CN115629330A - 一种车载集成电源测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载集成电源测试系统及方法，包括PC端工控机，分别与待测试集成电源、下位机控制器、数据采集变送模块、功率分析仪、测功机加载系统和高压程控直流电源连接；下位机控制器分别连接程控24V直流电源和继电器组件，继电器组件与待测试集成电源连接；功率分析仪分别与高压程控直流电源和待测试集成电源连接；数据采集变送模块连接测功机加载系统；测试设备，与待测试集成电源接口功能对应；根据测试需求，测试设备分别与功率分析仪和测功机加载系统连接，数据采集变送模块连接测试设备。利用工控机编译测试信息下发，通过控制集成电源内部的接触器，实现多个高压支路通断运行的单独控制，以模拟不同车型的整车工况环境。

Description

一种车载集成电源测试系统及方法

技术领域

本发明涉及车载零部件测试技术领域，具体为一种车载集成电源测试系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

新能源车辆搭载的集成电源通过外部CAN信号或硬线使能与整车控制器进行通讯来控制其输出，实现整车控制器对电动辅助设备的实时控制，从而为整车制动系统、转向系统、电除霜以及电空调等零部件提供电源控制，是新能源车辆的核心部件之一。制造完毕的集成电源需要经过测试，或是在研发设计中的匹配验证以及批量产品的周期性抽样测试，从而确保集成电源的性能可靠。

目前针对集成电源的测试仍然采用传统的手动或者半自动的检测方式，单一设备测试单一项目，测试多个性能指标需要多个设备临时组建台架，工作效率低，劳动条件差，受环境影响大，测试结果的可靠性、准确性较差。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种车载集成电源测试系统及方法，利用工控机编译测试信息下发，通过控制集成电源内部的接触器，实现多个高压支路通断运行的单独控制，可同时或者单独模拟整车的制动、转向，冬季电暖风、电除霜，夏季电空调的运行工况，真实的模拟不同车型的整车工况环境。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种车载集成电源测试系统，包括：

PC端工控机，分别与待测试集成电源、下位机控制器、数据采集变送模块、功率分析仪、测功机加载系统和高压程控直流电源连接；下位机控制器分别连接程控24V直流电源和继电器组件，继电器组件与待测试集成电源连接；功率分析仪分别与高压程控直流电源和待测试集成电源连接；数据采集变送模块连接测功机加载系统；

测试设备，与待测试集成电源接口功能对应；根据测试需求，测试设备分别与功率分析仪和测功机加载系统连接，数据采集变送模块连接测试设备。

程控24V直流电源与继电器组件连接。

功率分析仪、测功机加载系统、数据采集变送模块、程控24V直流电源和高压程控直流电源分别与PC端工控机通讯连接。

PC端工控机通过CAN总线与待测试集成电源连接，通过CAN总线发送指令来控制测试设备的输出。

测试设备连接温度传感器，采集的温度通过数据采集变送模块发送给PC端工控机。

PC端工控机向程控24V直流电源和高压程控直流电源发送开启指令，通过待测试集成电源发送指令驱动对应的测试设备运行，功率分析仪采集测试设备的输入电压、输入电流和输入功率信息发送给PC端工控机，数据采集变送模块将采集到的测功机加载系统、负载电机和测试设备温度信息发送给PC端工控机，PC端工控机显示接收到的信息并形成展示测试设备性能参数的变化曲线，以实现集成电源的测试。

待测试集成电源具有电空调接口、电暖风接口、外部接口、电除霜接口、DC/DC接口、第一DC/AC接口、第二DC/AC接口和电源输入接口中的至少一种。

本发明的第二个方面提供基于上述系统实现集成电源测试的方法，包括以下步骤：

根据测试需求，设置与测试设备对应的试验接触器通断组合，设置高压程控直流电源的电压以及待测试集成电源内各模块的工作时间；

控制高压程控直流电源为待测试集成电源供电，根据测试需求闭合设定的接触器组合为测试设备配电，根据测试需求启动待测试集成电源内的DC/DC或DC/AC模块，并将高压程控直流电源的电压转化为测试所需的交流电源；

PC端工控机分别向待测试集成电源和测功机加载系统发送对应的控制信号，待测试集成电源根据收到的控制信号向测试设备发送控制指令，测试设备根据接收到的控制指令运行；

功率分析仪和数据采集变送模块获取待测试集成电源和测试设备运行期间的数据发送给PC端工控机以实现测试。

功率分析仪采集测试设备收到的控制指令发送给PC端工控机，数据采集变送模块将采集到的测功机加载系统、负载电机和测试设备运行信息发送给PC端工控机，PC端工控机显示接收到的信息并形成展示测试设备性能参数的变化曲线，以实现集成电源的测试。

待测试集成电源的运行数据包括额定功率、峰值功率及持续时间、工作效率、电压控制精度、工作电压范围、连续运行试验、CAN通讯功能、保护功能、轻载试验、额定负载试验、过载试验、输出频率、动态响应时间、启动电流、掉电、启动特性、谐波电压/电流，三相不平衡度，电压/电流不平衡率，谐波电流含有率、综合谐波电流畸变率和多合一集成电源配电逻辑中的至少一种。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、根据不同的测试需求，利用集成电源上预留的各类接口与对应的测试设备接入测试系统，能够按照设定的顺序或同时对集成电源的多个性能指标进行测试，配合工控机设置的测试参数和得到的测试数据，能够实现自动化测试。

2、台架负载系统采用永磁同步交流电机负载时，可以清晰的反应出集成电源DC/AC控制器的电机参数是否与待装电机一致，更接近整车工况下的实际负载，不同于常用的交流电子负载会产生大量谐波，导致控制器输出电流的畸变失真，可保证测试结果的精度要求。

3、除了可对常用的四合一/五合一集成电源进行测试外，还可根据整车工况对带主驱电机控制器的多合一集成电源的配电逻辑进行测试验证。

4、根据集成电源预留的功能接口能够进行DC/DC控制器、DC/AC控制器、电空调、电暖风、电除霜，任意模块组合的循环工况试验，能进行长期可靠性实验。

5、集成电源的测试项目通过工控机设置参数进行测试，并对相关测试数据进行分析、处理、计算，自动化程度高，降低传统人工或半自动测试的成本。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明一个或多个实施例提供的集成电源DC/AC控制器测试框架示意图；

图2是本发明一个或多个实施例提供的集成电源DC/DC开关电源测试框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术中所描述的，目前针对集成电源的测试仍然采用传统的手动或者半自动的检测方式，单一设备测试单一项目，测试多个性能指标需要多个设备临时组建台架，工作效率低，劳动条件差，受环境影响大，测试结果的可靠性、准确性较差。

因此，以下实施例给出了一种车载集成电源测试系统及方法，利用工控机编译测试信息下发，通过控制集成电源内部的接触器，实现多个高压支路通断运行的单独控制，可同时或者单独模拟整车的制动、转向，冬季电暖风、电除霜，夏季电空调的运行工况，真实的模拟不同车型的整车工况环境。

实施例一：

如图1-2所示，一种车载集成电源测试系统，包括：PC端工控机和分别与PC端工控机连接的采集装置、下位机控制系统、高压程控直流电源、DC/DC程控负载以及测功机加载系统。

采集装置具有采集集成电源DC/DC与DC/AC控制器输入/输出功率、直流侧电压/电流、输出电压/电流、谐波电压/电流，三相不平衡度，电压/电流不平衡率，谐波电流含有率、综合谐波电流畸变率、多合一集成电源配电逻辑等参数检测功能，还可以采集交流负载电机壳体温度、DC/DC输出电压。

高压程控直流电源与集成电源的输入正负连接，PC端工控机控制高压程控直流电源启动为集成电源提供工作电源，通过向集成电源发送CAN激活指令控制DC/DC或DC/AC模块的输出与关断。DC/DC程控负载与DC/AC测功机加载系统通过RS485通讯线束与PC端工控机连接，PC端工控机对测试项目进行编译，通过下位机控制器配合继电器组件对集成电源内部高压各支路进行配电，功率分析仪与电暖风、电除霜、电空调连接，PC端工控机向集成电源、程控直流负载、测功机加载系统发送运行工况指令。

下位机控制系统包括：下位机控制器、继电器组件、数据采集变送系统；

集成电源DC/AC模块三相输出到负载电机，驱动其运行。测功机或集成电源的液冷空调，根据DC/AC测功机加载系统或集成电源内开关器件的温度与设定温度比较之后，自动控制压缩机降频/降功率运转来调节其制冷量；高压配电分别设置在每一低压支路的控制接触器、高低压支路的霍尔传感器、负载电机和测功机加载系统的温度传感器；下位机控制器通过RS485线束与PC端工控机连接，PC端工控机编译测试信息通过下位机控制器驱动继电器组件控制集成电源内部接触器，实现多个高压支路通断运行的单独控制，可同时或者单独模拟整车的制动、转向，冬季电暖风、电除霜，夏季电空调的运行工况，真实的模拟不同车型的整车工况环境。

具体的：

本实施例中，如图1所示，测试系统包括：

分别与PC端工控机连接的待测试集成电源、下位机控制器、数据采集变送模块、功率分析仪、测功机加载系统和高压程控直流电源；下位机控制器分别连接程控24V直流电源和继电器组件，程控24V直流电源与继电器组件连接，继电器组件通过待测试集成电源的外部接口接入；功率分析仪分别与高压程控直流电源、集成电源和负载电机连接；数据采集变送模块连接测功机加载系统和负载电机。

功率分析仪、测功机加载系统、数据采集变送模块、程控24V直流电源和高压程控直流电源分别通过RS485通讯线与PC端工控机连接。

PC端工控机通过CAN总线与集成电源的DC/DC控制器和DC/AC控制器连接，通过CAN总线发送指令来控制负载DC/AC控制器输出。

负载电机控制器是实际整车用的DC/AC变频器，将直流电转化为交流电并控制负载电机，它集成在集成电源内部。

高压程控直流电源为负载电机控制器提供1000V以内任意电压，可模拟急降、急升、缓降缓升、瞬间中断、过压、欠压等测试要求，并具有限流、短路、过温等保护功能。

程控24V直流电源输出24V稳定电压，为集成电源DC/DC控制器、DC/AC变频器、接触器提供低压电源和激活电源。

负载电机壳体温度采用贴片式热电偶采集，布置若干个热电偶在电机的不同发热区域，其采集的温度通过数据采集变送模块处理后报PC端工控机。

在进行测试时，PC端工控机向程控24V直流电源和高压程控直流电源先后发送开启指令，向负载电机控制器发送CAN使能激活信号驱动负载电机运行，功率分析仪采集负载电机输入电压、输入电流、输入功率信息发送给PC端工控机，数据采集变送模块将采集到的测功机加载系统、负载电机表面温度信息发送给PC端工控机，PC端工控机接收到的负载电机输入电压、输入电流、输入功率、测功机温度、负载电机表面温度实时显示出来，并进行处理，形成各个性能参数的变化曲线。

实施例二：

在上述结构的基础上，程控直流负载可以对DC/DC开关电源的输出特性进行直接测试，即取消实施例一中的负载电机，并将功率分析仪由实施例一中的DC/AC负载电机接口改换为DC/DC接口。

如图2所示，程控直流负载与PC端工控机相连接，功率分析仪分别连接程控直流负载和集成电源的DC/DC接口，PC端工控机通过RS485控制程控直流负载消耗DC/DC开关电源的设定输出功率。

程控直流负载利用自身的特性，作为DC/DC开关电源的直流负载，消耗掉DC/DC开关电源的输出功率，可以固定输出电压，改变DC/DC开关电源的输出电流，也可以固定输出电流，改变DC/DC开关电源的输出电压，两种模式均可使DC/DC开关电源在设定工况下运行。

功率分析仪与高压程控电源、集成电源DC/DC开关电源、PC端工控机相连接，实时采集高压直流输入的电压/电流、DC/DC开关电源的效率、输出纹波/谐波、电压/电流等电性能参数并上报给PC端工控机进行处理，形成各性能参数曲线。

上述系统能够同时对集成电源的多个性能指标进行测试，测试效率高，测试成本低。

所有测试项目都可通过在上位机上设置参数进行测试，并对相关测试数据进行分析、处理、计算，自动化程度高。

能够进行DC/DC控制器、DC/AC控制器、电空调、电暖风、电除霜，任意模块组合的循环工况试验，能进行长期可靠性实验。

采用永磁同步交流电机负载可以清晰的反应出集成电源DC/AC控制器的电机参数是否与待装电机一致，更接近整车工况下的实际负载，不同于常用的交流电子负载会产生大量谐波，导致控制器输出电流的畸变失真，可保证测试结果的精度要求。

本实施例中的测功机加载系统由磁粉测功机、液冷空调、温度传感器组成，测功机根据上位机设定功率值对负载电机进行加载，此过程中液冷空调结合放置在测功机内部的温度传感器数据与设定值的差值，实时循环运行，保证测功机运行在设定温度值附近。

测试系统除了可对常用的四合一/五合一集成电源进行测试，还可根据整车工况对带主驱电机控制器的多合一集成电源的配电逻辑进行测试验证。

四合一或者五合一集成电源为不带主驱电机控制器的产品，内部没有高压检测控制板，并且接触器控制逻辑较为简单。多合一集成电源融合了高压配电箱的功能，本实施例可以通过上位机设定不同继电器通断组合，给对应的接触器正极供24V。

同时上位机CAN通讯模拟整车BMS功能，给对应的接触器发送闭合指令，并且通过多合一集成电源的检测报文，反馈接触器实际状态，以完成多合一集成电源配电逻辑检测。

根据不同的测试需求，利用集成电源上预留的各类接口接入测试系统，能够按照设定的顺序或同时对集成电源的多个性能指标进行测试，配合工控机设置的测试参数和得到的测试数据，能够实现自动化测试。

实施例三：

本实施例提供基于实施例一中的系统实现测试的方法，包括以下步骤：

根据测试需求设置试验接触器通断组合，高压程控直流电源的电压以及集成电源内各模块工作时间；

控制高压程控直流电源为集成电源供电，闭合设定的接触器组合为电空调、电除霜、电暖风等高压部件中的一种或多种配电，DC/DC或DC/AC模块通过CAN信号或硬线激活启动工作，并将高压程控直流电源的电压转化为低压蓄电池或电机所需要的交流电源；

实时对集成电源试验参数采集并自动进行保存，试验参数包括：额定功率、峰值功率及持续时间、工作效率、电压控制精度、工作电压范围、连续运行试验、CAN通讯功能、保护功能、轻载试验、额定负载试验、过载试验、输出频率、动态响应时间、启动电流、掉电、启动特性、谐波电压/电流，三相不平衡度，电压/电流不平衡率，谐波电流含有率、综合谐波电流畸变率、多合一集成电源配电逻辑等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载集成电源测试系统，其特征在于：包括：

PC端工控机，分别与待测试集成电源、下位机控制器、数据采集变送模块、功率分析仪、测功机加载系统和高压程控直流电源连接；下位机控制器分别连接程控24V直流电源和继电器组件，继电器组件与待测试集成电源连接；功率分析仪分别与高压程控直流电源和待测试集成电源连接；数据采集变送模块连接测功机加载系统；

测试设备，与待测试集成电源接口功能对应；根据测试需求，测试设备分别与功率分析仪和测功机加载系统连接，数据采集变送模块连接测试设备。

2.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：所述程控24V直流电源与继电器组件连接。

3.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：所述功率分析仪、测功机加载系统、数据采集变送模块、程控24V直流电源和高压程控直流电源分别与PC端工控机通讯连接。

4.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：所述PC端工控机通过CAN总线与待测试集成电源连接，通过CAN总线发送指令来控制测试设备的输出。

5.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：所述测试设备连接温度传感器，采集的温度通过数据采集变送模块发送给PC端工控机。

6.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：PC端工控机向程控24V直流电源和高压程控直流电源发送开启指令，通过待测试集成电源发送指令驱动对应的测试设备运行，功率分析仪采集测试设备的输入电压、输入电流和输入功率信息发送给PC端工控机，数据采集变送模块将采集到的测功机加载系统、负载电机和测试设备温度信息发送给PC端工控机，PC端工控机显示接收到的信息并形成展示测试设备性能参数的变化曲线，以实现集成电源的测试。

7.如权利要求1所述的一种车载集成电源测试系统，其特征在于：所述待测试集成电源具有电空调接口、电暖风接口、外部接口、电除霜接口、DC/DC接口、第一DC/AC接口、第二DC/AC接口和电源输入接口中的至少一种。

8.基于权利要求1-7任一项所述系统实现集成电源测试的方法，包括以下步骤：

根据测试需求，设置与测试设备对应的试验接触器通断组合，设置高压程控直流电源的电压以及待测试集成电源内各模块的工作时间；

控制高压程控直流电源为待测试集成电源供电，根据测试需求闭合设定的接触器组合为测试设备配电，根据测试需求启动待测试集成电源内的DC/DC或DC/AC模块，并将高压程控直流电源的电压转化为测试所需的交流电源；

PC端工控机分别向待测试集成电源和测功机加载系统发送对应的控制信号，待测试集成电源根据收到的控制信号向测试设备发送控制指令，测试设备根据接收到的控制指令运行；

功率分析仪和数据采集变送模块获取待测试集成电源和测试设备运行期间的数据发送给PC端工控机以实现测试。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：功率分析仪和数据采集变送模块获取待测试集成电源和测试设备运行期间的数据发送给PC端工控机以实现测试，具体为：

功率分析仪采集测试设备收到的控制指令发送给PC端工控机，数据采集变送模块将采集到的测功机加载系统、负载电机和测试设备运行信息发送给PC端工控机，PC端工控机显示接收到的信息并形成展示测试设备性能参数的变化曲线，以实现集成电源的测试。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于：待测试集成电源的运行数据包括额定功率、峰值功率及持续时间、工作效率、电压控制精度、工作电压范围、连续运行试验、CAN通讯功能、保护功能、轻载试验、额定负载试验、过载试验、输出频率、动态响应时间、启动电流、掉电、启动特性、谐波电压/电流，三相不平衡度，电压/电流不平衡率，谐波电流含有率、综合谐波电流畸变率和多合一集成电源配电逻辑中的至少一种。

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