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摘要：汽车电气是汽车构成的要素之一，对汽车的性能有着重要影响。所谓汽车电气，是指安装在汽车上的电器元件的总称。数量繁多的汽车电器元件，共同构成了汽车起动系统、点火系统、照明信号系统、仪表和报警系统等，并以此为基础形成系统结构，成为汽车正常行驶的重要保障。该文主要对于汽车电气系统的测试进行分析探讨。
关键词：汽车；电气系统；测试
一、汽车电气系统结构
汽车电器元件种类繁多，受功能、外观等因素影响，各电器元件间差异也较大，因此为了便于统计，在进行电气系统结构设计时，不以电器元件的具体实物为依据，而对其进行独立定义，将其视为若干个能够从汽车电气系统中分离下来的用电设备，以此作为汽车电气单元格，对汽车电气系统的相关内容进行阐述。
技术创新带动汽车性能的优化，现阶段汽车上配备的电器元件不仅数量呈上升趋势，其技术含量也日渐增加，集成数字电路、控制电路等产品的出现又在原有基础上使得汽车电气系统得到进一步优化。特别是成片数字逻辑电路，它功能完整，性能独立，在汽车中可以借助导线连接各个电器元件，我们将其称之为控制器，而实际上它也属于一种汽车电气。
图2某控制单元测试用例图
据此，在汽车电气系统中，在对电器元件进行统计时，设控制器数量和电器元件数量分别为c和d，在求得分布指数时，则可生成公式i=c/d，其中i即为分布指数。例如1个网关控制器，它在某汽车电气系统中属独立结构，既为控制器又为电器元件；再如汽车前灯，它只能算作1个电器元件。公式中，分布指数i取正实数，取值范围为0～1，当i值取0时，则说明电气系统中没有控制器，这种情况下的电气系统属点对点结构；当i值取1时，则说明在各个电器元件中，都含有与之相对应的控制器，这种情况下的系统结构则呈分布式。由此可以看出，该公式下的i值体现了控制器与各个电器元件间的关系，可以表明前者对后者的控制程度，汽车电气系统发展至今，随着演化与创新，其结构型式呈现出多样性。
二、电气系统功能测试
在完成硬件在环测试后，电子电气系统的主要控制算法及逻辑已经进行了充分的验证与测试，当电子电气系统的实物开发完成后，须将前期硬件在环验证的算法移植到实际控制器中并进行实物测试。依据各控制单元的功能描述，利用相对应测各项功能进行测试’可米用自动与手动相结合的方式进行测试。
本方案主要利用Vector公司的CANoe测试仿真软件、TAE自动化测试软件，总线数据记录工具GL4000、总线干扰仪、总线示波器及VT新号激励采集系统组成。通过在TAE中编写自动测试流程并将该测试流程加载到CANoe中进行测试，实现控制单元测试过程中激励环境的自动加载、总线信息的自动发送与识别判断。图1为该自动化测试平台功能框图。
图2所示为基于该功能测试系统的某项目控制单元的测试用例图。
如图４所示，该控制单元共有15条自动化测试用例，以其中2.6条目pointll voltage output test测试为例，该测试条目主要是控制VT激励系统提供4个电压激励值，分别为2.35V、2.66V、5.28V及7.2V；电子控解元对该激励电压进行采集处理后通过CAN总线发送到总线上，对应CAN总线的合格数值分别为10+-2、30+-5、200+-10、325+-15。测试条目对CAN总线的输出量进行测试，从而实现对该电子单元该路电压采集的闭环测试。整个测试是自动执行完成的，无需手动干预。
该电子电气功能测试系统形成删测试手段，为各种车型的电子电气系统控制单元提供通用性自动测试流程，测试范围全面，确保质量高效地实现电子电气系统的功能测试，适应开发任务中的“时间短，质量好，可靠性高”的要求。
三、电气系统性能测试
在电子电气系统完成实物功能测试后，对其进行各种性能测试，性能测试是对电子电气系统是否满足研制任务书各项性能需求的重要测试手段，主要由加载测试、环境适应性测试、电磁兼容性测试以及电源适应性测试组成。
1、加载测试
主要针对具有功率驱动功能的控制单元，由于在不同的功耗条件下，控制单元往往会呈现不同的响应。对控制单元分别进行半载、额定负载、两倍额定负载加载测试，记录过流的保护时间与实际设定值是否相符，检验程序过载保护的合理性。图3为某车型车身配电控制单元加载测试原理图，具有信号激励输出、配电输入检测、CAN总线通信、负载拉载以及过流保护测试，测试结果可通过上位机显示屏进行显示。
图3某车型车身配电控制单元加载测试原理图
如在某车辆大灯负载驱动过程中总会出现误保护动作，经实际测试，发现车辆大灯的起动过冲比较大。几个典型的过充点有4V/240ms、6V/150ms、10V/50ms，而在6V/150ms处不满足6V/100ms的过流保护点雜，因此该车灯负载频繁发生过流保护，经过修改车灯过流保护点参数，并在该台架上进行拉棚试，最终保护参数合理可行，成功解决了此问题。
2、电源适应性测试
电源适应性试验主要是参照电子电气系统相关规范，考察电压跌落、浪涌、尖峰等对控制单元工作稳定性的影响，具体指标如下：
（1）电压跌落至9V/1s，电子控制单元能够稳定工作；
（2）在100V/50ms的浪涌电压下能够正常工作，试验进行5次，每次施加时间为1s；
（3）能够承受±250V/50us的尖峰脉冲电压，应能承受正反两个极性的尖峰电压的能力。在一秒钟内给每个极性施加50次250V的尖峰脉冲电压，上升时间不超过50ns，能量不小于15mj；
（4）在电源极性颠倒时，控制单元能进行有效的保护
如某电子控制单元在进行浪涌实验过程中发生TVS管浪涌击穿现象，经分析表明该款TVS只能吸收微秒级或几十毫秒级的过电压脉冲，当过电压持续时间达到几百毫秒甚至到秒级，该TVS显得裕量不足，容易损坏。通用技术采取的方法是设备电源前端往往有预稳压设计，专门针对浪涌过电压抑制，对窄尖峰电压也能很好吸收。在控制板电源前端增加预稳压模块。新设计的预稳压模块具备100V~36V条件下箝位在36V工作300ms后关断功能，36V~9V下功率应能够直通到后面的DC/DC模块（DC/DC工作电压为36V~9V），具有过流保护关断功能，功率20W，工作温度范围为-40~85°Ｃ。通过增加上述预稳压电路，再进行浪涌电压干扰测试，未出现电路板烧毁等现象。
四、结语
在项目的初期主要进行逻辑算法的快速原型以及硬件在环测试；在项目的后期主要进行雜功能、性能、接口及边界测试。建立了相应的测试台架及测试删，经实际工程应用，对车辆的电子电气系统进行对应性能功能深度的测试，提高了车辆电子电气系统的可靠性及经济性。
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[4]刘保国.纯电动汽车电气性能测试系统设计与研究[J].汽车实用技术,2010,05:7-9.
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论文作者:阎颖
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/5
标签：测试论文; 电气论文; 系统论文; 汽车论文; 浪涌论文; 电压论文; 单元论文; 《基层建设》2016年8期论文;