新能源汽车整车控制器电气试验技术要求

上汽商用车技术中心企业标准

CVTC 38002-2011

24V新能源汽车整车控制器

电气试验技术要求

24V VCU Electrical Test Requirements for New Energy Vehicle

2011—12—30发布2011—12—30实施上汽商用车技术中心

标准化技术委员会发布

前言

本标准按照 CVTC 15003-2010 给出的规则起草。

本标准由上海汽车股份有限公司商用车技术中心新能源技术部提出。

本标准由上海汽车股份有限公司商用车技术中心标准化技术委员会归口。本标准起草部门：上海汽车股份有限公司商用车技术中心新能源技术部。本标准主要起草人：朱正礼、杜建福。

本标准于 2011年 12月首次发布

引言

对整车控制器进行电气、环境、EMC 测试是保证零部件质量的重要环节。本标准和《24V新能源整车控制器环境试验技术要求》、《24V新能源整车控制器 EMC试验技术要求》一起构成 24V新能源整车控制器的测试技术要求。

为了规范测试工程师在进行测试要求和测试方法的制定，提高工程师制定测试项目和测试方法的工作效率。我们引用现行有效的国际标准和行业的相关内容编制了本标准。

需要说明的是，本标准所规定的内容，仅是对整车控制器常规、通用、普适的内容。各测试工程师在参照本标准制定测试要求和方法时，宜结合控制器的实际情况，对具体测试内容进行补充和选择。

24V新能源整车控制器电气试验技术要求

1 范围

本标准规定了新能源整车控制器所有验证试验的操作模式、负载的曲线图及测试条件。

本标准适用于24V新能源汽车整车控制器并包括售后件。

针对每一个安装区域，本标准还是整车控制器产品设计规范、质量规范和试验规范的基础。在获得任何工程签署前，供应商必须提交一份符合所有验证或有偏差许可的最终验证报告。任何与本标准的偏差，都必须完全地得到上海汽车商用车技术中心新能源技术部的批准。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件

ISO 16750-1-2006 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第 1部分：一般规定

ISO 16750-2-2006 道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第 2部分：电气负荷

3 术语和定义

QC/T 413-2002和 ISO 16750-1-2006给出的术语和定义适用于本标准。

3.1

标称电压 UN nominal voltage

用于描述车辆电气系统的电压值。

3.2

供电电压 Us supply voltage

随系统负荷和发电机的运行条件而变化的车辆电气系统电压。

3.3

最低供电电压 Usmin supply voltage minimum

在规定的供电电压范围内被测样件达到 A级功能状态的最小供电电压。

3.4

最高供电电压 Usmax supply voltage maximum

在规定的供电电压范围内被测样件达到 A级功能状态的最高供电电压。

3.5

试验电压test voltage

在试验期间施加到被测样件上的电压。

3.6

工作模式 3试验电压UA supply voltage operating mode 3

发电机供电时的试验电压。

3.7

工作模式 2试验电压UB supply voltage operating mode 2

蓄电池供电时的试验电压。

3.8

最低工作温度Tmin minimum operating temperature

系统/组件能够工作的周围环境温度的最低值。

3.9

最高工作温度Tmax maximum operating temperature

系统/组件能够工作的周围环境温度的最高值。

3.10

热浸透温度TmaxHS hot-soak temperature

在车辆停止且发动机关闭后，发动机舱内可能短时出现的环境温度最高值。

3.11

峰-峰电压Upp peak to peak voltage

叠加的交流电压。

4 工作模式

采用 ISO 16750-1-2006 中定义的工作模式。

4.1 工作模式 1

不向被测样件供电

工作模式 1.1：被测样件未连接到线束；

工作模式 1.2：被测样件模拟在车辆上的安装位置，连接到线束；

4.2 工作模式 2

所有电气连接完好，被测样件以电压 UB 带电运行。

工作模式 2.1：系统\组件功能不被激活（如休眠模式）；

工作模式 2.2：系统\组件带电运行并控制在典型运行模式；

4.3 工作模式 3

所有电气连接完好，被测样件以电压 U A 带电运行。

工作模式 3.1：系统\组件功能不被激活；

工作模式 3.2：系统\组件带电运行并控制在典型运行模式；

5 功能状态分级

采用 ISO 16750-1-2006 中定义的功能状态分级：

5.1 一般规定

描述被测样件在试验期间及试验后所处的功能状态。

对每个试验应给出最低功能状态，附加试验要求由上汽商用车技术中心 CVTC 和供应商商定。

在以下级别确认期间，不应对被测样件进行额外操作。

5.2 A级

试验中和试验后，装置/系统所有的功能满足设计要求。

5.3 B级

试验中装置/系统所有的功能满足设计要求，但允许有一个或多个超出规定允差。试验后所有功能应自动恢复到规定值。存储器功能应符合 A 级。

5.4 C级

试验中装置/系统一个或多个功能不能满足设计要求，但试验后所有功能应自动恢复到规定值。

5.5 D级

试验中装置/系统一个或多个功能不能满足设计要求且试验后不能自动恢复到正常运行。需要对装置/系统通过简单操作重新激活。

5.5 E级

试验中装置/系统一个或多个功能不能满足设计要求且试验后不能自动恢复到正常运行。需要对装置/系统进行修理或更换。

6 试验和要求

6.1 一般规定

按照规定的试验项目进行测试。安装位置应和被测样件在车上的实际安装位置一致，如有几个安装位置，应采用最严格的要求进行试验。

6.2 通用试验条件

除非另有规定，所有的试验应在 23℃±5℃和相对湿度 25%~75%的室温条件下进行。除非在其他部分另有规定，试验电压应按照表 1 的规定。如供应商采用采用其他试验电压，须经上汽商用车技术中心CVTC 同意，并记录在试验报告。

表 1 试验电压

试验电压U N=24V电系

U A 28±0.2

U B 24±0.2

6.3 试验顺序

试验前，应制定合适的试验顺序方案，确定类型、数量、组合及单独试验顺序，并经上汽商用车技术中心 CVTC 的同意。

7 总体信息和缩略语

本标准可能出现的变动不影响已批产的零部件。此标准的最新版本应该用于新开发的整车控制器的验证，并包括现有改进的整车控制器。试验结果，连同试验的文档和被测件一并提交给新能源技术部。另外，试验报告应保存10 年（从试验报告发布之日起），同样对于已经做过试验（包括初始的样品检测和与批量产品等同的检测）的被测件也应该保存同样长的时间。所有的文档都应该确保对试验样品的可追溯性。

本标准中的缩略语详见表2。

不论被测件的试验次序如何，它都应该通过任意的单一测试项目。如果有失效记录，须咨询上汽商用车技术中心新能源技术部的相关工程师。使用的仪器应有有效标定标识，该标定应遵循国家标准。

表 2 缩略语

简写含义

C in 输入电容

C out 输出电容

C L 负载电容

EMC 电磁兼容

Frel 相对湿度

I in 输入电流

I IH 高端输入电流

I IL 低端输入电流

I K 持续短路电流

I NS 保险丝额定电流

I OH 高端输出电流

I OL 低端输出电流

I out 输出电流

I R 静态电流

R in 输入电阻

R ISO 绝缘电阻

T O 上限温度

T R 室温

T SW 溅水温度

T U 下限温度

Tf 下降时间

t PB 工作时间

t PS 休眠时间模拟

Tr 上升时间

Tw 脉冲宽度

U B 工作电压

U Batt 蓄电池电压

U Bmax 最大工作电压

表 2 缩略语（续）

简写含义

Uin 输入电压

U N 额定电压

U IH 高端输入电压

U IL 低端输入电压

U OH 高端输出电压

U OL 低端输出电压

U out 输出电压

U P 测试电压

Z out 输出阻抗

除非有特殊申明，仪器的偏差限于如下所示：

电压：±1.5 %

电流：±1.0 %

电阻：±2.0 %

温度（稳态）：±2.0 ℃

温度（波动）：±5.0 ℃

时间：±2.0 %

相对湿度：±5.0 % RH

8 文档要求

开发所需的全部相关文件（11.2节所述的相关文件）要准备完备。这些将被作为一整套文件进行归档，并利用图号可以进行查阅。

8.1 验证文档

为了能在开发过程中进行历史查询，试验程序、试验内容、被测件以及试验结果都应该进行归档。被测件还应该有标签。

8.2 零部件的历史

每一个零部件都必须有一个受控的零部件历史记录，该记录必须提供给上汽商用车技术中心CVTC。

8.3 验证报告

对于提供的每一个样品或每一批样品（从A样品到C样品，见第9章），必须附有完整的验证报告，没有验证报告的样品将被拒收。应该确定供应商提交最终验证报告的日期,而且它必须证明是完全符合

该标准的。

9 样品分级及用途

9.1 “A”样品

“A”级样品为有条件的使用于开发阶段车辆上的样品，其限制条件主要有温度范围、电压范围、

尺寸大小、材料、功能及可视化外形等。主要适用于初步的开发工作。如有必要，可以应用模拟方案。这些零部件将被用于上汽商用车技术中心CVTC的台架或Mule车上。

9.2 “B”样品

“B”级样品为使用于开发阶段车辆上，由软模工具制造的样品。“B”级样品涵盖了所有功能。

插针位置以及外部尺寸应是为了验证其生产状态的。这些零部件也将被用于上汽商用车技术中心CVTC 的实验车上。

注：“B”级样品可以有不同的存在等级（B1, B2及B3 等），这取决于可能增加的产品开发阶段。

限度：“B”级样品允许快闪可编程（在线刷新），这些零部件可应用于某些环境测试。

9.3 “C”样品

“Ｃ”级样品是按照批量生产条件，利用标准生产工具制造出来的样品。“Ｃ”级样品适用于（工

程师）签署认证阶段测试（结果测试），测试过程按照此标准以及车辆电磁兼容性工程标准所给出的要

求进行。

9.4 初始批产样品

起始生产样品是按照批量生产条件，利用生产工具制造出来的样品。起始生产样品主要被用于在销售车辆上验证其生产过程。该样品为非开发阶段零部件，需要与所实现目的完全吻合，并将相应地进行

标注。该样品必须满足此标准以及车辆电磁兼容性工程标准所给出的所有要求。

10工作范围

10.1 正常工作范围

正如产品设计规范中所规定的，在整个工作范围内应该满足下列要求：

–整车控制器的正确操作和功能

–对于整车控制器，符合输入和输出的规范

–符合质量要求

–符合法规要求

10.2 非破坏性的电器工作范围

非破坏性电器工作范围超出了正常整车控制器的工作范围，其在相关章节里有更加详细的说明（参考11.4节）。在这个范围内，整车控制器不应该产生任何损坏。整车控制器的全功能并不是必须的，但是在该范围内，不应该有任何与安全相关的故障。如果没有被选中进行操作，则不应该有任何功能操作。

11特殊要求

11.1 输入/输出规范（包括静态-动态的电器工作特性）

如表A.1、表A.2、表A.3、表A.4（见附录A）所示以及包括产品设计规范中所要求的内容，都应该满足电气系统所有的输入/输出规范。

参数表应该根据需要来增加额外的参数，特别是模拟输入/输出。

示例：开关阈值、滞后值、启动和保持时间、偏移量、分辨率、漂移、频率、感性负荷及增益等。

11.2 规范性文档

以下是所需的文件：

– 电气框图

– 整车控制器安装图

– 软件描述（例如结构图等） – 生产过程文档

– 检查及试验计划（例如试验、筛选等） 11.3标签

开发样品和产品零部件必须用标贴进行标识。对于小的零部件，附上标贴进行标识。所有需要的信 息必须在标签上，如：供应商名称、零件名称、零件序列号、制造日期和批次等。 11.4测试项目及其故障状态

电气负荷与安装位置无关，但可能因车内线束和连接系统的阻抗而有所变化。如无其他规定，应符 合下列允差要求：

– 频率和时间： ±5%； – 电压： ±0.2V ； – 电阻：±10%；

11.4.1 额定电压与试验电压

所有的试验是针对24 V 车辆电器系统试验电压：U P =（28±0.2）V

试验电压是28 V ，而不是24 V ，因为当交流发电机为接近充满状态的蓄电池充电时，28 V 才是电 器系统的电压。

11.4.2 正常工作电压范围

16 V ≤U B ≤32 V （在此范围内的任意电压曲线）。在发动机起动阶段，需要工作的整车控制器可 以要求低于16 V 的工作电压。

11.4.3电气系统的异常电压(叠加交流电压)

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：如果整车控制器由24V 蓄电池供电，且交流发电机并联在蓄电池两极为蓄电池充电时，为模 拟交流发电机输出的纹波和干扰量，在供电电压基础上叠加交流电压。

测试：

试验电压U Smax

：32V

叠加交流电压幅度(正弦)：严酷度1： U

PP =1V ；

严酷度2： U PP =4V ； 严酷度3： U PP

=10V ；

电源内阻：50 m Ω ～00 m Ω 频率范围：50 Hz ～20 kHz ； 扫频类型：三角波扫频，对数 扫频周期：2 min 测试次数：5（连续） 操作模式：模式3.2 要求：功能A 级

7

图 1：半正弦测试交流电压

图 2：扫描频率

11.4.4 工作电压的缓慢下降/上升

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：模拟蓄电池逐渐放电和充电，如发电机故障停车后灯未关导致。

测试：

当工作电压：从32V下降到0 V，然后从0 V上升到32V。以（0.5±0.1）V/min的速率变化，之后任意回到正常的工作电压范围（11.4.2节给出）；

操作模式：模式3.2

要求：在正常工作电压范围内，功能状态达到A级；在正常工作电压范围外，功能状态达到C级。电压升、降都不应该导致任何内存故障。

11.4.5 模拟另一路保险丝熔断后的非常短暂电压跌落

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：共享电源上一个旁路电路上极大的保险丝熔断后的极糟糕的操作电压。

测试：

施加如图3所示的测试脉冲，连续对零部件施加5次脉冲，上升和下降时间应不超过10ms。

操作模式：模式3.2

要求：功能状态达到B级，经协商可以选择其他等级。

图 3：短暂的电压下降

11.4.6 对电压骤降的复位性能

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：此测试的目的是测试ECU复位性能。

测试：

供电电压以5%梯度从U smin降到0.95U smin，保持5s, 再上升到U smin，至少保持10s并进行功能试验。然后将电压降至0.9U smin等，按图2所示以U smin的5%梯度继续进行直至降低0V,然后再将电压升到U smin。

操作模式：模式3.2

要求：功能状态应达到C级。

图 4：电压复位的测试

11.4.7 绝缘电阻

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：确保避免被测样件的绝缘电路和传导部件间的电流所必须的最小电阻，用于检验系统和材料的绝缘特性。

测试：

进行湿热循环试验后，将被测样件放在室温中放置0.5h，按照如下要求对被测样件施加500V直流电压，持续60s。

–在带有电绝缘的端子间；

–在带有电绝缘的端子和带有电传导面的壳体间；

–在塑料外壳情况下，在端子和包括外壳的电极间。

操作模式：模式1.1

要求：绝缘电阻为R ISO≥10ＭΩ。

11.4.8 抗反极性保护

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：此试验是蓄电池在反极性连接或反极性启动时，测试零部件抗反极性电压冲击的能力，本试验不适用于带有钳位二极管而没有外部反极性保护的装置。

测试：

极性倒转保护：-28V

持续时间60 s。

操作模式：模式2.1和2.2

要求：恢复正常的熔断器连接后，功能状态应达到C级。

11.4.9 开路试验

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：模拟接插件上的一根线、多根线或整个接插件连接断开的电路条件。

测试：

a）所有插接件提供正常的接插件工作电压。接插件上的每一根连线需要单独断开及重新连接。该接插件也需要断开及重新连接。断开时间为10s。

b）在所有正常的操作情形下，能将被测样件的接插件断开并重新连接。如果被测样件不止一只接插件，接插件断开及重新连接的顺序可以是任意的。

操作模式：模式3.2

要求：

开路阻抗≥10ＭΩ，功能状态达到C级。

11.4.10 抗对地和电源的短路保护

11.4.10.1 电子控制单元输入输出端的测试

目的：模拟电子控制单元的输入、输出端短路，这里的输入、输出指的是信号电路。

测试：

在最高工作温度时下列条件下的所有输出输入依次连接到+U smax、电源地各60s±10%；其他输入和输出端保持开路或协商处理。试验按如下的顺序进行：

–连接电源端子和接地端子；

（1）激活输出；

（2）停止输出；

–切断电源；

–切断接地；

除供需双方有协定，所有不适用的输入端保持开路。

操作模式：模式3.2

要求：功能状态达到C级。

11.4.10.2 由外部保护装置的负载电路过电流试验

目的：模拟有外部保护装置的电子控制单元的负载输出端短路，如保险丝等保护装置。此测试确保当有负载（例如，由电子控制单元驱动的螺线管）的情况下发生短路时，在保险丝熔断或其它的保护装置动作之前，电子控制单元的负载电路能经受过大的电流。

测试：

在给定的时间内施加以下电流来模拟保险丝的熔断：

测试1 I K1 =2 x I NS for t ≥ 5 s

测试2 I K2 =3.5 x I NS for t ≥0.5 s

对于没有保护措施的负载电路，保护措施如电保险丝、限位开关、微型保险丝、热断路器等，应进行以下附加测试：

测试3 I K23=1.35 x I NS for t ≥1800 s

注：如果车辆最终安装方式、电缆横截面、电线电阻和保险丝等对对电路运行有实质影响，应根据实际情况进行考虑。

操作模式：模式3.2

要求：允许电路保护装置动作，但不允许任何负载电路破坏。

11.4.10.3 过电压保护试验

此测试项目参照 ISO 16750-2-2006。

目的：用于模拟发电机电压调节器失效的情况。

测试：

测试温度：T=T max-20℃

测试电压：36V

持续时间：60 min

测试电压施加于所有电压输入端。

操作模式：模式3.2和3.1

要求：所有与驾驶员行驶相关的功能要求等级为A级。其余功能为C级。

11.4.10.4 内部有过载保护零部件的负载电路测试

目的：零部件内部过载保护与保险丝熔断保护在操作特征上有根本的区别。本试验用来测定激活任何/所有负载电路保护装置所需的负载电流值。

测试：

在温度最高和带电条件下对零部件进行测试。在进行该测试之前，零部件应达到稳定温度。

增加负载电流直到一个或多个保护装置触发。保护装置按任何顺序操作均可。

操作模式：模式3.2

要求：不能有任何负载电路破坏，也就是说保护装置完全保护负载电路。

11.5 静态电流

目的：模拟在车辆停车状态、点火开关“OFF”位置、拿走点火开关钥匙时，具有睡眠功能的被测

样品的电流消耗。

测试：

电压：U A

温度范围: -10 ℃至40 ℃

时间：平均温度下超过24 h。

注：被测样品的电流消耗参见相关的设计规范。

操作模式：模式2.1

要求：满足设计规范的电流消耗要求。

11.6 参考接地和供电偏移

目的：如被测样件存在两条或多条供电线路时，用于检验被测样件的可靠运行情况。如电源接地与信号接地的参考点可能不一致。

测试：

所有输入、输入应模拟实车连接到典型负荷或网络，对被测样件供电 U A，使其正常工作。接地、供电偏移试验适用于接地、供电线路，供电偏移分别按次序应用于每条接地、供电线路以及各个接地、供电线路之间。所有的被测样件的偏移电压为 0.8V。

（1）对被测样件提供电压 U A

；

（2）对被测样件的接地、供电线路进行接地、供电线路电压偏移；

（3）在该条件下进行功能试验；

（4）按不同接地、供电组合重复测试（3）的内容。

反向偏移电压重复上述试验。

操作模式：模式 3.2

要求：所有功能状态达到 A 级。

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CVTC 38002-2011

附录A

（规范性附录）

整车控制器所有的输入/输出特性测试表

CVTC 38002-2011