無論是新能源還是傳統(tǒng)的汽車，在啟動、行駛過程中，由于復雜的工況，會導致供電母線上電壓劇烈的波動。這就給眾多的車載控制和用電設備的安全、可靠性帶來巨大隱患。因此，車載的用電設備，無論是動力還是控制，必須具備足夠的供電適應能力。

供電適應性相關的標準體系

汽車行業(yè)的開發(fā)和設計工程師，都會了解ISO16750，7637等汽車零部件電氣特性和安全測試規(guī)范。ISO在出臺標準時，涉及企業(yè)和組織的數(shù)量眾多，定義的測試要求相對比較低。有些國家、地區(qū)和企業(yè)聯(lián)盟，在此基礎上，制訂了更高要求的區(qū)域或企業(yè)標準，如JASO D001-94(日本汽車行業(yè)標準)，SAE J1113-2(美國汽車工程師學會)，VW80000/LV124/LV148(大眾汽車)，F(xiàn)ord FMC 1278(福特汽車)。

波形的定義

與此相關標準，核心是電壓波形定義和測評實施要求，以及波形對應的真實環(huán)境。例如下圖的瞬態(tài)跌落電壓、拋負載波形。

瞬間跌落波形

解釋：模擬電路短路瞬間，出現(xiàn)意外高短路電流，母線電壓快速跌落，大電流熔斷器或斷路器熔斷，之后電壓又恢復正常。電壓跌落持續(xù)時間很短(少于100ms)。瞬態(tài)電壓跌落會對周圍的用電設備產生短時供電中斷。

目的：模擬在電壓瞬間跌落過程中，其他電路功能是否符合設計。

測試評價標準：等級B，或更嚴格的等級A。

設計和改進方法：

1.增大電壓輸入端的儲能電容，滿足在跌落期間控制器的用電需求。

2.增加輔助的boost電路，在電壓跌落到某一電壓時，啟動boost電路，維持正常電壓。

拋負載波形

解釋：啟動馬達或大電流用電設備，在開啟或關閉電源的瞬間，電壓在短時間內突然發(fā)生不正常陡升現(xiàn)象。12V系統(tǒng)中電壓尖峰可能高達100V，24V系統(tǒng)甚至高達200V，持續(xù)400mS左右恢復到正常。車載電子產品，特別是微電子組件極容易被電壓陡升陡降破壞。

目的：模擬拋負載工況下功能是否符合設計。

測試評價標準：等級C。

設計和改進方法：使用TVS瞬態(tài)抑制保護電路，將電壓限制在相對較低的范圍內，如12V系統(tǒng)，尖峰電壓限制在35V以內，24V系統(tǒng)限制在60V以內。

測試評價標準等級的定義

在實施標準中定義的電壓波形驅動時，被測對象可能會造成性能、功能上的差異，甚至損壞。電壓波動的影響可以分為兩個階段，即異常電壓期間和電壓恢復正常之后;再根據(jù)造成的影響程度，可依次劃分為不受影響、性能下降、自動重啟、人為重啟和物理損壞五個等級，通常用英文字母ABCDE表示。

等級在施加騷擾期間在施加騷擾之后

一級/A能執(zhí)行其預先設計的所有功能

二級/B有一項或多項指標超出規(guī)定的偏差自動恢復到正常工作范圍內

三級/C不執(zhí)行其預先設計的一項或多項功能能自動恢復到正常操作狀態(tài)

四級/D不執(zhí)行其預先設計的一項或多項功能需要通過簡單的“操作或使用”復位動作，才能自動恢復到正常操作狀態(tài)

五級/E不執(zhí)行其預先設計的一項或多項功能如果不修理或不替換裝置或系統(tǒng)，則不能恢復其正常操作。

測試手段

實力雄厚的公司或者認證檢測機構，通常采用專用的測試系統(tǒng)，執(zhí)行標準中定義的測試項，提供產品兼容性測試報告，作為產品是否達標的資質證明，這些系統(tǒng)往往價格昂貴，功能單一，即使大廠也很少。

對于絕大多數(shù)公司的研發(fā)測試工程師來說，受到預算的限制，以及在產品失效分析和改進時，需要做更多、更靈活的參數(shù)調整。集高性能電源、任意波形、示波器、數(shù)據(jù)記錄儀于一體的APS先進電源系統(tǒng)受到工程師的廣泛青睞。

APS先進電源系統(tǒng)用于車載電源適應性測試：

?功率20W至30KW(并機600KW)，最高電壓2000V，最大電流800A。

?電壓斜率高達10000V/mS(2000V上升/下降時間，<200us)并可編輯 64KSa點任意波形。

?200kSa/s、18bit 數(shù)字化儀和長時間的數(shù)據(jù)記錄，直接進行高達2000V，800A的同時測量。

?BV9200 APS程控和分析軟件，可實現(xiàn)常見標準波形、波形拼接序列、數(shù)學公式，波形文件導入等多種方式。

APS 波形編輯和生成工具

APS 生成電壓瞬態(tài)跌落

電動汽車高壓零部件電氣特性和安全測試

新能源汽車中，功率強大的動力系統(tǒng)，造成車載供電總線的不穩(wěn)定因素大幅上升;而電池電壓的逐步升級，1000V的高壓瞬態(tài)模擬和測試的要求也應運而生。例如，由歐洲各大車廠編訂的新能源汽車電氣特性測試及安全規(guī)范LV123，旨在驗證汽車中高壓組件的安全性和電氣參數(shù)，如高壓電池系統(tǒng)、逆變器、高壓轉低壓DC-DC，車載充電機OBC等。

LV123 標準測試項目的定義與上述ISO17650或LV124標準定義的測試項目基本類似，分為靜態(tài)和動態(tài)的測試項目，如拋負載，高壓直流疊加交流紋波等。最主要區(qū)別就在于更高的電壓等級。

利用RP7983A 高壓、大功率APS電源，單臺功率30KW，最高電壓2000V，高達10000V/mS的電壓斜率(2000V上升/下降時間<200us)，可以為工程師在研發(fā)和驗證過程中的測試提供了方便。

在1200V直流電壓上疊加頻率10KHz，

峰峰值135V紋波

RP7983A實現(xiàn)480V系統(tǒng)拋負載波形，

拋負載電壓620V

關于是德科技

是德科技提供先進的設計和驗證解決方案，旨在加速創(chuàng)新，創(chuàng)造一個安全互聯(lián)的世界。我們在關注速度和精度的同時，還致力于通過軟件實現(xiàn)更深入的洞察和分析。在整個產品開發(fā)周期中，即從設計仿真、原型驗證、自動化軟件測試、制造分析，再到網(wǎng)絡性能優(yōu)化與可視化的整個過程中，是德科技能夠更快地將具有前瞻性的技術和產品推向市場，充分滿足企業(yè)、服務提供商和云環(huán)境的需求。我們的客戶遍及全球通信和工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、航空航天與國防、汽車、能源、半導體和通用電子等市場。2021 財年，是德科技收入達 49 億美元。

原文標題：電動汽車高壓零部件供電適應性測試方案

文章出處：【微信公眾號：是德科技KEYSIGHT】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。