在做理論研究的過程中，不可能通過實物來做實驗，但是我們通過硬件在環(huán)對混合動力汽車能量管理進行研究，可以大大減少時間和成本。

簡單的講：硬件在環(huán)測試（Hardware-in-the-Loop）可以比喻成F1用的模擬器，就是實體控制器+虛擬控制對象的半實物仿真。

清楚一點：引用知乎大佬的回答。

作者：一個kebab

鏈接：https://www.zhihu.com/question/32069347/answer/139874774

來源：知乎

首先，無論是汽車行業(yè)還是航空航天或者其他需要電控系統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域，我們會先設(shè)計軟件，之后生成控制器可以使用的代碼，刷寫進控制器也就是ECU（Electronic Control Unit不是Engine Control Unit）。

那么在做實時測試的時候，你有幾種選擇，要么就是上臺架測試或者直接上車上飛機測試，也就是實打?qū)嵧嬲娴挠布?/p>

小一些的硬件還好說，大到汽車發(fā)動機，變速箱，飛機發(fā)動機，首先直接測試成本太高：整車臺架動輒上千萬RMB搭建成本，航空航天軟件你也不能開發(fā)初期隨意找來幾架飛機測試吧。

另外實際硬件測試有很多限制，打個比方，你要測試混動汽車電池過熱的糾錯情況，總不能故意拿來電池玩過熱玩爆炸吧。

這個時候你就需要使用HiL臺架（Hardware in the Loop）。

什么是HiL臺架？我畫了一張簡圖：

左邊的控制器是“瞎的”，他不管你右邊虛線框里放的是真的汽車，飛機，還是一頭大象，只要他能正常接收傳感器和其他需要的信息（通過CAN信號和電信號），然后他發(fā)送正常的指令即可。

那么HiL臺架正是利用了控制器的這個特點，通過中間的硬件接口接收控制器的控制指令（比如開關(guān)開閉的數(shù)字信號，或者是閥體的電流控制模擬信號），然后發(fā)送控制器需要的傳感器和其他信號（比如壓力，扭矩，溫度信號）給控制器。

那么問題來了，這個硬件接口接收來的控制器控制信號用來控制誰呢？總不能真的去控制大象吧？然后這個接口要發(fā)送的傳感器信號又來自哪里呢？

這就要說到HiL臺架的核心了，也就是最右邊的控制對象和運行環(huán)境。你不是不能測試軟件就放飛飛機么？那我總能模擬這個假的放飛環(huán)境吧？你不是不能讓電池過熱么？那我總能用數(shù)學模型模擬電池過熱吧？那些你不能做的，難以做到的，都可以用數(shù)字模型來模擬，這是HiL臺架中“假的硬件”。

那發(fā)動機測試我噴油嘴還是比較容易連上去的吧，變速箱測試液壓控制的閥體也還比較容易得到吧，那么這些系統(tǒng)我就可以把真的硬件連上去，作為負載，這是HiL臺架中“真的硬件”。

假假真真，真真假假，只要你能權(quán)衡利弊，組合出來一個完整的控制對象和控制對象所處的運行環(huán)境，其他都是套路。

其實HiL（Hardware in the Loop）沒有一個固定的定義和模式。有很多HiL臺架是不連接任何真的負載，全部硬件和硬件運行環(huán)境都是模擬的，就是下面這種情況：

這時候的HiL從結(jié)構(gòu)上看更像是一個PiL，當然評論里也有人說到ECU是 Hardware in the Loop 的Hardware所在，這個概念我也理解，但是我個人更愿意稱類似的臺架為 PiL (Processor in the Loop) 或者 Mini-HiL，這個主要是從實際軟件量產(chǎn)項目的角度來說，PiL和HiL大多是直接連接完整量產(chǎn)ECU，在測試ASW核心功能上面并沒有區(qū)別。

從成本和核心ASW功能測試效果來說，如果你不需要連接真實的控制對象硬件負載，那么用1/10完整HiL的成本都能搭一個PiL或者mini-HiL出來。有的時候硬件IO需要做額外的集成降低硬件成本，但是并不影響核心ASW功能測試。