車上需要用電的零件,如車身電子系統(tǒng)、智能座艙娛樂系統(tǒng)、ECU(電子控制單元)、車載通訊設(shè)備、開關(guān)等等,均依賴于蓄電池作為其主要電力來源。
然而,在車輛實(shí)際運(yùn)行過程中,尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致車上電壓不穩(wěn)定。如電壓的瞬間中斷或電壓波動(dòng),對車載電氣設(shè)備的正常工作構(gòu)成挑戰(zhàn)。
為了確保零件在復(fù)雜多變的電源環(huán)境下仍能穩(wěn)定可靠地工作,必須進(jìn)行電壓波動(dòng)試驗(yàn)。旨在模擬實(shí)際使用中可能遇到的電源瞬間中斷、電壓波動(dòng)等極端情況,以評估車載電器設(shè)備的適應(yīng)性和耐久性。常稱為電性能實(shí)驗(yàn)或者電氣實(shí)驗(yàn)。
電性能實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也很多。例如,ISO 17650-2、ISO 7637-2、VW80000(包括LV124/LV148部分)以及NDS等標(biāo)準(zhǔn),本文將解讀一下ISO16750-2(2023)新版實(shí)驗(yàn)要求。
重點(diǎn)內(nèi)容
TEST
本文將重點(diǎn)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(fā)布第一版ISO16750-2測試標(biāo)準(zhǔn),到目前為止,該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷了5次更新,以適應(yīng)汽車行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和最新技術(shù)環(huán)境。以下是ISO16750-2測試標(biāo)準(zhǔn)的更新歷程及其主要變化概述:
更新歷程
2003年12月1日
2006年7月28日
2010年3月8日
2012年11月5日
2023年7月12日
ISO16750-2:2003
ISO16750-2:2006
ISO16750-2:2010
ISO16750-2:2012
ISO16750-2:2023
ISO16750-2:2023變動(dòng)
最新的版本,針對新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展,對測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重大更新,增加了大量適用于電動(dòng)車的測試項(xiàng)目,并擴(kuò)展了測試頻段和測試精度要求。
ISO16750-2:2023變動(dòng):(2023版與2012版)ISO16750-2測試標(biāo)準(zhǔn),新版測試標(biāo)準(zhǔn)比舊版總計(jì)多出16頁測試內(nèi)容,增加了大量適用于電動(dòng)車的測試項(xiàng)目,
主要變化如下:
1、增加電氣試驗(yàn)的操作模式;
2、增加相關(guān)測試用例的冗余供應(yīng)概念;
3、更詳細(xì)的直流電源電壓測試規(guī)范;
4、更詳細(xì)的跳躍啟動(dòng)試驗(yàn)規(guī)范
5、引入瞬態(tài)過電壓試驗(yàn);
6、完全更新疊加交流電試驗(yàn)(例如更新試驗(yàn)方法,將頻率范圍擴(kuò)展到200kHz等);
7、更詳細(xì)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(fù)位行為的更詳細(xì)規(guī)范;
10、解釋啟動(dòng)曲線測試的嚴(yán)重程度;
11、更詳細(xì)的反向電壓試驗(yàn)規(guī)范:
12、更詳細(xì)的對地及電源偏置試驗(yàn)規(guī)范;
13、單線中斷測試分為兩個(gè)測試用例;靜態(tài)中斷(單個(gè)中斷事件)和動(dòng)態(tài)中斷(多個(gè)中斷事件);
14、短路保護(hù)測試改為短路/過載保護(hù)測試。
15、附件B更詳細(xì)地說明拋負(fù)載脈沖的來源,
16、各種編輯更新和澄清。
ISO16750-2:2023測試項(xiàng)目
TEST
接下來,我們來具體解析ISO16750-2:2023中的測試項(xiàng)目吧
01
Gerneral 通用要求
新版增加了對電流和電感參數(shù)的允差規(guī)定
02
DC supply voltage 直流供電電壓
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)設(shè)備在最小和最大供電電壓范圍內(nèi)的功能設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)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 直流電源電壓得實(shí)驗(yàn)條件組合
表2 標(biāo)稱電壓為12V的系統(tǒng)的電源電壓
表3 標(biāo)稱電壓為24V的系統(tǒng)的電源電壓
該項(xiàng)目給出了具體測試方式和測試曲線示意圖,具體規(guī)定了電壓持續(xù)時(shí)間、上升時(shí)間和下降時(shí)間
圖1直流電源電壓測試曲線
實(shí)驗(yàn)操作步驟:
a、連接DUT并設(shè)置相應(yīng)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(shè)置應(yīng)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(fù)載條件)以及Tmin和Tmax的情況下運(yùn)行。
c、最后在室溫、正常負(fù)載條件下運(yùn)行一次,運(yùn)行模式為IS016750-1中定義的3.2。試驗(yàn)條件組合見表1。
d、需要注意的是如有多個(gè)電源輸入,則對各輸入進(jìn)行Umax和Umin組合測試
03
Overvoltage 過電壓測試
(1)long term overvoltage 長時(shí)間過電壓
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M了交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器發(fā)生故障的條件,導(dǎo)致交流發(fā)電機(jī)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(dòng)測試波形及參數(shù):
(2)transient overvoltage瞬態(tài)過電壓
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M了DUT(被測設(shè)備)在受到配電系統(tǒng)中開關(guān)負(fù)載或注入電流影響時(shí)的情況。
04
superimposed alternating voltage
疊加交流電壓
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模嚎简?yàn)部件對車載系統(tǒng)中電壓波紋的抗擾度,如交流發(fā)電機(jī)或者DC/DC轉(zhuǎn)換器引起的波紋。
1
此項(xiàng)測試重新定義了紋波疊加試驗(yàn)方法,首先將頻率范圍擴(kuò)展到200kHz,給出了12V電力系統(tǒng)和24V電力系統(tǒng)的具體測試參數(shù),測試曲線示意圖也進(jìn)行了更新。
2
增加參考測試,即正式測試前先用電壓電流監(jiān)測裝置監(jiān)測樣品端交流電壓及電流,使電壓達(dá)到設(shè)定值或電流打到限制值;
3
正式測試時(shí),用參考測試時(shí)得到的電壓值輸出給樣品;此時(shí)即使實(shí)測交流電壓或電流與目標(biāo)值有變化也不再進(jìn)一步調(diào)整輸出值,相當(dāng)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(fā)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(xiàn)要求明細(xì)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(diǎn)下的UR施加到DUT。即使Ipp達(dá)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(gè)或多個(gè)電源供電,則應(yīng)執(zhí)行以下測試組合:
1、同時(shí)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。
05
Slow decrease and increase of supply voltage電源電壓緩慢下降和上升
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M蓄電池在慢速放電和充電的情況下部件的功能設(shè)計(jì)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(shí),對每根供電線單獨(dú)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
06
Discontinuities in supply voltage
供電電壓的不連續(xù)性
(1)drop or interrupts in supply voltage
電壓跌落或者中斷
此項(xiàng)為新增測試項(xiàng);
增加了DUT具有多條供電線時(shí)單獨(dú)測試每一根線的測試要求;
明確了DUT測試時(shí)的工作模式為3.4;
明確了帶DUT時(shí)由于線電感造成電壓過沖時(shí)可以在DUT輸入端并聯(lián)低感電阻降低過沖的方法
(1.1)標(biāo)稱電壓為12V的系統(tǒng)的短電壓降
(1.2)、標(biāo)稱電壓為24V的系統(tǒng)的短電壓降
(1.2.1)測試用例1-可變中斷時(shí)間
(1.2.2)測試用例2-可變恢復(fù)時(shí)間
(2)Reset behavior at voltage drop
復(fù)位特性
新版本明確了測試時(shí)DUT的工作模式為3.4;
增加了對內(nèi)部有電容緩沖器(不能通過外部電源進(jìn)行放電)的DUT的復(fù)位電壓的監(jiān)測方式,即監(jiān)測DUT內(nèi)部電壓是否達(dá)到了設(shè)定的復(fù)位電壓;
明確了含有多條供電線的DUT測試時(shí)應(yīng)將測試電壓同時(shí)施加在所有供電線上;
(3) staring profile
啟動(dòng)特性
新版本明確了DUT測試時(shí)的工作模式為3.2;
測試循環(huán)間的間隔時(shí)間由2012版的1s~2s修改為≥2s,直到DUT恢復(fù)所有功能;
(4) Load dump
拋負(fù)載
明確了DUT測試時(shí)的工作模式為3.4;
增加了試驗(yàn)脈沖B 12V DUT的4個(gè)嚴(yán)酷等級;
試驗(yàn)脈沖A
(4.1) 測試A–無集中負(fù)載轉(zhuǎn)儲抑制
(4.2) 測試B–具有集中負(fù)載轉(zhuǎn)儲抑制
07
Reversed Voltage 反極性測試
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簷z查 DUT 在使用輔助啟動(dòng)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(fā)電機(jī)、帶鉗位二極管和沒有外部反極性保護(hù)裝置的端子
新版本增加了試驗(yàn)波形及參數(shù);
新版本24V系統(tǒng)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(xiàng)目測試需要正負(fù)極雙向可變的雙極性直流穩(wěn)壓電源。
08
Ground reference and supply offest
供電偏移和接地偏移
此項(xiàng)測試中,新標(biāo)具體描述了測試方法,給出了一個(gè)電源和一個(gè)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
09
Open circuit tests
開路測試
此項(xiàng)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(shí)間:(10±1)s;
— 開路電阻:≥10MΩ;
— 最大中斷轉(zhuǎn)換時(shí)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(shí)間:(10±1)s;
— 開路電阻:≥10MΩ。
10
Short circuit/overload production
短路/過載保護(hù)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)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(shí)的工作模式為3.4;
分為2個(gè)實(shí)驗(yàn)
- 信號線和負(fù)載線的短路實(shí)驗(yàn)
- 過載實(shí)驗(yàn)
11
withstand voltage 耐電壓
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證電介質(zhì)的絕緣耐壓能力。本實(shí)驗(yàn)僅適用于對含有電感元件(如繼電器,電機(jī),線圈)或者連接到電感負(fù)載電路的系統(tǒng)或者部件。
具體實(shí)驗(yàn)步驟或者要求如下:
A、 濕熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)后,部件應(yīng)在室溫下存放0.5小時(shí)。
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(xù)時(shí)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(dǎo)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(jié)果要求:
最低功能狀態(tài)等級C,且實(shí)驗(yàn)過程中不能發(fā)生介電擊穿或者火花。
12
Insulation resistance 絕緣電阻
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河糜跈z測部件的絕緣特性,確保避免DUT的絕緣電路和傳導(dǎo)部件之間的最小阻抗。
具體實(shí)驗(yàn)步驟或者要求如下:
A、 濕熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)后,部件應(yīng)在室溫下存放0.5小時(shí)。
B、 DUT的工作模式魏ISO16750-1里的1.1或者1.2
C、 向DUT施加500V 的直流電壓,持續(xù)時(shí)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(dǎo)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(jié)果要求:
絕緣電阻>10MΩ。
長沙容測電子股份有限公司致力于電磁兼容測試設(shè)備的研發(fā)以及電磁兼容測試技術(shù)的推廣普及,全力為客戶提供專業(yè)的EMC測試產(chǎn)品和解決方案。
我們的產(chǎn)品:
民用領(lǐng)域:靜電放電發(fā)生器、脈沖群發(fā)生器、雷擊浪涌發(fā)生器、射頻傳導(dǎo)抗干擾測試系統(tǒng)、工頻磁場發(fā)生器、脈沖磁場發(fā)生器、阻尼振蕩磁場發(fā)生器、交流電壓跌落發(fā)生器、振鈴波發(fā)生器、共模傳導(dǎo)抗擾度測試系統(tǒng)、阻尼振蕩波發(fā)生器、直流電壓跌落發(fā)生器等
汽車領(lǐng)域:靜電放電發(fā)生器、7637測試系統(tǒng)、汽車電子可編程電源、瞬態(tài)發(fā)射開關(guān)測量、汽車線束微中斷發(fā)生器、BCI大電流注入測試系統(tǒng)、EMI接收機(jī)、輻射抗擾度測試系統(tǒng)、低頻磁場抗擾度測試系統(tǒng)、射頻輻射抗擾度測試系統(tǒng)等
軍工領(lǐng)域:靜電放電發(fā)生器、低頻傳導(dǎo)抗擾度測試系統(tǒng)、尖峰脈沖發(fā)生器、電纜束注入測試系統(tǒng)、快速方波測試系統(tǒng)、高速阻尼振蕩測試系統(tǒng)等
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