整車電子電氣性能測(cè)試介紹

整車電子電氣性能測(cè)試介紹白樹立【摘要】隨著汽車電路系統(tǒng)的不斷發(fā)展,電路系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加.為了更好地驗(yàn)證電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，需要進(jìn)行整車靜態(tài)功能測(cè)試,來驗(yàn)證電路系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)、線束設(shè)計(jì)，同時(shí)驗(yàn)證各個(gè)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否符合前期制定的設(shè)計(jì)目標(biāo).并且可以通過實(shí)驗(yàn)來找出設(shè)計(jì)中可以進(jìn)一步改進(jìn)或者不足的地方，從而消除設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的隱【期刊名稱】《汽車零部件》【年(卷)，期】2015(000)005【總頁數(shù)】4頁(P20-22,19)【關(guān)鍵詞】靜態(tài)功能測(cè)試;電路系統(tǒng)【作者】白樹立【作者單位】奇瑞汽車股份有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯017000【正文語種】中文0引言隨著車用電氣設(shè)備越來越多，從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系統(tǒng)控制，從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，汽車電氣系統(tǒng)已形成一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)作為一個(gè)整體，在設(shè)計(jì)時(shí)必須使它們的工作能互相匹配，所以對(duì)整車電氣系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試顯得很重要。1整車控制策略的編制在設(shè)計(jì)期間，需要勾畫出整車的控制策略框架，計(jì)算整車電路系統(tǒng)大概包括哪些用電單元，其負(fù)載大致多大，每個(gè)用電單元采取何種控制方式，同時(shí)需要對(duì)整車的用電器進(jìn)行初步確定。并設(shè)計(jì)整車電器控制圖，進(jìn)行整車電器的匹配、集成，如開關(guān)與用電器間的控制關(guān)系、觸點(diǎn)容量的確定、控制邏輯的初步確認(rèn)、計(jì)算出需要何種電源分配中心。在電路的設(shè)計(jì)中，電路的安全是需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)問題，也就是說必須考慮到電路的保護(hù)和電路的控制，及整個(gè)電路中各個(gè)元件的匹配。滿足以上設(shè)計(jì)要求需要開發(fā)階段對(duì)整車電子電器系統(tǒng)做必要的測(cè)試驗(yàn)證。2電子電氣功能測(cè)試流程新的車型設(shè)計(jì)開始之前，對(duì)車型的分析非常重要。整車電路的主要分析內(nèi)容應(yīng)包括:整車配置分析、整車電路系統(tǒng)的功能和控制策略、主要電器參數(shù)、特殊電器系統(tǒng)的分析、各種細(xì)節(jié)分析等幾個(gè)方面。對(duì)于一個(gè)新開發(fā)車型，一般按照?qǐng)D1所示流程逐步完成整車測(cè)試。圖1測(cè)試流程圖3測(cè)試環(huán)境確認(rèn)實(shí)車環(huán)境:全功能可測(cè)試;與環(huán)境、行駛環(huán)境強(qiáng)相關(guān)。臺(tái)架環(huán)境:信號(hào)臨界值測(cè)試;異常測(cè)試、故障測(cè)試;問題復(fù)現(xiàn)。自動(dòng)化測(cè)試環(huán)境:極限工況;重復(fù)性測(cè)試;定量性測(cè)試。4確定測(cè)試內(nèi)容4.1電源分配測(cè)試圖2為某車型部分電源分配圖示例。圖2電源分配圖示例測(cè)試目的為:(1)驗(yàn)證電源分配測(cè)量的合理性;(2)驗(yàn)證線束合理性;(3)驗(yàn)證保險(xiǎn)合理性；(4)確定電源網(wǎng)絡(luò)中干擾源與敏感體之間的影響；(5)獲得各個(gè)負(fù)載的實(shí)際功耗；(6)獲取整車電源網(wǎng)絡(luò)的工作電流。測(cè)試內(nèi)容包括:(1)不同電源電壓狀態(tài)下測(cè)試(12V、14V);(2)測(cè)試所有單個(gè)負(fù)載、控制器的工作電流。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為:NISSAN、Ford等整車廠測(cè)試/評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);標(biāo)桿車測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。圖3是某車型電源網(wǎng)絡(luò)上的干擾源負(fù)載導(dǎo)致控制器經(jīng)常燒毀測(cè)試案例。圖3某車型電源網(wǎng)絡(luò)上的干擾源負(fù)載導(dǎo)致控制器經(jīng)常燒毀測(cè)試案例4.2整車及分系統(tǒng)靜態(tài)電流測(cè)試靜態(tài)電流(暗電流，DarkCurrent)是指汽車在靜止?fàn)顟B(tài)下(點(diǎn)火OFF、整車休眠)仍然消耗的電流。汽車漏電現(xiàn)象是指汽車靜止放置若干天后蓄電池電量虧損導(dǎo)致車輛無法正常起動(dòng)，如:記憶、防盜、其他等。測(cè)試目的是指導(dǎo)新車型的開發(fā)，包括最小化車輛的靜態(tài)電流、確定合適的電池容量、發(fā)現(xiàn)不必要的接地漏電流現(xiàn)象。測(cè)試內(nèi)容包括：(1)整車靜態(tài)電流測(cè)試。評(píng)價(jià)整車靜態(tài)電流是否滿足設(shè)計(jì)要求；(2)分系統(tǒng)靜態(tài)電流測(cè)試。分析各級(jí)保險(xiǎn)、繼電器流過的靜態(tài)電流，定位異常靜態(tài)電流的位置(3)控制器靜態(tài)電流的測(cè)試。在實(shí)車環(huán)境下驗(yàn)證各控制器靜態(tài)電流是否滿足整車廠需求。評(píng)價(jià)方法。車輛在常溫靜止6周后，剩余的電力仍能滿足起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，計(jì)算公式如下：式中:P為20h率容量(A-h);SOC1為蓄電池一般可用SOC,—般為70%-80%;SOC2為蓄電池最低起動(dòng)SOC(-30°C環(huán)境下)，一般為20%~40%;ID為整車靜態(tài)電流(A);IB為蓄電池自放電電流(A)。4.3電平衡測(cè)試測(cè)試目的:①通過測(cè)試不同工況、不同負(fù)載工作狀態(tài)下的發(fā)電機(jī)、電池的電流大小和變化獲取電源系統(tǒng)的平衡關(guān)系;②指導(dǎo)新車型開發(fā)和驗(yàn)證整車電源系統(tǒng)的選型合理性。圖4為車輛電源系統(tǒng)的開發(fā)流程。圖4車輛電源系統(tǒng)的開發(fā)流程測(cè)試內(nèi)容:①不同氣候下測(cè)試;②車輛不同行駛工況下的電平衡:靜態(tài)、動(dòng)態(tài)。不同氣候條件包括:①冬季、夏季;②白天、夜晚;③雨、雪、晴天。不同車輛狀態(tài):①靜態(tài)，怠速;②動(dòng)態(tài)，不同車速，有以下幾種情況:低速(20-40km/h),夏季，雨夜;低速(20-40km/h)，冬季，雪夜高速(80~100km/h),夏季，雨夜;高速(80-100km/h)，冬季，雪夜。測(cè)試工況:①靜態(tài)電平衡測(cè)試:一般怠速工況(冬季、夏季);夜間怠速工況(冬季、夏季);擁堵路況下怠速(冬季、夏季);②動(dòng)態(tài)電平衡測(cè)試:一般城市工況(冬季、夏季)；擁堵城市工況(冬季、夏季);城郊駕駛工況(冬季、夏季);高速路工況(冬季、夏季)；連續(xù)轉(zhuǎn)彎工況(冬季、夏季)。⑷評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括:①項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、部分整車廠對(duì)標(biāo)結(jié)果;②BOSCH電平衡測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)③Nissan電平衡測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。車輛電平衡要求電氣高負(fù)載時(shí)蓄電池能夠幫助發(fā)電機(jī)一起提供電能，在車輛低負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)能提供負(fù)載消耗，并給蓄電池充電。電平衡測(cè)試中車輛在標(biāo)準(zhǔn)駕駛循環(huán)后，蓄電池的容量應(yīng)不能減少，并最好能夠增加。4.4整車啟動(dòng)回路電壓降測(cè)試測(cè)試目的:驗(yàn)證起動(dòng)電壓波形是否滿足控制器需求規(guī)范;控制器需求開發(fā)來源(電壓要求)。4.5感性負(fù)載影響測(cè)試測(cè)試目的:驗(yàn)證電源分配的合理性;評(píng)估感性負(fù)載順便脈沖對(duì)控制器的影響。感性負(fù)載。汽車電器系統(tǒng)存在著大量感性負(fù)載，如各種繼電器、電機(jī)和電磁閥等，這些感性負(fù)載在開路瞬間，會(huì)成為一種寬頻率、大能量的瞬變干擾源。評(píng)價(jià)方法:(1)整車廠標(biāo)準(zhǔn);(2)ISO7637(見圖5)。圖5測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)表控制器輸入信號(hào)接口電路硬件處理方法一般分為圖6所示信號(hào)類和圖7所示電源類兩種。圖6信號(hào)類圖7電源類5拋負(fù)載測(cè)試汽車拋負(fù)載現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)在正常工作時(shí)，若負(fù)載突然減小或完全無負(fù)載，會(huì)引起發(fā)電機(jī)輸出電流急劇下降，在發(fā)電機(jī)電樞繞組上產(chǎn)生正向瞬變過電壓。拋負(fù)載測(cè)試內(nèi)容工況的選擇:斷開蓄電池時(shí)測(cè)試(如蓄電池SOC為50%);發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下測(cè)試(怠速、中轉(zhuǎn)速、最高轉(zhuǎn)速);斷開電器負(fù)載時(shí)測(cè)試(大功率負(fù)載)。測(cè)試點(diǎn):所有ECU的Power端(若ECU太多，首選離斷開用電器最近的ECU);發(fā)電機(jī)的電源端。6電機(jī)類負(fù)載堵轉(zhuǎn)測(cè)試測(cè)試目的:①獲取堵轉(zhuǎn)對(duì)線束盒保險(xiǎn)的影響;②驗(yàn)證線束保護(hù)設(shè)計(jì)的合理性;③驗(yàn)證控制器對(duì)堵轉(zhuǎn)的處理機(jī)制。測(cè)試內(nèi)容:①測(cè)試電機(jī)正常工作電流、堵轉(zhuǎn)電流;②堵轉(zhuǎn)引起的電源網(wǎng)絡(luò)電壓變化。7線束與接地系統(tǒng)測(cè)試(1)測(cè)試目的:①驗(yàn)證線束設(shè)計(jì)的合理性;②驗(yàn)證線束走線和布置的合理性。(2)測(cè)試內(nèi)容:①線束溫度場(chǎng)測(cè)試;②上限環(huán)境溫度、下限環(huán)境溫度(高溫、高寒)。⑶測(cè)試/評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):①德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN72551;②日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JASOD607;③整車廠標(biāo)準(zhǔn)。圖8所示為車輛溫度場(chǎng)示意圖。圖8車輛溫度場(chǎng)示意圖不同環(huán)境下線束設(shè)計(jì)要求不一樣:①熱區(qū)域必須使用耐溫高的導(dǎo)線，如TXL、PP;②冷區(qū)域可以使用耐溫低的導(dǎo)線，如TWP、PE@潮濕區(qū)域使用密封塑件和帶膠熱縮管的壓接;④干燥區(qū)域可以使用非密封塑件和膠帶防護(hù)的壓接。導(dǎo)線的耐電流情況和導(dǎo)線所在溫度環(huán)境有很大關(guān)系，導(dǎo)線的耐流值隨溫度的升高而降低，所以設(shè)計(jì)電路線徑要考慮導(dǎo)線所裝配的區(qū)域周邊溫度的影響。如公式:R20=Rt/[1+0.039(t-20)]式中:R20為20°C下的電阻，mQ/m;Rt為測(cè)量的導(dǎo)體電阻，mQ/m;t為電阻測(cè)量時(shí)刻導(dǎo)體溫度，C。8結(jié)束語以上列舉的是在設(shè)計(jì)階段常用的一些驗(yàn)證方法。在某款車型開發(fā)中采用了上述測(cè)試驗(yàn)證方法，通過整車試驗(yàn)場(chǎng)試驗(yàn)強(qiáng)化可靠性驗(yàn)證，整車供電系統(tǒng)未發(fā)生任何