Trong xu hướng phát triển của thời đại công nghiệp 4.0, sự gia tăng của các công nghệ tiên tiến như ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) và xe điện (EV - Electric Vehicles) đã trở thành một phần tất yếu. Chính vì vậy, sự phát triển của hệ thống kiểm thử nhằm đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu suất cho xe điện là vô cùng quan trọng.

ADAS được hiểu là một hệ thống hỗ trợ tài xế và tăng cường an toàn trong quá trình tham gia giao thông. Ví dụ: hệ thống phanh tự động, cảnh báo điểm mù, kiểm soát hành trình thích ứng. Ngày nay, hệ thống EV khi được đưa vào vận hành cần phải kiểm tra các thành phần như pin, hệ thống quản lý năng lượng, và khả năng tương thích với các quy chuẩn an toàn. 

• Chính vì vậy, để kiểm tra ô tô, các kỹ sư cần có một công cụ để xác thực công nghệ ADAS và xe điện cho người dùng.  Bài viết này phân tích tổng quan các công cụ và kỹ thuật kiểm thử hiện nay đang được sử dụng phổ biến để xác minh và đánh giá các hệ thống ADAS và xe điện.

1. Tổng quan về hệ thống ADAS và  EV

Với sự phát triển của hệ thống ADAS, các tính năng ngày càng được phát triển trong có một số tính năng phổ biến như: hỗ trợ giữ làn đường, phanh khẩn cấp tự động, cảnh báo va chạm, nhận diện biển báo giao thông. Các tính năng này được hình thành và phát triển từ các công nghệ cốt lõi bao gồm hệ thống radar, camera, các loại cảm biến và AI được trang bị cho mỗi hệ thống EV (Xe điện).

Trong đó, một hệ thống EV sẽ bao gồm một số thành phần chính như:

• Hệ thống pin – (BMS – Batter management system)
• Bộ sạc
• Động cơ điện
• Hệ thống quản lý nhiệt

• Tuy nhiên, các hệ thống EV hiện nay đang phải trải qua nhiều thách thức lớn, có thể kể đến nhưu tuổi thọ pin, hiệu suất năng lượng và khả năng tái chế sau quá trình sử dụng lâu dài.

2. Các thách thức chính trong việc kiểm thử hệ thống ADAS và EV

Hệ thống ADAS đã hỗ trợ EV (Xe điện) rất nhiều trong quá trình vận hành, đảm bảo an toàn cho người dùng. Tuy nhiên, hiện nay vẫn còn rất nhiều khó khăn trong việc kiểm thử công nghệ ADAS và EV.

Trong quá trình kiểm thử công nghệ ADAS, một số thách thức trong quá trình này bao gồm: 

• Xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến theo thời gian thực. 
• Đảm bảo độ chính xác trong các điều kiện môi trường khác nhau (mưa, sương mù, ánh sáng yếu). 
• Phải kiểm thử tình huống nguy hiểm hoặc hiếm gặp, khó tái tạo trong thực tế.

Đối với hệ thống EV, các khó khăn này xuất phát từ các vấn đề:

• Đánh giá hiệu suất pin trong điều kiện nhiệt độ và áp suất khác nhau. 
• Đảm bảo an toàn cho hệ thống pin khi xảy ra va chạm hoặc cháy nổ. 
• Các kỹ sư vận hành phải kiểm soát phần mềm phức tạp liên quan đến quản lý năng lượng và phanh tái tạo năng lượng.

Nhìn chung, các kỹ sư gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình kiểm thử công nghệ ADAS và hệ thống EV. Khi kết hợp kiểm thử hai hệ thống này, một số khó khăn chung có thể kể đến như sự tích hợp giữa phần cứng và phần mềm và việc người vận hành phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế như ISO 26262, UNECE WP.29, v.v…

3. Các công cụ dùng để kiểm thử hệ thống  ADAS

Hiện nay có rất nhiều công cụ dùng để kiểm thử công nghệ ADAS, mỗi công cụ đều có những lợi thế và hạn chế nhất định. Nhìn chung, các hệ thống kiểm thử này bao gồm ba thành phần chính được cấu thành từ: các công cụ mô phỏng, các công cụ kiểm thử cảm biến và việc xác thực dữ liệu hệ thống AI. Cụ thể từng công cụ được đưa ra chi tiết như sau.

1. Các công cụ mô phỏng: thường bao gồm 3 thành phần

• Harware-in-the-Loop (HIL): dùng để kết hợp phần cứng thực tế với mô phỏng để kiểm tra trong môi trường ảo.
• Software-in-the-Loop (SIL): dùng để kiểm thử phần mềm điều khiển ADAS trong môi trường mô phỏng.
• Nền tảng mô phỏng các kịch bản: thường dùng các công cụ như CARLA, PreScan hoặc VIRES VRD để mô phỏng các tình huống giao thông phức tạp.

2. Các công cụ kiểm thử cảm biến: thường bao gồm các công cụ  để đo đếm, kiểm tra và hiệu chỉnh.

• Công cụ hiệu chỉnh máy ảnh: dùng để hiệu chỉnh và kiểm tra độ chính xác của may ảnh.
• Kiểm thử radar và LIDAR: dùng để kiểm tra khả năng phát hiện , độ chính xác của cảm biến radar và LIDAR.
• Kiểm tra hệ thống thời gian thực: để sử dụng xe thử nghiệm trong các trường hợp cụ thể.

3. Xác thực dữ liệu và AI

• Công cụ này dùng để xác minh các thuật toán AI sử dụng trong nhận diện hình ảnh, phân tích dữ liệu từ cảm biến cụ thể trong EV.
• Ngoài ra cùng dùng để đảm bảo dữ liệu huấn luyện phù hợp với các trường hợp thực tế.

4. Các công cụ dùng để kiểm thử hệ thống EV

Thông thường, các hệ thống cấu thành lên một hệ thống EV đều sẽ cần kiểm thử trước khi đi vào hoạt động. Các hệ thống này thông thường sẽ bao gồm các công cụ: Công cụ kiểm thử pin, công cụ kiểm tra hệ thống truyền động, công cụ kiểm tra hệ thống sạc và các công cụ kiểm tra các chức năng để vận hành an toàn. Trong mỗi thành phần sẽ cần kiểm thử các chức năng cụ thể, được chi tiết như sau.

1. Công  cụ kiểm thử pin

• Vòng đời pin: các kỹ sư cần kiểm tra hiệu suất sạc/xả của pin.
• Buồng nhiệt: các kỹ sư cần đánh giá hoạt động của pin trong các điều kiện nhiệt độ cực đoan.
• Công cụ kiểm thử hệ thống quản lý pin: các kỹ sư cần đảm bảo tính chính xác của hệ thống quản lý pin.

2. Kiểm thử hệ thống truyền động của EV

• Lực kế: các kỹ sư cần kiểm tra hiệu suất động cơ điện.
• Kiểm thử bộ chuyển đổi: các kỹ sư cần đánh giá khả năng chuyển đổi năng lượng của bộ biến tần.

3. Kiểm thử hệ thống sạc cho xe điện

• Các kỹ sư cần kiểm tra khả năng tương thích của hệ thống sạc (AC/DC) của EV. 
• Đánh giá hiệu suất truyền tải năng lượng không dây.

4. Kiểm tra các tính năng an toàn

• Để đảm bảo an toàn của người dùng, cần có các công cụ kiểm thử để đảm bảo các hệ thống EV hoạt động an toàn trong các tình huống bất thường (cắt điện, quá tải, v.v.).

5. Xu hướng phát triển trong hệ thống kiểm thử ADAS và EV

Ngày nay, sự phát triển bùng nổ của EV trên toàn thế giới đã kéo theo sự phát triển của công nghệ ADAS. Loại hình công nghệ ngày này phát triển không ngừng để theo kịp nhu cầu phát triển của xe điện. Trong tương lai, hệ thống kiểm  thử ADAS có thể sử dụng các công nghệ Digital Twin để tạo ra mô phỏng chính xác hơn, ngoài ra sẽ tăng cường việc kiểm thử tự động bằng AI và các mô hình của nó như học máy, học sâu,… Cùng với đó, hệ thống ADAS cũng có thể mở rộng các kịch bản thử nghiệm để chuẩn bị cho xe tự hành ở cấp độ cao hơn.

Đối với hệ thống kiểm thử cho EV, với xu hướng phát triển không ngừng thì việc cần kiểm tra trong thế hệ mới là vấn đề cần thiết. Trong quá trình này, các kỹ sư cùng cần tích hợp các phương pháp kiểm thử bền vững để đánh giá khả năng tái chế và hiệu suất môi trường của EV.

6. Kết luận

Với các phân tích được đề cập ở trên, vai trò của việc kiểm thử trong việc phát triển công nghệ ADAS và thống EV là vô cùng quan trọng. Cùng với đó, việc sử dụng các công cụ hiện đại để đảm bảo an toàn và hiệu suất cho EV có tầm quan trọng cô cùng lớn. Các công nghệ được dự báo sẽ phát triển không ngừng trong tương lai, vì vậy, các nghiên cứu chỉ ra rằng việc phát triển các công cụ kiểm thử tự động hay tích hợp AI và quy trình này là vô cùng cần thiết.

‍