Hardware-in-the-Loop (HiL) bezeichnet allgemein die Verbindung eines realen Devise under Test (DUT) mit einer simulierten Testumgebung. HiL wird genutzt, um die Umgebung in der das DUT eingesetzt werden soll, möglichst realistätsnah nachzubilden, ohne dabei die gesamte Testumgebung aufbauen zu müssen. Dies spart Kosten und ermöglicht das schnelle Anpassen der Testumgebung, sodass viele Testszenarien in kurzer Zeit untersucht werden können.
Soll bspw. ein neu entwickeltes Steuergerät als DUT innerhalb eines PKWs untersucht werden, muss dies in einem klassischen Laboraufbau in einen PKW mit allen nötigen Messinstrumenten und Schnittstellen integriert werden. Wird HiL verwendet, können verschiedenen Szenarien der Messwerte und die Reaktion des restlichen PKWs auf Steuersignale simuliert werden, wodurch Zeit und Kosten gespart werden.
Für den Aufbau einer HiL Umgebung wird ein Simulator benötigt, welcher in der Lage ist die simulierte Testumgebung in Echtzeit zu berechnen, sodass der Austausch zwischen Simulation und DUT ständig synchron ist. Je nach Komplexität des Systems werden hierfür spezielle Echtzeitsimulatoren verwendet.
Innerhalb von HiL wird unterscheiden, welche Signale zwischen der Simulation und dem DUT ausgetauscht werden. Handelt es sich um Mess- und Steuersignale im Kleinspannungsbereich, werden diese meist direkt mit den Ein- und Ausgängen des Echtzeitsimulators verknüpft. Ein solcher Aufbau wird als Controller Hardware-in-the-Loop (CHiL) bezeichnet und kommt bspw. beim Überprüfen von Steuergeräten zum Einsatz.
Werden DUTs untersucht, die mit einem simulierten Stromnetz verbunden werden, kommt als Schnittstellen zwischen Echtzeitsimulator und DUT ein Leistungsverstärker zum Einsatz. Dieser verstärkt die simulierten Ströme und Spannungen, um sie an das DUT zu übertragen. Kommt ein Leistungsverstärker zum Einsatz, wird der Aufbau als Power Hardware-in-the-Loop (PHiL) bezeichnet. PHiL kommt bspw. bei der Untersuchung von Batteriespeichern zum Einsatz. Sowohl CHiL als auch PHiL kommen für Untersuchungen im PHiLsLab zum Einsatz.
