17025尤为重要。要符合这一标准，实验室必须经过认证，才能被视为具有技术能力。对很多公司和监管机构而言，符合该标准是与实验室合作的基本要求。

在云端监测所有电池

在日常轨道交通中，机车的电池系统可以通过4G不断将各种运行数据传输到Hoppecke Connected Cloud（图3）。这些数据包括充电状态、操作温度、完整循环次数和总能量输送量。全球监测电池系统可以及早诊断故障、对机车进行预测性维护，尽量减少停驶时间。收集到的数据还可以用来进一步开发电池系统的控制算法，从而延长电池续航时间等。

订购第二台dSPACE测试台架

得益于dSPACE的开发环境，所有测试都可以全面、快速、自动完成，符合铁路应用的适用规范和标准。总的来说，基于dSPACE SCALEXIO实时系统的测试台架为测试提供了大力支持。INTILION还为位于上海的INTILION开发中心配备了测试台架。这一切促进了INTILION全球分支机构之间的知识（测试模块、Python脚本等）交流，再次减少了大量工作。

《dSPACE杂志》，2023年1月出版