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ISO 16750-2: 2023 标准解读-叠加交流电压(纹波注入)

发布时间:2024-05-17 14:39

ISO 16750概述

ISO 16750系列适用于道路车辆的电气和电子系统/部件。它描述了潜在的环境应力,并规定了车辆上的特定安装位置的测试和要求。其目的基于预期的设备运行和暴露的实际环境,帮助用户系统地定义和/或应用一套国际公认的环境条件、测试和操作要求。

在ISO 16750系列标准编写过程中,已经考虑了以下各种环境因素对车辆的影响:世界地理和气候、车辆类型、车辆使用环境和操作模式、设备寿命周期、车辆供电电压、车内安装位置。

ISO 16750-2 更新概述

ISO 16750-2标准介绍的是电气负荷部分。随着目前车辆的动力来自于可充电电池和氢能等清洁能源,车辆的电气负载特性在近年来产生了极大的变化。因此ISO 16750-2标准随之进行更新,以适应更复杂要求。

ISO 16750-2目前已从第四版的ISO 16750-2:2012更新至第五版ISO 16750-2:2023标准。最新版已于2023年7月发行。其主要变化有:

  • 介绍电气测试工作模式的使用;

  • 介绍相关试验用例冗余电源的概念;

  • 增加直流供电电压试验的详细说明;

  • 增加室温下过电压试验的详细说明;

  • 介绍瞬态过电压测试;

  • 全面更新叠加交流电压试验的测试方法,并将频率范围扩展到200kHz等;

  • 增加供电电压缓降和缓升试验的详细说明;

  • 介绍供电电压试验微中断;

  • 增加电压降试验中复位特性的详细说明;

  • 增加启动特性试验严重等级的说明;

  • 增加反向电压试验的详细说明;

  • 增加参考接地和供电偏移试验的详细说明;

  • 将单线断开试验拆分为两个:静态断开(单次断路事件)和动态断开(多个断路事件);

  • 将短路保护试验改为短路/过载保护试验;

  • 增加附录B中抛负载脉冲发生器验证的详细说明;

ISO 16750-2: 2023

点击下载标准

ISO 16750-2: 2023 标准

其中叠加交流电压试验进行了全面更新,本测试方案将从ISO 16750-2:2023出发,提供叠加交流电压试验的最新方案。

叠加交流电压(纹波注入)试验更新情况

频率范围
原要求测试频率范围为:50Hz~25kHz。现更新频率范围包含两段:f1: 10 Hz ~ 30 kHz、f2:30 kHz ~ 200 kHz。 其中f1频段适用于DUT供电由无电池的发电机(紧急运行情况)、发电机供电、DC/DC转换器提供;f2频段适用于DUT供电由DC/DC转换器提供。可见,新要求相较于原要求,不仅在f1段频率范围变得更宽,而且要求对DC/DC转换器进行更高频段f2测试,以适应现阶段电动车辆供电形式的变化。
注入方式
原要求交流电压注入方式为扫频模式,频率采用对数轴,从50Hz~25kHz采用三角形扫频,持续时间120s,扫频连续5次。现要求测试采用步进模式,频率步进为对数2%步进,每个频率点测试时间≥2s,仅测试一遍。
电流限值
原要求对电流无限制要求。现要求f1频段内电流纹波峰峰值Ipp≤15A,f2频段内电流纹波峰峰值Ipp≤10A。
交流电压
对于12V系统,原要求Upp最大值为4V,现要求Upp最大值为6V,并增加各等级对应的DUT应用场景; 对于24V系统,Upp最大值均为10V,保持不变。
而严酷度等级发生变化发生较大变化,如下表。

iso 16750-2:2023交流电压严酷等级变化

可以看到,整个严酷度等级发生了较大的变化,同时根据频率范围和DUT类型进一步细分了测试的严酷度等级。
测试布置
原布置要求是采用扫频信号源+可调制电源作为输入,连接至DUT上进行测试

叠加交流电压测试布置

现要求直接使用电源作为供应端,不要求使用扫频信号源作为频率发生。同时在布置中要求了对U0+UR 、Ipp、U0+Upp的测试点位。要求Ipp和U0+Upp的测试点距离DUT 10cm范围内。

叠加交流电压

参考测试
原版本无参考测试要求,采用直接注入进行测试。
现版本中要求在进行3.2模式(典型操作模式)的干扰注入测试前,先进行3.3模式(连接线束,上电UA,最小负载,辅助设备不启用)的参考测试。
参考测试过程中要求DUT内部能量缓冲起作用,如果DUT的结构具有任何开关来切断能量缓冲(如端口滤波),参考测试将不能正确确认电压纹波UR。电压纹波UR和测试电压Upp之间会由于线缆和能量缓冲系统影响导致UR值可能会比Upp值大得多。
参考测试的目的是确定纹波电压UR,以便注入到DUT的纹波电流不超过Ipp。
参考测试过程中,电源应在U0上注入一个交流电压UR,UR应逐步增加,直到DUT处的Upp达到目标等级或Ipp达到最大电流限值。应记录每个频率下的UR。

纹波注入测试

原要求为按测试布置进行连接,设定相应电压进行测试。
现要求明细了纹波注入测试的具体流程,如下:
从参考测试中确定的各频点下的UR施加到DUT。即使Ipp达到最大限值,也不允许降低UR。测试过程的连接布置与参考测试一致。测试过程中需要记录测试的Ipp和Upp值。如果DUT由两个或多个电源供电,则应执行以下测试组合:
1、同时施加到所有电源线;
2、纹波注入到其中一根电源线,其它电源线供电电压为Usmin;依次遍历各电源线。

纹波注入测试

测试要求

原要求仅为达到等级A(所有功能在测试期间和测试之后都按设计的要求执行)即可。
现不仅要求3.2模式下需要达到等级A,还要求在纹波注入前后测试DUT的内阻。DUT内阻公差应由供应商和车企之间协商确认,若超过公差范围则判定为失效,功能等级为E。

容测电子的汽车电气性能测试系统满足ISO 16750-2:2023叠加交流电压的全新要求

 

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