一种汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统及方法

摘要

本发明涉及一种汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控方法及系统，此测试监控系统包括三部分：影音监控、电信号监测、网络通信监测。本发明提供的快速瞬变脉冲群抗扰测试监控方法及装置可以实时、直观的观测到车辆在测试过程中所出现的异常状态，解析记录的网络通信报文可以发现主观上无法观测到的试验异常现象。因此，通过本发明可以更加准确、全面的评估整车线束端口在受到电快速瞬变脉冲群干扰时的抗干扰性能。

说明书

技术领域

本发明型涉及电磁兼容测试技术领域，具体而言，涉及一种汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统及方法。

背景技术

近年来随着汽车技术的不断提升，在汽车中运用的电子化器件越来越多。在工业电气化越发强大的今天，汽车运行过程中所处的电磁环境也越来越复杂，基于这一点在汽车开发过程中需要进行电磁兼容抗干扰试验。试验过程中通过对汽车的网络通信、电器件信号进行监控，以便观察、分析车辆工作状态，同时实现问题电器件的快速定位确认。

汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试分为测试实施和测试结果分析两个步骤。测试验证电气电子设备对诸如来自切换瞬态过程(切断感性负载、继电器触点弹跳等)的各种类型瞬变骚扰的抗扰度。现有电磁兼容抗干扰测试会出现以下问题，针对高压系统：电压脉冲击穿、烧毁车载充电机，对车载充电机产生不可修复的损坏。针对低压系统：在进行测试过程中当脉冲电压波形处于上升状态时，输入到车载充电机的高脉冲信号会通过高、低压线束串扰耦合的形式，干扰低压线束中的电压/电流值，当影响的低压线束为动力电池信号线时，会使BMS(电池包管理系统)不能正常工作(如发出错误的电池包电量、不能继续充电或者充电过程时断时续)或者烧毁BMS，严重时会导致动力电池燃烧毁坏车辆。当干扰的低压线束为仪表线束时会使仪表板产生”雪花”及闪屏。当低压线束为DC/DC信号线时，会导致DC/DC无法正常工作或者停止工作，无法继续为蓄电池充电。现有的电磁兼容抗干扰测试监控方法通过影像设备进行车辆工

况外观监控对在抗扰测试过程中一些特殊工况变化无法进行判定，也无法判定不符合测试要求的情况。比如汽车在充电过程中，进行抗扰测试时如果充电机瞬间停止工作短时间，通过影像设备传送过来的画面无法进行判断；再比如电动汽车在充电过程中进行抗扰测试，如果仪表盘突然黑屏停止工作，无法通过影音监控设备判断充电机是否还在正常工作，这会对测试结果的判断产生影响。因此在抗扰测试过程中出现的异常现象，仅仅通过查看影音录像，是不能完全识别出测试过程中出现的异常工况。

抗扰测试结束后，针对测试过程中出现的异常工况，利用整车网络通信设备排查整车网络通信，以定位出现问题的电器件。但这种监控有很大的滞后性，因为在抗扰测试过程中出现的异常现象，可能在抗扰测试结束后会自动恢复正常，有的甚至在某些特定的频段会出现异常，在测试其他频段过程中就已经自动恢复到正常状态。因此在抗扰测试结束后再进行网络通信监控，可能会漏掉或者找不出问题。

现行的汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试与整车网络通信监测和电信号参数监测未同时进行，存在以下几点不足之处：

(1)电快速瞬变脉冲群抗扰测试需要对发生器进行参数设置；

(2)抗扰测试与网络通信监测和电信号参数监测未同时进行，可能在抗扰测试中漏掉某些异常现象，影响最终的抗扰测试等级判定；

(3)存在滞后性，抗扰测试结束后对测试过程中出现的异常现象进行排查定位时可能会漏掉部分有问题的电器件。

(4)增加时间与经济成本，需要在测试结束后再进行网络通信监测和电信号参数监测和问题电器件排查定位。对于自动恢复故障，需要重新实施测试。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统及方法，利用网络监测和电信号监测对整车网络通信进行实时监控同时对车辆工况进行监控，实现对测试过程中车辆发生的无明显工况变化、且不符合测试要求的异常状态监控，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统。

其中，电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试环境系统用于进行电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试，包括依次连接的被测车辆、充电插口、适配器、插座、耦合/去耦网络、电快速瞬变脉冲群发生器、电网。

其中，电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统，包括视频播放及影音监控系统、电参数监控系统、计算机网络通信监控系统三部分；所述影视频播放及影音监控系统用于传输视频采集的参数；所述示波器系统是用于监测充电机的具体工作参数；所述计算机网络监控系统是用于传输由网络监控设备监控到的被测车辆车载总线网络通信报文。

其中，电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试环境系统的电快速瞬变脉冲群发生器包括脉冲群发射器控制器。

其中，电参数监控系统包括电压钳、电流钳和示波器，电压钳、电流钳分别布置在被测车辆充电机的被观测线束上，通过电压钳、电流钳将充电机的电压、电流信号传输给示波器。

其中，网络通信监控系统包括依次连接的第一光电转换模块、光纤、第二光电转换模块、网络通信监控设备和计算机，所述第一光电转换模块连接被测车辆的网络诊断接口，所述网络通信监控设备分别连接第二光电转换模块和计算机，将第二光电转换模块传输来的整车网络信号发送到计算机中。

其中，网络通信监控系统中计算机内安装有与网络监控设备匹配的软件，用于对整车车载总线网络通信数据进行解析、存储。

其中，被观测线束包含且不限于电源线、信号线。

本发明还包括一种电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试的方法，具体包括如下步骤：

(1)电快速瞬变脉冲群抗扰测试设备布置；

(2)电快速瞬变脉冲群发生器参数设置；

(3)启动电快速瞬变脉冲群发射器进行抗扰测试；

(4)利用LIN、CAN、以太网读取数据通过影音监控系统、网络通信监控系统、电参数监控系统进行数据采集；

(5)测试结束后，对报文进行调取，调取关注电器件的波形图；

(6)对报文数据参数与设计值参数对比，评定误差内是否满足设计要求

(7)根据整车、LIN、CAN、以太网错误报文快速定位抗扰测试出现异常或者不满足设计要求的电器件。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：提出了一种更为便捷、可靠的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试系统及方法，同时利用该电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试系统能够快速的对存在的问题电器件排查定位识别，从而能够快速的解决系统的电磁兼容抗扰的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统的结构原理示意图；

图2是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控方法的测试原理示意图；

图3是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试DC/DC输出电压波形图；

图4是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试DC/DC输出电流波形图；

图5是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试DC/DC工作状态波形图；

图6是本发明提供的电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试电快速瞬变脉冲群抗干扰波形。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供一种电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统。

如图1所示，本发明汽车电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试监控系统，包括电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰环境系统、网络通信监控系统和计算机。包括依次连接的测试设备电快速瞬变脉冲群发生器、耦合/去耦网络、充电枪、被测车辆，用于进行电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试。所述测试监控系统包括影音监控、电信号监测、网络通信监测三部分，其中影音监控系统包括音视频采集模块、存储设备和音视频播放设备，音视频采集模块通过连接光纤线缆将采集到的音视频传输到音视频播放设备中，并进行存储；电参数监控系统包括电压钳、电流钳和示波器，电压钳、电流钳分别布置在被测车辆充电机的被观测线束上，通过电压钳、电流钳将充电机的电压、电流信号发送给示波器；网络通信监控系统包括依次连接的第一光电转换模块、光纤、第二光电转换模块、网络通信监控设备和计算机，第一光电转换模块连接被测车辆的网络诊断接口，网络通信监控设备分别连接第二光电转换模块和计算机，将第二光电转换模块传输来的整车网络信号发送到计算机中。通过三部分监控系统同时进行监测，可准确全面的观测整车抗扰测试数据和现象。

如图2所示，本发明还提供了一种电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试方法，

对本发明测试车辆进行测试前的准备：在进行测试之前对测试车辆进行功能检查，以保证车辆能够符合测试前所需要的各项指标。

对测试的实验室进行室内的测试布置，包括对电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试设备的布置

影音监控系统的布置

网络通信监控系统的布置

电参数监控系统的布置

对实验室内的测试步骤都完成后，对实验室外的控制室也进行测试布置，主要是对影音监控系统的布置、网络通信监控系统的布置、电参数监控系统的布置；具体的包括：对实验室外的影音监控系统录制设备进行布置、调试，将影音监控系统调至视频录制状态。对实验室外的电参数监控系统进行布置、调试，将电参数监控系统调至实时监控状态。对实验室外的网络通信监控系统设备进行光纤连接、第二光电转换模块连接。打开计算机中的网络通信监控软件，在软件中上传车载网络解析文件。打开需要监控的电器件网络信号实时波形图，记录各电器件初始工作状态，如充电机输入、输出电压、电流、工作状态。DC/DC输入、输出电压、电流、工作状态。如:初始状态DC/DC输出电压为14.2V，输出电流为42A，工作状态为Working，在抗扰测试过程中需要观察DC/DC波形图中输出电压是否出现低于14.2V波形，输出电流是否出现低于42A波形，工作状态变为Stop或者Error或者Not Working的波形出现。在记录相应电器件的初始工作状态后，将网络通信监控系统调节为实时监控及录制共存的状态。

电磁兼容快速瞬变脉冲群抗扰正式开始测试实施，

测试过程中，被测车处于充电状态。被测车静止。整个测试期间的荷电状态(SOC)应保持在20％～80％之间，如果电流能够调节，电流应不小于正常值的20％。发动机关闭，并关闭所有其它可以长期被司机或者乘客打开的设备

测试过程中电快速瞬变脉冲群抗干扰参数设置：

包括测试电压的设置在±2kV；

上升时间的参数设置为5ms；

保持时间的参数设置为50ms；

脉冲重复频率的参数设置为5kHz；

持续时间的参数设置为60s；

电源线类型为AC。

启动电快速瞬变脉冲群发生器，不断的发射瞬变脉冲群。

当电快速瞬变脉冲群抗干扰测试中其具体的参数设置为采用异步的模式，其耦合位置在L,N,PE,L1+N,L1+PE,N+PE,L1+N+PE；单次脉冲持续的时间为60s，测试的间隔为2s内测试。上升时间的参数设置为15ms；保持时间的参数设置为300ns；产生如图6所示的电快速瞬变脉冲群抗干扰波形。

调整被测车辆的工况，进一步的利用不同的瞬变脉冲群对车辆发射瞬变脉冲群，利用LIN、CAN、以及以太网络报门读取数据，通过影音监控系统、网络通信监控系统、电参数监控系统实时采集数据。

测试结束后，报文调取，调取关注电器件的波形图。

报文数据参数与设计值参数进行对比，其中评定在误差范围内则说明满足设计要求，如果不在评定误差内，则说明不满足设计要求。

测试结果判定准则分为5个等级：I级：功能和性能都完全符合设计要求；II级：一项和多项性能指标偏离设计要求，但所有功能均正常。干扰去除后，性能指标能自动恢复到设计要求；III级：一项或多项不能正常执行，干扰去除后，功能能自动恢复正常；IV级：一项或多项功能不能正常执行，干扰去除后，功能不能自动恢复正常，通过简单复位操作后能够恢复正常；V级:一项或多项功能不能正常执行，干扰去除后，通过简单的复位操作无法恢复正常，需要进行维修。

根据整车、LIN、CAN、以及以太网络的错误报门数据快速定位抗扰测试出现异常/不满足设计要求的电器件。

对不满足设计要求的电器件进行重新设计，从而满足电磁兼容电快速瞬变脉冲群抗扰测试。

实施例2，在进行电快速瞬变脉冲群抗干扰测试过程中，通过网络监控DC/DC的输出电压、电流、工作状态波形，发现DC/DC在此项抗扰测试不符合要求。如果未采用网络通信监控系统在测试完毕后，测试人员只通过影音录像无法观察到此项不符合要求的电器件，造成测试结果不准确。

利用抗扰测试过程中网络通信监控系统监测到的波形图如图所示。图3所示的为DC/DC输出电压波形图，图4所示的为DC/DC输出电流波形图，图5所示的为DC/DC工作状态波形图

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。