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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2020-07-07 18:41
作者:許毅,沈海舟,陸斌
專(zhuān)家簡(jiǎn)介:許毅(1979-),女,博士,高級(jí)工程師,主要從事電子電器與家用電器質(zhì)量檢測(cè)等相關(guān)科研和標(biāo)準(zhǔn)化工作。
本文基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 16750關(guān)于道路車(chē)輛電氣負(fù)荷試驗(yàn)和主流車(chē)企使用的供貨規(guī)范,針對(duì)3.5噸以下汽車(chē)電氣和電子部件,對(duì)部件的功能狀態(tài)、功能等級(jí)劃分及其對(duì)應(yīng)工作電壓范圍的要求等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)闡述;對(duì)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于12V供電的系統(tǒng)電氣安全和性能試驗(yàn)有技術(shù)內(nèi)容增補(bǔ)和變更的部分,進(jìn)行了詳盡的研究,主要包括三項(xiàng)關(guān)鍵試驗(yàn):瞬態(tài)欠壓、電源電壓的緩慢下降和上升、多電源電壓均衡電流。
與環(huán)境試驗(yàn)不同,汽車(chē)電子部件和組件的電氣安全和電性能試驗(yàn)一般不涉及對(duì)樣品后續(xù)的影響,試驗(yàn)序列可按任意順序進(jìn)行。對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)和測(cè)試,均應(yīng)指定事件內(nèi)存條目和組件允許的功能狀態(tài)。當(dāng)試樣完全啟動(dòng)并處于滿(mǎn)足所有指定的功能狀態(tài)時(shí),電氣試驗(yàn)開(kāi)始。
在不違背電氣試驗(yàn)的測(cè)試要求且采購(gòu)方同意的情況下,電氣試驗(yàn)和性能試驗(yàn)可在環(huán)境試驗(yàn)期間進(jìn)行,如果試樣在組合試驗(yàn)期間出現(xiàn)任何非正常情況,則應(yīng)進(jìn)行獨(dú)立的重復(fù)試驗(yàn)。一組敏感參數(shù)或“關(guān)鍵”參數(shù),如靜態(tài)電流曲線(xiàn)、工作電流、輸出電壓、接觸電阻、輸入阻抗、信號(hào)速率(上升和下降時(shí)間)和總線(xiàn)參數(shù)等,應(yīng)在性能規(guī)范中定義或與采購(gòu)方協(xié)議一致。這些參數(shù)應(yīng)在每次試驗(yàn)開(kāi)始前和每次試驗(yàn)結(jié)束時(shí),對(duì)其符合性進(jìn)行檢查。
試樣功能狀態(tài)的要求應(yīng)在試驗(yàn)之前、試驗(yàn)期間和試驗(yàn)之后給出。采購(gòu)商應(yīng)在圖紙或性能規(guī)范中定義各功能狀態(tài)下部件的功能行為(包括降低額定值,例如溫度和電壓),以及客戶(hù)的感知(如:視覺(jué)、聲學(xué)、觸覺(jué)、熱學(xué)方面)。
在任何情況下,存儲(chǔ)功能都應(yīng)始終保持在功能狀態(tài)A。非易失性存儲(chǔ)器的完整性應(yīng)在任意時(shí)間均得以保證。功能狀態(tài)的時(shí)間序列應(yīng)在性能規(guī)范中指明。允許的事件存儲(chǔ)條目必須與采購(gòu)方達(dá)成一致,并記錄在冊(cè)。
在功能狀態(tài)A至D中試樣不允許有所損壞。在任何時(shí)間都不允許有未定義的功能。安裝在試樣內(nèi)的電氣/電子組件的允許限值范圍(如:電、熱、機(jī)械)不能超出數(shù)據(jù)表的規(guī)定,至少應(yīng)通過(guò)參數(shù)測(cè)試(小)的要求(即,在室溫和工作電壓條件下試樣無(wú)瑕疵功能的關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試)來(lái)驗(yàn)證。
功能狀態(tài) A:試樣滿(mǎn)足所有指定功能。
功能狀態(tài) B:未使用。
功能狀態(tài) C:試樣在暴露于試驗(yàn)參數(shù)期間不滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)功能。在暴露于試驗(yàn)參數(shù)之后,試樣應(yīng)即刻自動(dòng)返回到功能狀態(tài)A,或者通過(guò)性能規(guī)范中指定的外部觸發(fā)機(jī)制返回到功能狀態(tài)A。任何時(shí)間都不允許未定義的功能。
功能狀態(tài) D1:試樣在暴露于試驗(yàn)參數(shù)期間不滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)功能。在暴露于試驗(yàn)參數(shù)之后,試樣應(yīng)通過(guò)終端開(kāi)/關(guān)返回功能狀態(tài)A(如有必要,在總線(xiàn)空閑時(shí))。
功能狀態(tài) D2:試樣在暴露于試驗(yàn)參數(shù)期間不滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)功能。在暴露于試驗(yàn)參數(shù)之后,試樣應(yīng)通過(guò)簡(jiǎn)單的干預(yù)返回功能狀態(tài)A(如:更換故障保險(xiǎn)絲)。
功能狀態(tài) E:試樣在暴露于測(cè)試參數(shù)期間不滿(mǎn)足一個(gè)或多個(gè)功能,并在暴露于測(cè)試參數(shù)之后應(yīng)修復(fù)或更換。試樣應(yīng)符合美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所(UL)公布的UL 94中V-0阻燃等級(jí)。
一個(gè)試樣通常包含數(shù)項(xiàng)功能,每個(gè)功能都可配置不同的功能等級(jí)。表1列出了每個(gè)功能等級(jí)對(duì)應(yīng)的功能狀態(tài)(A或C)。
表1. 功能等級(jí)和工作電壓范圍對(duì)照表
使用功能等級(jí)的最低要求:
功能等級(jí)1:保障和維持供電所必需的功能或與起動(dòng)相關(guān)的功能。
功能等級(jí)2:高可用性的功能(所指高可用性的定義:部件的功能至少達(dá)到ISO 26262《道路車(chē)輛-功能安全》系列標(biāo)準(zhǔn)[5-7]中對(duì)于電力供應(yīng)所規(guī)定的ASIL A級(jí)(ASIL:汽車(chē)安全完整性等級(jí)))。
功能等級(jí)3:駕駛操作必需的功能。
功能等級(jí)4:處于“發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉”或“電力系統(tǒng)僅從存儲(chǔ)供電”期間必須保留的快捷功能。
功能等級(jí)5:發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間(“發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)”)或“電力系統(tǒng)處于供電時(shí)”必須提供的快捷功能。
功能等級(jí)6:診斷與通信。
1)目的:根據(jù)電力電子系統(tǒng)的狀態(tài)(例如,能量存儲(chǔ)器的可用性),接通負(fù)載時(shí)可能導(dǎo)致瞬態(tài)欠壓。
2)測(cè)試:
① 瞬態(tài)欠壓試驗(yàn)a
瞬態(tài)欠壓a試驗(yàn)的配置參數(shù)詳見(jiàn)表2和圖1。
表2 瞬態(tài)欠壓a試驗(yàn)的配置參數(shù)
圖1 瞬態(tài)欠壓試驗(yàn)a脈沖圖
② 瞬態(tài)欠壓b試驗(yàn)
瞬態(tài)欠壓b試驗(yàn)的配置參數(shù)詳見(jiàn)表3和圖2。
表3 瞬態(tài)欠壓b試驗(yàn)的配置參數(shù)
用于保持駕駛準(zhǔn)備和電源供電的功能應(yīng)符合嚴(yán)酷等級(jí)1,對(duì)于高可用性等級(jí)的功能也同樣適用。
圖2. 瞬態(tài)欠壓b試驗(yàn)脈沖圖
3)要求:
應(yīng)符合功能等級(jí)和工作電壓范圍的相應(yīng)要求,參見(jiàn)表1。
1)目的:
模擬車(chē)輛電池在緩慢放電和充電過(guò)程中發(fā)生的供電電壓的緩慢下降和上升。
2)測(cè)試:
① 電源電壓的緩慢下降和上升a試驗(yàn)
電源電壓的緩慢下降和上升a試驗(yàn)的配置參數(shù)詳見(jiàn)表4和圖3。
表4 電源電壓緩慢下降和上升a試驗(yàn)的配置參數(shù)
圖3 電源電壓緩慢下降和上升a試驗(yàn)脈沖圖
② 電源電壓的緩慢下降和上升b試驗(yàn)
電源電壓的緩慢下降和上升b試驗(yàn)的配置參數(shù)詳見(jiàn)表5和圖4。
表5 電源電壓的緩慢下降和上升b試驗(yàn)的配置參數(shù)
圖4 電源電壓的緩慢下降和上升b試驗(yàn)脈沖圖
3)要求:
試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)估取決于在試驗(yàn)期間施加于部件的電壓范圍。
分為兩大塊:
① 在定義的部件工作電壓范圍內(nèi):功能狀態(tài)A。
② 在定義的部件工作電壓范圍外:功能狀態(tài)C。
1)目的:
對(duì)于具有彼此獨(dú)立的多個(gè)電源電壓輸入的組件,例如,若電壓由相互獨(dú)立的12伏電氣子系統(tǒng)供電,該試驗(yàn)確定這些供電分支的內(nèi)部獨(dú)立性。
2)測(cè)試:
多電源電壓均衡電流試驗(yàn)的配置參數(shù)和電路原理示意圖詳見(jiàn)表6和圖5。
表6 均衡電流試驗(yàn)的測(cè)試參數(shù)
圖5 均衡電流試驗(yàn)電路原理示意圖
3)要求:
在試驗(yàn)裝置中測(cè)量的均衡電流不允許超過(guò)100μA。單個(gè)故障不能超過(guò)或損害供電支路的獨(dú)立性。試驗(yàn)后應(yīng)驗(yàn)證符合功能狀態(tài)A的要求。
新能源車(chē)的發(fā)展是國(guó)家在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略方向。當(dāng)前,我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量居于全球第一,產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)基本能與國(guó)際保持同一水平。2019年國(guó)家補(bǔ)貼大幅滑坡,產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均承壓,但新能源汽車(chē)仍被認(rèn)為是未來(lái)走向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)的主路線(xiàn)之一,是國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。因此,建立汽車(chē)強(qiáng)國(guó)之路,為包括新能源汽車(chē)在內(nèi)的整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航,提供各方面更完備的配套技術(shù)支撐與檢測(cè)服務(wù)尤為緊要和急迫。
本文針對(duì)3.5噸以下汽車(chē)電氣電子部件、組件和模塊等產(chǎn)品的電氣負(fù)荷環(huán)境,以及12V電系統(tǒng)的性能試驗(yàn),給出了汽車(chē)電氣電子部件的功能狀態(tài)、功能等級(jí)和對(duì)應(yīng)運(yùn)行電壓范圍的劃分,詳細(xì)解析了近年來(lái)國(guó)際主要汽車(chē)品牌供貨規(guī)范中關(guān)于電氣要求和性能試驗(yàn)內(nèi)容的增補(bǔ)項(xiàng)目:瞬態(tài)欠壓、電源電壓的緩慢下降和上升、多電源電壓均衡電流三項(xiàng)試驗(yàn),包括實(shí)施試驗(yàn)的目的、條件配置及試驗(yàn)原理、試驗(yàn)后需要驗(yàn)證的功能與參數(shù)等方面要求。相關(guān)的檢測(cè)試驗(yàn)研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作將有助于推進(jìn)我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向著高質(zhì)量、高技術(shù)含量的方向發(fā)展和提升。












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