CN110907726B - 车用控制器热测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用控制器热测试系统及方法，该系统包括：多个测温装置、温度试验箱、待测车用控制器，输入装置、负载箱、数据采集装置及数据处理装置，待测车用控制器设置于温度试验箱中，多个测温装置分别设置于待测车用控制器内部的测试点上，输入装置与待测车用控制器的输入端连接，负载箱与待测车用控制器的输出端连接，数据采集装置的输入端分别与待测车用控制器的输出端和测温装置连接，数据处理装置与数据采集装置的输出端连接。该系统可以在热测试过程中更精确地获取到待测车用控制器内部的测试点对应的每个电子器件的结温，在车用控制器开发阶段前期及时发现、定位热设计问题，缩短了开发周期及提高了车用控制器的可靠性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及汽车电子技术领域，尤其涉及一种车用控制器热测试系统及方法。
背景技术
随着汽车智能化、网联化、电动化及共享化技术的快速发展，车用控制器的功耗也越来越高，尤其是以域控制器、车载计算平台为代表的大功率控制器，其功耗高达几十瓦特甚至上百瓦特。车用控制器在工作期间所消耗的电能，除了有用功外，大部分转化成热量散发到环境中。车用控制器产生的热量，使车用控制器和车用控制器内部电子器件的温度上升。如果不能及时将该热量散发，车用控制器和车用控制器内部电子器件的温度将会继续上升，当温度超过电子器件的温度上限时，电子器件就会因温度超过温度阈值发生热失效，导致车用控制器故障。因此，进行车用控制器的热测试非常重要。
目前，车用控制器的热测试为将车用控制器放置于设定的环境温度中，通过测量车用控制器的输入、输出和通信信号来判断车用控制器是否正常工作。
但是，上述热测试方式只通过测试车用控制器是否正常工作来确定热测试是否通过，这导致当热测试无法通过时，无法对车用控制器的设计参数进行合理调整，使得车用控制器的开发周期较长，且基于该热测试方式设计出的车用控制器的可靠性较低。
发明内容
本发明提供一种车用控制器热测试系统及方法，以解决目前的车用控制器热测试方法导致车用控制器的开发周期长且车用控制器的可靠性低的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种车用控制器热测试系统，包括：
多个测温装置、温度试验箱、待测车用控制器，输入装置、负载箱、数据采集装置及数据处理装置；
其中，所述待测车用控制器设置于所述温度试验箱中，多个所述测温装置分别设置于所述待测车用控制器内部的测试点上，所述输入装置与所述待测车用控制器的输入端连接，所述负载箱与所述待测车用控制器的输出端连接，所述数据采集装置的输入端分别与所述待测车用控制器的输出端和所述测温装置连接，所述数据处理装置与所述数据采集装置的输出端连接；
所述数据采集装置用于在第一预设条件下，在所述待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集所述待测车用控制器的各个测试点上的第一测试温度以及各个测试点对应的电子器件的第一电气参数；其中，所述第一预设条件包括：温度试验箱为第一预设温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
所述数据处理装置用于根据所述数据采集装置采集到的各个测试点对应的电子器件的第一电气参数以及对应的第一测试温度，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温，将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比，根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过。
第二方面，本发明实施例提供一种车用控制器热测试方法，应用于第一方面提供的所述的车用控制器热测试系统中，所述方法包括：
根据数据采集装置在第一预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第一测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第一电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温；其中，所述第一预设条件包括：温度试验箱为第一预设温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比；
根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第二方面提供的车用控制器热测试方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第二方面提供的车用控制器热测试方法。
本实施例提供一种车用控制器热测试系统及方法，该系统包括：多个测温装置、温度试验箱、待测车用控制器，输入装置、负载箱、数据采集装置及数据处理装置，其中，待测车用控制器设置于温度试验箱中，多个测温装置分别设置于待测车用控制器内部的测试点上，输入装置与待测车用控制器的输入端连接，负载箱与待测车用控制器的输出端连接，数据采集装置的输入端分别与待测车用控制器的输出端和测温装置连接，数据处理装置与数据采集装置的输出端连接，可以在车用控制器的热测试过程中更精确地获取到待测车用控制器内部的测试点对应的每个电子器件的结温，以便在第一预设条件下的第一温度测试的未通过时，依据获取到的第一结温对待测车用控制器进行改进和优化，一方面，当热测试无法通过时，可以对待测车用控制器的设计参数进行合理调整，缩短了车用控制器的开发周期，另一方面，依据该热测试方法设计出的车用控制器的可靠性较高。
附图说明
图1为本发明提供的车用控制器热测试系统实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例一的流程示意图；
图3A为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例二的流程示意图；
图3B为图3A所示实施例中一种具体实现方式的流程示意图；
图4A为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例三的流程示意图；
图4B为图4A所示实施例中一种具体实现方式的流程示意图；
图5为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例四的流程示意图；
图6为本发明提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明提供的车用控制器热测试系统实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的车用控制器热测试系统包括：多个测温装置11、温度试验箱12、待测车用控制器13，输入装置14、负载箱15、数据采集装置16及数据处理装置17。
其中，待测车用控制器13设置于温度试验箱12中。多个测温装置11分别设置于待测车用控制器13内部的测试点上。输入装置14与待测车用控制器13的输入端连接，负载箱15与待测车用控制器13的输出端连接。数据采集装置16的输入端分别与待测车用控制器13的输出端和测温装置11连接。数据处理装置17与数据采集装置16的输出端连接。
可选地，该车用控制器热测试系统还包括负载连接线束8，数据采集通道9以及数据通信通道10。
数据采集装置16用于在第一预设条件下，在待测车用控制器13的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集待测车用控制器13的各个测试点上的第一测试温度以及各个测试点对应的电子器件的第一电气参数。其中，第一预设条件包括：温度试验箱12为第一预设温度、待测车用控制器13在最高电源电压启动以及待测车用控制器13在输入装置14和负载箱15的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
数据处理装置17用于根据数据采集装置16采集到的各个测试点对应的电子器件的第一电气参数以及对应的第一测试温度，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温，将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比，根据每个电子器件的温度降额比，确定待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过。
具体地，数据采集装置16通过测温装置11确定待测车用控制器13的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集待测车用控制器13的各个测试点上的第一测试温度以及各个测试点对应的电子器件的第一电气参数。测试点可以为待测车用控制器13中温度较高、温度感知敏感的电子器件的外壳。可选地，测试点还可以为待测车用控制器13壳体的各个局部表面温度最高的位置。本实施例中的测试点对应的电子器件可以是待测车用控制器13中的各种芯片。第一测试温度也可以称为各个测试点对应的电子器件的壳温。本实施例中涉及的待测车用控制器13可以为车载的各种控制器，例如，车载电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)等。
可选地，温度变化率阈值可以为0.2℃/分钟。
本实施例中，数据采集装置可以在各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集待测车用控制器13的各个测试点上的第一测试温度，由于测试点与电子器件对应，因此，第一测试温度也与电子器件对应。换句话说，一个测试点对应一个电子器件，该电子器件对应一个第一电气参数以及一个第一测试温度。数据处理装置17根据该第一电气参数以及该第一测试温度，可以确定该电子器件的第一结温。
一实现方式中，该系统还可以包括测试点确定装置18，用于确定待测车用控制器13内部的测试点的位置。示例性地，该测试点确定装置18可以是红外热成像仪，测温装置11可以是热电偶。
可选地，第一预设条件中的第一预设温度可以为常温，即25℃。
本实施例中的预设的电气负荷工况为待测车用控制器正常工作模式下，热负荷最大的电气负载条件。根据相应的技术规范将待测车用控制器连接到真实或者模拟的输入信息和输出驱动负载，模拟负载和真实负载电特性相同，最大程度地模拟控制器的热耗和热负荷，具体模拟以下内容：控制器内部电子器件的瞬时、连续和同步电气负荷条件，控制器及其内部电子器件的热耗，以及控制器内部电子器件的传热效果。
可选地，该系统还包括显示装置，显示装置用于与数据采集装置连接，用于显示数据采集装置采集到的第一电气参数以及第一测试温度。该显示装置可以集成于数据处理装置17中。
本实施例中的系统除了可以在第一预设条件下评估待测车用控制器的热性能之外，还可以在第二预设条件各子条件下、第三预设条件各子条件下以及第四预设条件下评估待测车用控制器的热性能。其中，第一预设条件下的测试对应常温热测试。第二预设条件各子条件的测试分别对应最低电源电压条件下的高温热测试、第一预设电源电压条件下的高温热测试以及最高电源电压条件下的高温热测试。第三预设条件各子条件的测试分别对应最低电源电压条件下的低温热测试、第一预设电源电压条件下的低温热测试以及最高电源电压条件下的低温热测试。第四预设条件的测试对应最坏情况下峰值热测试。其中，第一预设电源电压可以是处于待测车用控制器的最低工作电源电压及最高工作电源电压的中间位置左右的电源电压，即车用蓄电池的额定电压。例如，假设待测车用控制器的工作电源电压范围为9V-16V，则第一预设电源电压可以是12V。以上热测试的具体实现过程将在车用控制器热测试方法实施例中进行详细描述。
该系统可以利用温度试验箱12模拟待测车用控制器工作时的不同环境温度，利用输入装置14和负载箱15模拟待测车用控制器的不同电气负荷工况。
本实施例提供的车用控制器热测试系统能够在车用控制器开发的不同阶段对车用控制器进行热测试和热负荷分析，实现针对车用控制器的方案性热测试、改进性热测试以及验证性热测试。
图2为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例一的流程示意图。本实施例可以由车用控制器热测试系统中的数据处理装置来执行，该数据处理装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该数据处理装置可以集成于计算机设备中。本实施例提供的方法可以应用于车用控制器热测试系统实施例及各种可选的实施方式中。如图2所示，本实施例提供的车用控制器热测试方法包括如下步骤：
步骤201：根据数据采集装置在第一预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第一测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第一电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温。
其中，所述第一预设条件包括：温度试验箱为第一预设温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
具体地，在执行步骤201之前，还可以进行以下操作：将待测车用控制器处于关断状态，放置于第一预设温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟；在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值；以待测车用控制器在最高电源电压启动，然后立刻按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能，持续记录温度上升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到各个测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。之后，执行步骤201。
一实现方式中，第一电气参数包括各个测试点对应的电子器件的第一电流与第一电压，根据第一电压确定出各个电子器件上的压降，再根据压降与第一电流，确定每个电子器件的第一功率。根据每个电子器件的第一功率、电子器件的热阻系数以及对应的第一测试温度，确定每个电子器件的第一结温。具体可以根据公式
确定电子器件的第一结温。其中，
表示第j个电子器件的第一结温，
表示第j个电子器件的第一功率，θj表示第j个电子器件的热阻系数，通过电子器件的数据手册获取，
表示该电子器件对应的测试点上的第一测试温度，即该电子器件的壳温。
步骤202：将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比。
步骤203：根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过。
具体地，可以从电子器件的数据手册中获取每个电子器件的最高工作温度，之后，将每个电子器件的最高工作温度及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比。
在步骤203中，具体可以根据每个电子器件的温度降额比，确定所有电子器件的温度降额比的离差。可以根据公式
确定温度降额比的离差。其中，N表示电子器件的个数，ψi表示第i个电子器件的温度降额比，ψAVG表示N个电子器件的平均温度降额比。
当温度降额比的离差小于离差阈值时，确定待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试通过。若第一预设温度为常温温度，即25℃，则说明待测车用控制器在25℃、在最高电源电压启动以及预设的电气负荷工况下的常温热测试通过。当常温热测试通过时，可以进行后续的第二预设条件下的第二温度测试。将在后续实施例中进行详细说明。当温度降额比的离差小于离差阈值时，说明待测车用控制器内部的电子器件的温度相对于高温上限的温度降额比的均匀性指标满足均匀性指标。
当温度降额比的离差大于或者等于离差阈值时，确定待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试未通过。此时，可以根据各个测试点上的第一测试温度、各个测试点对应的电子器件的温度变化情况及第一电气参数进行硬件原理、印刷电路板或者机械设计改进和优化。
本实施例提供的车用控制器热测试系统及方法，相较于目前通过测试车用控制器是否正常工作来确定热测试是否通过的方案，可以在热测试过程中更精确地获取到待测车用控制器内部的测试点对应的每个电子器件的结温，以便在
第一预设条件下的第一温度测试的未通过时，依据获取到的第一结温对待测车用控制器进行改进和优化，一方面，当热测试无法通过时，可以对待测车用控制器的设计参数进行合理调整，缩短了车用控制器的开发周期，另一方面，依据该热测试方法设计出的车用控制器的可靠性较高。
图3A为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例二的流程示意图。本实施例在图2所示实施例及各种可选的实现方式的基础上，对第一预设条件下的第一温度测试通过后的步骤进行详细说明。为了描述方便，本实施例只介绍步骤203之后的步骤。如图3A所示，本实施例提供的车用控制器热测试方法还包括如下步骤：
步骤301：根据数据采集装置在第二预设条件的各子条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，分别采集到的各个测试点上的第二测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第二电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第二结温。
其中，第二预设条件的第一子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最高工作温度、待测车用控制器在最低电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
第二预设条件的第二子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最高工作温度、待测车用控制器在第一预设电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
第二预设条件的第三子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最高工作温度、待测车用控制器在最高电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
具体地，在该实施例中，第二预设条件下的热测试对应高温热测试，具体需要分别获取第二预设条件的三种子条件下的每个测试点对应的电子器件的第二结温。其中，第二预设条件的第一子条件的测试对应最低电源电压条件下的高温热测试，第二预设条件的第二子条件的测试对应第一预设电源电压条件下的高温热测试，第二预设条件的第三子条件的测试对应最高电源电压条件下的高温热测试。
需要说明的是，在第二预设条件的三种子条件下的测试可以以任意的顺序进行，也即，既可以先进行最低电源电压条件下的高温热测试，再进行第一预设电源电压条件下的高温热测试，最后进行最高电源电压条件下的高温热测试，也可以先进行最高电源电压条件下的高温热测试，再进行最低电源电压条件下的高温热测试，最后进行第一预设电源电压条件下的高温热测试。本实施例对此不作限制。
针对第二预设条件的每个子条件，均可以获取到每个电子器件的第二结温。具体可以根据公式
确定电子器件的第二结温。其中，
表示第j个电子器件的第二结温，
表示第j个电子器件的第二功率，具体根据第二电气参数确定，θj表示第j个电子器件的热阻系数，通过电子器件的数据手册获取，
表示该电子器件对应的测试点上的第二测试温度。
步骤302：针对第二预设条件的每个子条件，根据每个电子器件的第二结温以及预设的判定条件，确定待测车用控制器在第二预设条件的每个子条件下的第二温度测试是否通过。
可选地，预设的判定条件包括以下至少一项：每个电子器件的高温上限与对应电子器件的第二结温的差值均大于差值阈值；每个电子器件的第二结温大于对应电子器件的低温下线；每个电子器件的第二结温上升速率均小于预设上升速率阈值；每个电子器件的第二结温的上升量均小于预设上升量阈值。
在第二预设条件的某个子条件中，当每个电子器件的第二结温均满足预设的判定条件时，确定该子条件下的第二温度测试，即，该子条件下的高温热测试通过。
步骤303：当确定待测车用控制器在第二预设条件的每个子条件下的第二温度测试均通过时，确定待测车用控制器在第二预设条件下的第二温度测试通过。
图3B为图3A所示实施例中一种具体实现方式的流程示意图。如图3B所示，该实现方式包括如下步骤：
步骤311：将待测车用控制器处于关断状态，放置于最高工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
示例性地，该最高工作温度可以是85℃、95℃、105℃或者120℃。可以根据待测车用控制器的安全位置来确定最高工作温度。
步骤312：在激活待测车用控制器前记录所有的测试点的温度值。
步骤313：待测车用控制器在轻载/空载条件下，以待测车用控制器在最低电源电压启动，模拟热启动工况。持续记录温升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤314：再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最高工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤315：在激活待测车用控制器前记录所有的测试点的温度值。
步骤316：以待测车用控制器在最低电源电压启动，模拟热启动工况，然后立刻按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温度上升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤317：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第二测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第二电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第二结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成最低电源电压条件下的高温热测试。
步骤318：将待测车用控制器的电源电压设置为第一预设电源电压，再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最高工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤319：在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值。
步骤320：按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤321：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第二测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第二电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第二结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成第一预设电源电压条件下的高温热测试。
步骤322：将待测车用控制器电源电压设置为最高电源电压，再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最高工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤323：在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值。
步骤324：按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤325：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第二测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第二电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第二结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成最高电源电压条件下的高温热测试。
本实施例提供了三种电压条件下的高温热测试，如果该三种电压条件下的高温热测试均通过时，进行低温热测试。低温热测试的具体过程将在后续实施例中进行详细描述。如果该三种电压条件下的高温热测试中任一电压条件下的热测试未通过时，根据各个测试点上的第二测试温度、对应的电子器件的温度变化情况及第二电气参数进行硬件原理、印刷电路板或者机械设计改进和优化。
本实施例提供的车用控制器热测试方法，评估车用控制器在高温条件下的性能偏差是否在允许的容差范围内。通过进行所述的三种电压条件下的高温热测试，可以在车用控制器开发阶段前期及时发现、定位热设计不足问题，通过设计参数调整和优化，缩短车用控制器的开发周期，同时提高车用控制器的可靠性。
图4A为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例三的流程示意图。本实施例在图3A所示实施例及各种可选的实现方式的基础上，对第二预设条件下的高温热测试通过后的步骤进行详细说明。为了描述方便，本实施例只介绍步骤303之后的步骤。如图4A所示，本实施例提供的车用控制器热测试方法还包括如下步骤：
步骤401：根据数据采集装置在第三预设条件的各子条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，分别采集到的各个测试点上的第三测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第三电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第三结温。
其中，第三预设条件的第一子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最低工作温度、待测车用控制器在最低电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
第三预设条件的第二子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最低工作温度、待测车用控制器在第一预设电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
第三预设条件的第三子条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最低工作温度、待测车用控制器在最高电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况。
具体地，在该实施例中，第三预设条件下的热测试对应低温热测试，具体需要分别获取第三预设条件的三种子条件下的每个测试点对应的电子器件的第三结温。其中，第三预设条件的第一子条件的测试对应最低电源电压条件下的低温热测试，第三预设条件的第二子条件的测试对应第一预设电源电压条件下的低温热测试，第三预设条件的第三子条件的测试对应最高电源电压条件下的低温热测试。
针对第三预设条件的每个子条件，均可以获取到每个电子器件的第三结温。具体可以根据公式
确定电子器件的第三结温。其中，
表示第j个电子器件的第三结温，
表示第j个电子器件的第三功率，具体根据第三电气参数确定，θj表示第j个电子器件的热阻系数，通过电子器件的数据手册获取，
表示该电子器件对应的测试点上的第三测试温度。
步骤402：针对第三预设条件的每个子条件，根据每个电子器件的第三结温以及预设的判定条件，确定待测车用控制器在第三预设条件的每个子条件下的第三温度测试是否通过。
可选地，预设的判定条件包括以下至少一项：每个电子器件的高温上限与对应电子器件的第三结温的差值均大于差值阈值；每个电子器件的第三结温大于对应电子器件的低温下线；每个电子器件的第三结温上升速率均小于预设上升速率阈值；每个电子器件的第三结温的上升量均小于预设上升量阈值。
在第三预设条件的某个子条件中，当每个电子器件的第三结温均满足预设的判定条件时，确定该子条件下的第三温度测试，即，该子条件下的低温热测试通过。
步骤403：当确定待测车用控制器在第三预设条件的每个子条件下的第三温度测试均通过时，确定待测车用控制器在第三预设条件下的第三温度测试通过。
图4B为图4A所示实施例中一种具体实现方式的流程示意图。如图4B所示，该实现方式包括如下步骤：
步骤411：将待测车用控制器处于关断状态，放置于最低工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
示例性地，该最低工作温度可以是-40℃。
步骤412：在激活待测车用控制器前记录所有的测试点的温度值。
步骤413：待测车用控制器在轻载/空载条件下，以待测车用控制器在最低电源电压启动，模拟冷启动工况。持续记录温升速率以及待测车用控制器内部最低温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤414：再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最低工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤415：在激活待测车用控制器前记录所有的测试点的温度值。
步骤416：以待测车用控制器在最低电源电压启动，模拟冷启动工况，然后立刻按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温度上升速率以及待测车用控制器内部最低温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤417：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第三测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第三电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第三结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成最低电源电压条件下的低温热测试。
步骤418：将待测车用控制器的电源电压设置为第一预设电源电压，再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最低工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤419：在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值。
步骤420：按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温升速率以及待测车用控制器内部最低温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤421：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第三测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第三电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第三结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成第一预设电源电压条件下的低温热测试。
步骤422：将待测车用控制器的电源电压设置为最高电源电压，再次将待测车用控制器处于关断状态，放置于最低工作温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤423：在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值。
步骤424：按照根据预设的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能。记录温升速率以及待测车用控制器内部最低温度，直到测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。
步骤425：数据处理装置根据数据采集装置在该条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第三测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第三电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第三结温，并确定是否满足预设的判定条件，完成最高电源电压条件下的低温热测试。
本实施例提供了三种电压条件下的低温热测试，如果该三种电压条件下的低温热测试均通过时，进行最坏情况下峰值热测试。最坏情况下峰值热测试的具体过程将在后续实施例中进行详细描述。如果该三种电压条件下的低温热测试中任一电压条件下的热测试未通过时，根据各个测试点对应的电子器件的温度变化情况及第三电气参数进行硬件原理、印刷电路板或者机械设计改进和优化。
本实施例提供的车用控制器热测试方法，评估车用控制器在低温条件下的性能偏差是否在允许的容差范围内。通过进行所述的三种电压条件下的低温热测试，可以在车用控制器开发阶段前期及时发现、定位热设计不足问题，通过设计参数调整和优化，缩短车用控制器的开发周期，同时提高车用控制器的可靠性。
图5为本发明提供的车用控制器热测试方法实施例四的流程示意图。本实施例在图4A所示实施例及各种可选的实现方式的基础上，对第三预设条件下的低温热测试通过后的步骤进行详细说明。为了描述方便，本实施例只介绍步骤403之后的步骤。如图5所示，本实施例提供的车用控制器热测试方法还包括如下步骤：
步骤501：根据数据采集装置在第四预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第四测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第四电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第四结温。
其中，第四预设条件包括：温度试验箱为待测车用控制器的最高工作温度、待测车用控制器在最高电源电压启动以及待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于最坏的电气负荷工况。
本实施例中，第四预设条件的测试对应最坏情况下峰值热测试。
具体地，在执行步骤501之前，还可以进行以下操作：将待测车用控制器处于关断状态，放置于最高温度环境下至少30分钟，保证温度变化率不超过0.2℃/分钟；在激活待测车用控制器前，记录所有的测试点的温度值；以待测车用控制器在最高电源电压启动，然后立刻按照根据最坏的电气负荷工况确定的电气负荷条件激活输入/输出功能，使得所有的输出负载都在最坏情况下工作。持续记录温度上升速率以及待测车用控制器内部最高温度，直到各个测试点温度变化率不超过0.2℃/分钟。之后，执行步骤501。
具体可以根据公式
确定电子器件的第一结温。其中，
表示第j个电子器件的第四结温，
表示第j个电子器件的第四功率，根据第四电气参数确定第四功率，θj表示第j个电子器件的热阻系数，通过电子器件的数据手册获取，
表示该电子器件对应的测试点上的第四测试温度。
步骤502：根据每个电子器件的第四结温以及预设的判定条件，确定待测车用控制器在第四预设条件的第四温度测试是否通过。
可选地，预设的判定条件包括以下至少一项：每个电子器件的高温上限与对应电子器件的第四结温的差值均大于差值阈值；每个电子器件的第四结温大于对应电子器件的低温下线；每个电子器件的第四结温上升速率均小于预设上升速率阈值；每个电子器件的第四结温的上升量均小于预设上升量阈值。
根据该实施例提供的热测试方法可以实现评估待测车用控制器在严酷的高温条件和最坏情况下短时间运行的能力。
图6为本发明提供的计算机设备的结构示意图。如图6所示，该计算机设备包括处理器60和存储器61。该计算机设备中处理器60的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器60为例；该计算机设备的处理器60和存储器61可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
存储器61作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车用控制器热测试方法对应的程序指令以及模块。处理器60通过运行存储在存储器61中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车用控制器热测试方法。
存储器61可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器61可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器61可进一步包括相对于处理器60远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本发明还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明任意实施例提供的车用控制器热测试方法的相关操作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种车用控制器热测试系统，其特征在于，包括：多个测温装置、温度试验箱、待测车用控制器，输入装置、负载箱、数据采集装置及数据处理装置；
其中，所述待测车用控制器设置于所述温度试验箱中，多个所述测温装置分别设置于所述待测车用控制器内部的测试点上，所述输入装置与所述待测车用控制器的输入端连接，所述负载箱与所述待测车用控制器的输出端连接，所述数据采集装置的输入端分别与所述待测车用控制器的输出端和所述测温装置连接，所述数据处理装置与所述数据采集装置的输出端连接；
所述数据采集装置用于在第一预设条件下，在所述待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集所述待测车用控制器的各个测试点上的第一测试温度以及各个测试点对应的电子器件的第一电气参数；其中，所述第一预设条件包括：温度试验箱为第一预设温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
所述数据处理装置用于根据所述数据采集装置采集到的各个测试点对应的电子器件的第一电气参数以及对应的第一测试温度，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温，将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比，根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括测试点确定装置，所述测试点确定装置用于确定所述待测车用控制器内部的测试点的位置。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示装置，所述显示装置用于与所述数据采集装置连接，用于显示所述数据采集装置采集到的第一测试温度和第一电气参数。
4.一种车用控制器热测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-3任一项所述的车用控制器热测试系统中，所述方法包括：
根据数据采集装置在第一预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第一测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第一电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温；其中，所述第一预设条件包括：温度试验箱为第一预设温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
将每个电子器件的最高工作温度以及第一结温的差值，确定为每个电子器件的温度降额比；
根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过；
其中，所述根据每个电子器件的温度降额比，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试是否通过，包括：
根据公式
确定温度降额比的离差；其中，N表示电子器件的个数，ψi表示第i个电子器件的温度降额比，ψAVG表示N个电子器件的平均温度降额比；
当所述温度降额比的离差小于离差阈值时，确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试通过。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定所述待测车用控制器在第一预设条件下的第一温度测试通过时，所述方法还包括：
根据数据采集装置在第二预设条件的各子条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，分别采集到的各个测试点上的第二测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第二电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第二结温；其中，所述第二预设条件的第一子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最高工作温度、所述待测车用控制器在最低电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；所述第二预设条件的第二子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最高工作温度、所述待测车用控制器在第一预设电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；所述第二预设条件的第三子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最高工作温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
针对第二预设条件的每个子条件，根据每个电子器件的第二结温以及预设的判定条件，确定所述待测车用控制器在第二预设条件的每个子条件下的第二温度测试是否通过；
当确定所述待测车用控制器在第二预设条件的每个子条件下的第二温度测试均通过时，确定所述待测车用控制器在第二预设条件下的第二温度测试通过。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述待测车用控制器在第二预设条件下的第二温度测试通过时，所述方法还包括：
根据数据采集装置在第三预设条件的各子条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，分别采集到的各个测试点上的第三测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第三电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第三结温；其中，所述第三预设条件的第一子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最低工作温度、所述待测车用控制器在最低电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；所述第三预设条件的第二子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最低工作温度、所述待测车用控制器在第一预设电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；所述第三预设条件的第三子条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最低工作温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于预设的电气负荷工况；
针对第三预设条件的每个子条件，根据每个电子器件的第三结温以及预设的判定条件，确定所述待测车用控制器在第三预设条件的每个子条件下的第三温度测试是否通过；
当确定所述待测车用控制器在第三预设条件的每个子条件下的第三温度测试均通过时，确定所述待测车用控制器在第三预设条件下的第三温度测试通过。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定所述待测车用控制器在第三预设条件下的第三温度测试通过时，所述方法还包括：
根据数据采集装置在第四预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第四测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第四电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第四结温；其中，所述第四预设条件包括：温度试验箱为所述待测车用控制器的最高工作温度、所述待测车用控制器在最高电源电压启动以及所述待测车用控制器在输入装置和负载箱的作用下，工作于最坏的电气负荷工况；
根据每个电子器件的第四结温以及预设的判定条件，确定所述待测车用控制器在第四预设条件的第四温度测试是否通过。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，预设的判定条件包括以下至少一项：
每个电子器件的高温上限与对应电子器件的结温的差值均大于差值阈值；
每个电子器件的结温大于对应电子器件的低温下线；
每个电子器件的结温上升速率均小于预设上升速率阈值；
每个电子器件的结温的上升量均小于预设上升量阈值。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据数据采集装置在第一预设条件下，在待测车用控制器的各个测试点上的温度变化率小于温度变化率阈值时，采集到的各个测试点上的第一测试温度以及相应测试点对应的电子器件的第一电气参数，确定每个测试点对应的电子器件的第一结温，包括：
根据每个测试点对应的电子器件的第一电流与第一电压，确定每个电子器件的第一功率；
根据每个电子器件的第一功率、电子器件的热阻系数以及对应的第一测试温度，确定每个电子器件的第一结温。
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