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嘉峪檢測網 2024-10-15 09:22
前景提要
車上需要用電的零件，如車身電子系統、智能座艙娛樂系統、ECU（電子控制單元）、車載通訊設備、開關等等，均依賴于蓄電池作為其主要電力來源。
然而，在車輛實際運行過程中，尤其是在發動機啟動時會導致車上電壓不穩定。如電壓的瞬間中斷或電壓波動，對車載電氣設備的正常工作構成挑戰。
為了確保零件在復雜多變的電源環境下仍能穩定可靠地工作，必須進行電壓波動試驗。旨在模擬實際使用中可能遇到的電源瞬間中斷、電壓波動等極端情況，以評估車載電器設備的適應性和耐久性。常稱為電性能實驗或者電氣實驗。
電性能實驗標準也很多。例如，ISO 17650-2、ISO 7637-2、VW80000（包括LV124/LV148部分）以及NDS等標準，本文將解讀一下ISO16750-2（2023）新版實驗要求。
重點內容
本文將重點解讀ISO16750-2（2023）版本的新要求
ISO16750-2的版本變遷至今為止，從2003年12月01日發布第一版ISO16750-2測試標準，到目前為止，該標準已經歷了5次更新，以適應汽車行業的技術發展和最新技術環境。以下是ISO16750-2測試標準的更新歷程及其主要變化概述：
ISO16750-2:2023變動
最新的版本，針對新能源汽車和智能網聯汽車的發展，對測試標準進行了重大更新，增加了大量適用于電動車的測試項目，并擴展了測試頻段和測試精度要求。
ISO16750-2:2023變動：（2023版與2012版）ISO16750-2測試標準，新版測試標準比舊版總計多出16頁測試內容，增加了大量適用于電動車的測試項目，
主要變化如下：
1、增加電氣試驗的操作模式；
2、增加相關測試用例的冗余供應概念；
3、更詳細的直流電源電壓測試規范；
4、更詳細的跳躍啟動試驗規范
5、引入瞬態過電壓試驗；
6、完全更新疊加交流電試驗(例如更新試驗方法，將頻率范圍擴展到200kHz等)；
7、更詳細的電源電壓緩慢下降和上升
8、在電源電壓測試中引入微中斷；
9、電壓降測試中復位行為的更詳細規范；
10、解釋啟動曲線測試的嚴重程度；
11、更詳細的反向電壓試驗規范:
12、更詳細的對地及電源偏置試驗規范;
13、單線中斷測試分為兩個測試用例;靜態中斷(單個中斷事件)和動態中斷(多個中斷事件);
14、短路保護測試改為短路/過載保護測試。
15、附件B更詳細地說明拋負載脈沖的來源，
16、各種編輯更新和澄清。
ISO16750-2:2023測試項目
接下來，我們來具體解析ISO16750-2:2023中的測試項目吧
1、Gerneral 通用要求
新版增加了對電流和電感參數的允差規定
2、DC supply voltage 直流供電電壓
實驗目的：檢驗設備在最小和最大供電電壓范圍內的功能設計是否符合設計要求。
變化：
A、新版增加了測試條件組合和測試波形
B、新增了Z代碼，增加了測試的靈活性。
表1 直流電源電壓的實驗條件組合
表2 標稱電壓為12V的系統的電源電壓
表3 標稱電壓為24V的系統的電源電壓
該項目給出了具體測試方式和測試曲線示意圖，具體規定了電壓持續時間、上升時間和下降時間
圖1直流電源電壓測試曲線
實驗操作步驟：
a、連接DUT并設置相應的輸入電壓。
b、使用圖1和表2中所述的測試配置文件。DUT設置應在DUT處于3.3工作模式、3.4工作模式(即測試最小和最大負載條件)以及Tmin和Tmax的情況下運行。
c、最后在室溫、正常負載條件下運行一次，運行模式為IS016750-1中定義的3.2。試驗條件組合見表1。
d、需要注意的是如有多個電源輸入，則對各輸入進行Umax和Umin組合測試
3、Overvoltage 過電壓測試
（1）long term overvoltage 長時間過電壓
實驗目的：模擬了交流發電機調節器發生故障的條件，導致交流發電機的輸出電壓高于正常值。
A、新版明確了各測試用例下的工作模式
B、增加了室溫及Tmin條件下的跳躍啟動測試波形及參數：
（2）transient overvoltage瞬態過電壓
實驗目的：模擬了DUT（被測設備）在受到配電系統中開關負載或注入電流影響時的情況。
4、superimposed alternating voltage
疊加交流電壓
實驗目的：考驗部件對車載系統中電壓波紋的抗擾度，如交流發電機或者DC/DC轉換器引起的波紋。
1、此項測試重新定義了紋波疊加試驗方法，首先將頻率范圍擴展到200kHz，給出了12V電力系統和24V電力系統的具體測試參數，測試曲線示意圖也進行了更新。
2、增加參考測試，即正式測試前先用電壓電流監測裝置監測樣品端交流電壓及電流，使電壓達到設定值或電流打到限制值；
3、正式測試時，用參考測試時得到的電壓值輸出給樣品；此時即使實測交流電壓或電流與目標值有變化也不再進一步調整輸出值，相當于CS或BCI開路測試；
4、測試前后DUT阻抗。如圖，將如帶有電壓探針的示波器連接到測試信號發生器輸出端（由DUT加載）將示波器的探針和電壓表連接到DUT的輸入端。
現要求明細了紋波注入測試的具體流程，參照步驟如下：
從參考測試中確定的各頻點下的UR施加到DUT。即使Ipp達到最大限值，也不允許降低UR。測試過程的連接布置與參考測試一致。測試過程中需要記錄測試的Ipp和Upp值。如果DUT由兩個或多個電源供電，則應執行以下測試組合：
1、同時施加到所有電源線；
2、紋波注入到其中一根電源線，其它電源線供電電壓為Usmin；依次遍歷各電源線。
5、Slow decrease and increase of supply voltage電源電壓緩慢下降和上升
實驗目的：模擬蓄電池在慢速放電和充電的情況下部件的功能設計是否符合要求。
a. 增加了下述波形示意圖；
b. 增加了多條供電線時，對每根供電線單獨測試的要求；
此測試中，將電源電壓從UA降低到0V，然后從0V增加到UA，如下圖所示，施加（0.5±0.1）V/min的變化率，線性或不超過25mV的相等步長。
(1)電源電壓緩慢下降和上升的測試曲線
6、Discontinuities in supply voltage
供電電壓的不連續性
（1）drop or interrupts in supply voltage
電壓跌落或者中斷
此項為新增測試項；
增加了DUT具有多條供電線時單獨測試每一根線的測試要求；
明確了DUT測試時的工作模式為3.4；
明確了帶DUT時由于線電感造成電壓過沖時可以在DUT輸入端并聯低感電阻降低過沖的方法
（1.1）標稱電壓為12V的系統的短電壓降
（1.2）、標稱電壓為24V的系統的短電壓降
（1.2.1）測試用例1-可變中斷時間
（1.2.2）測試用例2-可變恢復時間
（2）Reset behavior at voltage drop
復位特性
新版本明確了測試時DUT的工作模式為3.4；
增加了對內部有電容緩沖器（不能通過外部電源進行放電）的DUT的復位電壓的監測方式，即監測DUT內部電壓是否達到了設定的復位電壓；
明確了含有多條供電線的DUT測試時應將測試電壓同時施加在所有供電線上；
（3） staring profile
啟動特性
新版本明確了DUT測試時的工作模式為3.2；
測試循環間的間隔時間由2012版的1s~2s修改為≥2s，直到DUT恢復所有功能；
（4） Load dump
拋負載
明確了DUT測試時的工作模式為3.4；
增加了試驗脈沖B 12V DUT的4個嚴酷等級；
試驗脈沖A
（4.1） 測試A–無集中負載轉儲抑制
（4.2） 測試B–具有集中負載轉儲抑制
7、Reversed Voltage 反極性測試
實驗目的：檢查 DUT 在使用輔助啟動裝置的情況下承受反向電池連接的能力。
該測試不適用于：交流發電機、帶鉗位二極管和沒有外部反極性保護裝置的端子
新版本增加了試驗波形及參數；
新版本24V系統反向電壓由2012版的-28V改為-26V；
（7.1）反向電壓測試用例1
（7.2）反向電壓測試用例2
本項目測試需要正負極雙向可變的雙極性直流穩壓電源。
8、Ground reference and supply offest
供電偏移和接地偏移
此項測試中，新標具體描述了測試方法，給出了一個電源和一個GND引腳的測試變化列表，和接地示例圖。
（8.1）接地參考和電源偏移示例
9、Open circuit tests
開路測試
此項測試分為單線中斷和多線中斷。
單線中斷測試須滿足如下條件：
— 中斷時間：（10±1）s；
— 開路電阻：≥10MΩ；
— 最大中斷轉換時間≤10ms（新增）
（9.1） single line interruption 單根線中斷
短期開路事件的中斷模式
（9.2） Multiple line interruption 多根線中斷
多線中斷須滿足如下條件：
— 中斷時間：（10±1）s；
— 開路電阻：≥10MΩ。
10、Short circuit/overload production
短路/過載保護
實驗目的：驗證輸入或者輸出端的短路或者過載能力
新版明確了測試方法；
明確了DUT測試時的工作模式為3.4；
分為2個實驗
信號線和負載線的短路實驗
過載實驗
11、withstand voltage 耐電壓
實驗目的：驗證電介質的絕緣耐壓能力。本實驗僅適用于對含有電感元件（如繼電器，電機，線圈）或者連接到電感負載電路的系統或者部件。
具體實驗步驟或者要求如下：
A、 濕熱循環實驗后，部件應在室溫下存放0.5小時。
B、 DUT的工作模式ISO16750-1里的1.1或者1.2
C、 向DUT施加500V 的交流電壓（50Hz/60Hz），持續時間60s
D、 交流電壓施加位置介于
- 具有電流隔離的端子
- 端子和外殼，具有帶電流隔離的導電面板
- 在塑料外殼的情況下，端子和纏繞在外殼周圍的電極（如金屬箔）
結果要求：
最低功能狀態等級C，且實驗過程中不能發生介電擊穿或者火花。
12、Insulation resistance 絕緣電阻
實驗目的：用于檢測部件的絕緣特性，確保避免DUT的絕緣電路和傳導部件之間的最小阻抗。
具體實驗步驟或者要求如下：
A、 濕熱循環實驗后，部件應在室溫下存放0.5小時。
B、 DUT的工作模式ISO16750-1里的1.1或者1.2
C、 向DUT施加500V 的直流電壓，持續時間60s
D、 電壓施加位置介于
- 具有電流隔離的端子
- 端子和外殼，具有帶電流隔離的導電面板
- 在塑料外殼的情況下，端子和纏繞在外殼周圍的電極（如金屬箔）
結果要求：
絕緣電阻＞10MΩ。
來源：汽車零部件試驗
