Att övervinna komplexa fordonsströmavvikelser: Praktiska tillämpningar av spänningsdipp- och avbrottssimulatorer för fordon

Abstrakt
Under fordonsdrift utlöser lösa kablagekontakter, oxiderade terminaler, isättning och urtagning av kontakter, plötsliga belastningsförändringar och andra driftsförhållanden kontinuerligt avvikelser i strömförsörjningen, såsom spänningsdippar, transienta mikroavbrott och kortvariga strömavbrott, vilket lätt orsakar fel, inklusive signalförlust från fordonets styrenheter och sensorer, styrenhetskrascher och felaktiga ställdonsåtgärder. För att reproducera sådana verkliga fordonsfel i laboratorier och fullständig verifiering av komponenternas tillförlitlighet är Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator ett oumbärligt standardiserat testinstrument. PFS-80V50A Automotive Wiring Harness Micro-Interruption Simulator lanserades av LISUN är en professionell simulator för spänningsdipp och avbrott i fordon. Utrustningen är utformad med en höghastighets elektronisk brytararkitektur och strikt överensstämmer med testspecifikationerna i klausul 4.9 i ISO 16750-2:2023, och kan noggrant reproducera olika transienta på- och avstängningsfel i kraftledningar och signalledningar. Den används i stor utsträckning för FoU-verifiering, fabriksleveransinspektion och tredjepartscertifiering av elektroniska styrdelar i fordon som är utrustade med personbilar, kommersiella fordon, entreprenadmaskiner och jordbruksutrustning. Denna artikel beskriver grundorsakerna till spänningsdipp och transienta avbrottsfel i fordon, utrustningens centrala tekniska egenskaper, jämför parametrar mellan olika modeller och branschövergripande tillämpningsscenarier, och analyserar fullständigt det praktiska värdet av simulatorn för spänningsdipp och avbrott i fordon. 

Bakgrund till fordonsspänningsdipp och transienta avbrottsfel och behovet av testning

Hela fordonets kablage består av hundratals grupper av kontakter, terminaler och koppartrådar kopplade i serie. Långvariga vibrationer, temperaturcykler och vattenångkorrosion ökar kontaktresistansen, vilket resulterar i spänningsdippar på millisekund- eller till och med mikrosekundnivå och tillfälliga strömavbrott under körning. För precisionselektroniska komponenter som karosserikontroller, millimetervågsradar och nya energibaserade BMS kan även ett strömavbrott på bara några mikrosekunder leda till förlust av minnesdata, frånkoppling av kommunikationsbussar och felaktig återställning av funktioner. När fel upptäcks under vägtester måste fordonstillverkare investera massiv arbetskraft för att felsöka kablage, chips och strömkretsar, vilket medför extremt höga korrigeringskostnader.

Konventionella enkla brytare och manuella insticksarmaturer kan inte exakt styra avbrottslängden och spänningsändringshastigheten, och vågformerna är inte reproducerbara, vilket gör att testresultaten inte kan uppfylla mätargranskningskraven från laboratorier hos Volkswagen, BMW, Tesla och andra biltillverkare. Däremot använder Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator programmerbara höghastighetselektroniska brytare för att kvantitativt styra dippamplitud, avbrottslängd och på- och av-cykler, och dess utgångsförhållanden är mycket förenliga med verkliga fordonsfel. Den kan avslöja svagheter i komponenternas störningsskydd i det tidiga FoU-skedet och fungerar som kärnhårdvara för nuvarande elektriska tillförlitlighetstester i fordon. Som en mainstream Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator har PFS-80V50A köpts in i omgångar av hundratals elektroniska kontrolllaboratorier hemma och utomlands.

Simulator för strömavbrott i fordon

Kärntekniska funktioner hos PFS-80V50A spänningsdipp- och avbrottssimulator för fordon

Ocuco-landskapet PFS-80V50A Mikroavbrottssimulator för kabelhärva för bilar är oberoende utvecklad av LISUN och fungerar som en standardiserad simulator för spänningsfall och avbrott i fordonsdrift. Dess hårdvara är uppdelad i två huvudmoduler: en simuleringsenhet för effektslingor och en simuleringsenhet för flerkanalig signalslinga. De två enheterna kan fungera oberoende av varandra eller synkront för att simulera sammansatta strömavbrottsfel, och täcker alla klausuler för test av ledningsnätsavbrott i nationella och internationella standarder, inklusive ISO 16750-2:2023, VW 80000 och LV 124.

När det gäller simuleringskapacitet för kraftledningar stöder utrustningen en maximal belastning på ±80V / 50A för DUT:s strömförsörjningsslinga, byggd med tre styrbara brytare S1, S- och S2, med flera valfria urladdningsmotstånd. Den kan simulera spänningsfallsförhållanden orsakade av öppen krets i kablaget, omedelbar kortslutning, strömavbrott under inkoppling och plötsliga belastningsförändringar. Brytarnas stigande och fallande flanktid styrs inom 200 nanosekunder, med en maximal spänningsförändringshastighet på 100V per mikrosekund. Det justerbara avbrottsområdet täcker 1μs till 16s, vilket möjliggör fri redigering av både mindre strömavbrotts- och långvariga underspänningsförhållanden för att noggrant återge olika verkliga fordonsdippvågformer. Standardkalibreringsmotstånd på 1Ω och 100Ω är utrustade för precisionsverifiering före och efter varje test för att säkerställa att testdata uppfyller CNAS-laboratoriernas spårbarhetskrav.

När det gäller signalledningssimuleringskapacitet integrerar enheten 16 ömsesidigt oberoende signalkanaler, som var och en stöder en belastning på ±50V / 3A, lämpliga för testning av fordonskommunikationskablage som CAN, LIN och Ethernet. Två testlägen är tillgängliga: enkanaligt oberoende avbrott och flerkanaligt synkront momentant avbrott. Omkopplingstid och avbrottsintervall kan anpassas och programmeras via övre datorprogramvara för att simulera flerkanaligt samtidig signalförlust orsakad av lossning av flera kablagekontakter, vilket verifierar kommunikationsfeltoleransen hos instrument, radar och karosserimoduler.

Den kompletta simulatorn för spänningsdipp och avbrott för fordon är utrustad med visuell programmerbar programvara. Operatörer kan hämta inbyggda testmallar för stora biltillverkare med ett klick utan att manuellt redigera komplexa tidskurvor. Spänningsvågformer, avbrottstidsstämplar och strömvariationsdata registreras automatiskt under testningen, och PDF-rapporter som är tillgängliga för certifieringsrevision kan exporteras direkt efter testet, vilket avsevärt minskar testtiden för varje provsats. Chassit har standardiserade skåpdimensioner och kan kombineras med fyrkvadrantspänningssimulatorer, lastdumpgeneratorer och jordoffsetsimulatorer för att bilda det kompletta LS-ISO16750-system för omfattande test av fordonselektriska prestanda, vilket möjliggör en enda stopp-slutförande av alla elektriska stresstester som specificeras av ISO 16750-standarder.

Parameterjämförelsetabell för LISUN Fullständig serie spänningsdipp- och avbrottssimulator för fordon

Praktiska tillämpningar av spänningsdipp- och avbrottssimulatorer i fordonsteknik i ett fullständigt scenario

PFS-80V50A spänningsdipp- och avbrottssimulatorn för fordon täcker alla testlänkar i den industriella kedjan för fordonselektronik, med distinkta tillämpningsvärden i olika scenarier. Det första scenariot är komponentforskningslaboratorier. Forskningsingenjörer kan reproducera spänningsdippar och mikroavbrott av olika varaktigheter och amplituder via utrustningen, jämföra strömavstängningsmotståndet hos olika strömförsörjningschip, filterkretsar och energilagringskondensatorscheman, optimera kretsskyddslösningar i prototypdesignstadiet och undvika massfelproblem under kompletta fordonstester.

Det andra scenariot är kvalitetskontroll av fabriksleveranser. Inbyggda standardiserade testmallar för Volkswagen, Toyota och General Motors finns tillgängliga. Operatörer i produktionslinjen behöver inte vara bekanta med komplexa standardbestämmelser. Efter att ha anslutit DUT-styrenheterna och sensorerna till kretsen kan automatisk testning med ett klick initieras för att snabbt granska okvalificerade produkter med defekter som krascher efter strömavbrott och signalförlust, garantera konsekvent elektrisk tillförlitlighet hos levererade produkter och minska riskerna för felanmälningar efter försäljning.

Det tredje scenariot är tredjepartslaboratorier för fordonstest. Utrustningen är utrustad med kompletta kalibreringsstödjande komponenter, och utgående vågformsdata för spänningsdippar och mikroavbrott kan generera CNAS-ackrediterade testrapporter för att uppfylla certifieringskraven för leveranskedjans åtkomst från fordonstillverkare, vilket stöder efterlevnadstestföretag för ledningsavbrott för olika personbils- och byggmaskinkomponenter hemma och utomlands.

Det fjärde scenariot är kompletta laboratorier för reproduktion av fordonsfel. När intermittenta, svåra fel, såsom svarta instrumentskärmar, strömavbrott och radarsignalförlust, uppstår på verkliga fordon, kan ingenjörer samla in verkliga fordonsfelvågformer och importera dem till Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator för 1:1-replikering, vilket snabbt lokaliserar om grundorsaken till felen ligger i styrenheter, kablage eller strömförsörjningsslingor och avsevärt förkortar felsökningscykeln.

Det femte scenariot är tillförlitlighetstester på universitet och forskningsinstitut för fordonsindustrin. Utrustningens programmerbara tidsfunktion stöder anpassade extrema dippar och sammansatta arbetsförhållanden med flera på varandra följande transienta avbrott, vilket kan användas för att studera mekanismen för åldrandefel hos elektroniska fordonskomponenter under långvariga och frekventa avstängningsmiljöer och ge testdatastöd för design av nya generationens elektroniska styrprodukter.

Om laboratorier behöver bygga en komplett ISO 16750-testplattform kan PFS-80V50A Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator kombineras med LISUN fyrkvadrants spänningssimulatorer, lastdumpgeneratorer, kortslutningssimulatorer för kablage och jordoffsetsimulatorer för att bilda det integrerade LS-ISO16750 omfattande testskåpet, som täcker alla internationella och OEM-teststandarder relaterade till fordons elektriska belastningar på ett och samma ställe.

Slutsats

Spänningsdippar och transienta mikroavbrott orsakade av fullständiga fordonsvibrationer och åldrande kablage är de vanligaste avvikelserna i strömförsörjningen i fordonselektronik. Konventionella manuella fixturer kan inte genomföra kvantitativa och reproducerbara standardiserade tester, vilket gör Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator till ett professionellt kärninstrument för att lösa sådana testproblem. Som en mogen Automotive Voltage Dip and Interruption Simulator, LISUN PFS-80V50A Kabelhärva för bilar Mikroavbrottssimuleringr uppfyller helt globala specifikationer för fordonselektrisk testning, inklusive ISO 16750-2, VW 80000 och LV 124, och bygger på tre kärnfördelar: höghastighetsomkopplare på nanosekundnivå, oberoende simulering av effekt- och signalkanaler med dubbla kanaler och inbyggda testmallar för flera biltillverkare.

När det gäller utrustningsval är PFS-80V50A-modellen att föredra för FoU och produktionslinjetestning av lågspänningsdelar som miniatyrsensorer och karossstyrenheter. Högpresterande ny energielektronisk styrning och tunga kommersiella fordonskomponenter kan uppgraderas till 100A-, 150A- eller 300A-modeller enligt aktuella krav. Denna serie spänningsdipp- och avbrottssimulatorer för fordon är tillämpliga på olika affärsscenarier, inklusive FoU-verifiering, fabriksleveransinspektion, tredjepartscertifiering och felreproduktion. De kan i förväg avslöja funktionsfel i fordonselektronik under spänningsdipp och transienta avbrottsförhållanden, effektivt minska FoU-åtgärder och underhållskostnader efter försäljning för biltillverkare, och fungera som oumbärlig standardiserad testutrustning för laboratorier för fordonselektrisk tillförlitlighet.