CarMaker 是德国 IPG Automotive 公司开发的一款整车级仿真软件，广泛应用于汽车研发、ADAS 与自动驾驶系统测试、动力学仿真以及硬件在环（HIL）验证。凭借高度真实的物理建模、开放的接口以及丰富的应用模块，CarMaker 已成为国际上主流的汽车虚拟测试平台之一。

本文将系统介绍 CarMaker 的核心功能与各大模块，并结合实际应用场景，帮助读者快速理解这款软件在整车开发与测试中的价值。

一、CarMaker 的软件定位与应用价值

CarMaker 的设计理念是“从虚拟到现实的无缝连接”。 它能够在整车研发早期就对车辆、部件和控制算法进行虚拟测试，减少对物理样车的依赖，大幅缩短研发周期并降低成本。

应用价值：

• 支持从 MiL、SiL、HiL 到 ViL 的完整测试链路

• 提供标准化场景和虚拟试验工况，加速开发迭代

• 兼容第三方工具（MATLAB/Simulink、Simpack、AMESim、Simulink Real-Time 等）

• 可与真实 ECU、传感器、整车实验设备进行实时联动

二、CarMaker 的核心功能

1. 场景与环境建模（Road & Traffic）

• 提供道路、交通环境、天气条件的可视化编辑工具

• 支持导入 OpenDRIVE、GIS 数据

• 内置交通流、行人、自行车及多种交通对象行为建模

• 适用于 NCAP、EuroNCAP、China-NCAP 等标准化测试

2. 车辆建模（Vehicle Dynamics）

• 提供精确的整车、动力总成、悬架、轮胎建模

• 支持发动机、变速箱、电驱系统、制动系统等参数配置

• 内置多种典型车辆模型，用户可定制

• 可与第三方动力学工具（CarSim、Modelica、Simpack 等）接口

3. 驾驶员建模（Driver Model）

• 内置驾驶员行为模型，可模拟人类驾驶风格

• 支持自动驾驶控制算法导入与测试

• 可配置驾驶员反应时间、操作习惯、感知能力

4. ADAS/自动驾驶测试（ADAS & AD Testing）

• 提供标准化 ADAS 功能场景（AEB、ACC、LKA、TJA 等）

• 内置 EuroNCAP、US-NCAP 等标准化工况

• 可连接真实 ECU 或传感器模型进行硬件在环验证

• 支持感知、决策、控制三层级功能测试

5. 实时仿真与硬件在环（Real-Time Simulation & HiL）

• 支持在 dSPACE、NI 等实时硬件平台运行

• 提供快速模型编译与部署工具

• 可将虚拟环境信号实时传递至 ECU 或整车控制系统

6. 数据分析与可视化（Data Management & Visualization）

• 内置数据记录与回放工具

• 支持输出 Excel、CSV、MDF 格式

• 与 CAN、ADASIS、V2X 等总线协议兼容

• 提供 3D 可视化视景系统，支持多通道投影和 VR/AR 扩展

三、CarMaker 的主要模块

CarMaker 的模块化设计使其能够覆盖整车开发的全链路：

1. Vehicle Dynamics Module – 整车动力学建模

2. Powertrain Module – 内燃机、电驱及混动系统仿真

3. Traffic & Environment Module – 道路、交通环境与天气条件建模

4. ADAS/AD Module – ADAS 功能与自动驾驶测试

5. Driver Module – 驾驶员建模与人因工程研究

6. Real-Time & HiL Module – 实时运行与硬件在环测试

7. Visualization Module – 3D 视景与虚拟现实扩展

8. Data Analysis Module – 数据采集、回放与可视化分析

四、CarMaker 的典型应用场景

• ADAS 与自动驾驶开发：AEB、ACC、LKA 等系统的虚拟验证

• 整车性能开发：悬架、动力总成、轮胎的虚拟匹配与优化

• 人因工程研究：驾驶员行为分析、驾驶模拟器集成

• 硬件在环测试（HiL）：ECU、传感器、整车控制策略的实时验证

• 教育科研：汽车工程、智能驾驶、车辆动力学课程教学

五、总结

CarMaker 作为整车级仿真工具，覆盖了从动力学建模、场景构建到 ADAS/自动驾驶验证的完整链路。凭借其强大的开放性与高度真实的建模能力，CarMaker 已成为全球众多汽车厂商的核心研发平台。