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汽車電子測試解決方案
閱讀：778 發布時間：2022-2-8簡介
如何進行繼電器接點相關測試? 如何評估繼電器接點(NO/NC)多次使用后的機械特性?繼電器可以由所接收的電氣信號來改變電磁體(Electro Magnet)產生機械性的開關動作。常應用于接收電子信號來控制其它電子裝置，通過施加電壓在繼電器的Coil，會使Coil通過電流并磁化鐵心(Core)，而電樞(an armature)會因電磁力而吸引至鐵心，產生機械性的開關動作。
圖1. 繼電器內部結構圖
電動車繼電器連接架構
繼電器應用于電動車的架構如下圖，當啟動器發動的瞬間，也同步接通拉載的電流。
圖2. 電動車繼電器連接架構
拉載電流時序
電動車繼電器組件的拉載電流時序可簡化模擬成以下時序圖
圖3. 拉載電流時序
模擬測試設備
如下圖。Power Supply 與 Relay 和 Electronic Load 采用串聯連接，并設定 Electronic Load 為 Sequence 拉載電流，每次 Relay 的 NO/NC COM 端導通時，測試 NO/NC COM 電流耐受性。同時利用 Power Supply 序列式電源輸出產生控制信號，控制 Relay 的 NO/NC COM 端的 ON-OFF 狀態。
透過固緯的測試方案，使用者可以依據實際量測需求，規劃 Power Supply 的控制信號，不僅可以控制信號的電壓、電流，時間及周期，還可以決定執行時的循環次數。客戶可以產生各種控制信號來測試繼電器。Electronic Load 可針對 Relay 的規格值進行驗證，包含電流耐流值及電流耐流時間，以確保繼電器出貨的質量。
圖4. 以測試設備替代實際狀況架構
多組繼電器測試
若將繼電器循環測試中間的休息時間插入其他繼電器的測試，將可節省數倍的測試時間，其動作時序可由下圖表示。
圖5. 多組繼電器測試時序
多組測試連接方式
多組繼電器測試的設備連接方式如下圖表示，其中控制不同繼電器的電源可使用多通道電源設備來控制。
圖6. 多組連接架構
量測儀器設定
當所有設備連接完成，并搭配計算機端的軟件控制，控制繼電器的通道、拉載電流等等…即可達到多組的測試需求，其實際動作波形可由下圖表示:
圖7. 儀器設定時序
上圖中，第一行波型為電子負載設定的拉載電流，第二行波形為繼電器通道的磁簧開關，第三行波形為實際的電流拉載。由圖可看到繼電器的電流拉載隨著繼電器的磁簧開關同步開始與停止。
執行測試
由客制的軟件需求撰寫出測試程序，可設定繼電器電流拉載的多組部階與循環次數，可設定繼電器的拉載電壓與繼電器信道開關，并可調整測試時序的時間，其接口可如下圖表示:
圖8. 測試軟件接口
測試結果
當測試有異常時，程序會立即的停止測試并表示出異常的狀態為何? 那一顆繼電器的異常? 異常狀態為開路或者是短路?
圖9. 第二顆繼電器異常:短路
圖10. 第三顆繼電器異常:開路
持續性測試
測試軟件也加入了一個特別的功能，當異常的繼電器被更換成下一個正常的繼電器后，程序可以繼續執行測試，被更換的繼電器測試數據會重新累計，而沒被更換繼電器測試數據會繼續累計計算。此功能可透過程序中的 Chan 及 Resume 來執行達成
。
測試設備表
整個系統的測試設備可由下表表示，其規格的部分可以因測試需求不同而替換設備型號。
| 項目 | 設備名稱 | 型號 | 需求數量 | 說明 |
| 1 | PC (Software) | Win10 (Labview) | 1 | 軟件程序設定與操控 |
| 2 | DC Power | PST-3201 | 1 | Relay coils 開合控制 |
| 3 | DC Power | PSU 12.5-240(B) | 1 | Relay contact 拉載電源 |
| 4 | DC Electronic Load | PEL-3322 | 1 | Relay contact 拉載設定 |
結論
繼電器組件為現代很多機械或電子設備的常用組件，其組件的壽命、特性、穩定性等等…的，都是產品質量的一項評估指針，因此對于繼電器組件的測試是有所必需的。
EV動力電池的好壞對于汽車性能以及質量占有極大的影響。固緯電子對于磷酸鋰鐵電池或是三元電池的測試提供了適用于產線或是品保驗證單位的測試解決方案。不論是I-V 曲線的描繪或是波形的檢測皆建議使用固緯電子的電子負載以及直流電源進行模擬以及測試。
車載充電器(On Board Charge Module, OBCM) 為管理 EV充電機制而裝載在車上的裝置。因此根據 GB/T 20134 ，充電時須與充電樁有充電模式的配合以及保護機制的定義。固緯電子根據其 ATS-8000 的自動測試系統提出了適合OBCM 以及充電樁的測試解決方案，提供了配合規范的控制方式，以及開關及阻值增減等的功能，使得不論是 OBCM 或是充電樁間都可以藉由測試系統仿真多種的充電模式。藉由以 NI 軟件為基礎的測試軟件，整合 CANBus 以及固緯電子的AC / DC Source & Load 的產品不但可以提升測試的便利性也提升驗證速度。
車用DC/DC解決方案
固緯電子的直流電源一直以來擁有*的人氣以及值得入手的評價，近年來也推出了全新單信道大功率直流電子負載系列。此兩種產品皆推薦使用在測試現今EV用的DC/DC Converter。固緯電子基于電源產品的測試解決方案ATS-8000，也推出了可涵蓋 CANBus 傳輸的車用 DC/DC 電源專用測試系統。由于是整合自行開發的單機且采用新一代的測試系統設計不但整合度高速度快，且使用的軟件開放性也較好。
ISO-16750 是一個如何面對汽車電子安全性隨著各種環境條件所產生的質量因素，以確保道路車輛行車安全的規范。
隨著電子產業科技日新月異 ，各種先進的電子產品大量的應用到車輛上，逐漸獲得消費者的喜愛 改變用車的習慣。在汽車電子產品的生命周期內，將會面臨各種使用環境和用車條件。隨著時間的推移，這些環境和條件必將導致產品質量以及產品失效性等相關問題。
因此國際標準委員會 (ISO) 于 2003 年發布一份關于車輛電子電機環境實驗標準又稱 ISO-16750，此標準用于設備壽命周期內預期將要承受的真實環境，系統的用戶提供一組*的環境條件、試驗和要求。標準在形成過程中考慮了下列環境因素:世界地理和氣候，車輛類型，車輛使用條件和工作模式，設備壽命周期，車輛供電電壓，以及在車輛內的安裝位置等，為道路車輛電子設備安全做一完整的檢驗標準與安全上的測試依據。
| ISO-16750測試范圍 除了第一部分(ISO-16750-1)為通則與定義外，其余三部份如下 電力負載(16750-2)主要環境條件為直流電壓，過電壓等 12 項測試。此部分并無安裝位置區分，適用于任何道路車輛之電子裝置。 機械負載(16750-3)主要環境條件為引擎產生的正弦震動，行駛于道路的隨機震動，搬運或凹凸路面所引起的機械沖擊，磨耗強度，碎石沖擊以及表面強度…等 6 項測試。 氣候負載(16750-4)此負載測試環境條件有 16 項。歸納其主要環境條件則分別為高低溫，溫度變化，冰水沖擊，溫度沖擊，防塵防水，鹽霧，氣體腐蝕，濕熱，太陽輻射…9 項。
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