車載DC-DC電性能測試必要性分析
國際標(biāo)準(zhǔn)
ISO 16750系列
國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 24347-2021
車廠標(biāo)準(zhǔn)
VW80000:2021
車載DC-DC變換器作為"車輛能源神經(jīng)中樞"，在電動汽車能源管理系統(tǒng)中承擔(dān)著關(guān)鍵角色。其核心功能是將動力電池組的高壓直流電（通常300-800V）轉(zhuǎn)換為低壓系統(tǒng)所需的穩(wěn)定直流電（如12V、24V或48V），為娛樂系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)及其他輔助設(shè)備供電，同時(shí)保障車載低壓電器系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
車輛運(yùn)行過程中，DC-DC變換器需適應(yīng)-40℃~125℃的寬溫范圍、100V/200V拋負(fù)載電壓沖擊等極端條件，同時(shí)面臨過電壓、欠電壓、短路及電磁干擾等復(fù)雜電氣狀況。這種極端環(huán)境下的穩(wěn)定性要求，使得電性能測試成為驗(yàn)證其環(huán)境適應(yīng)性與可靠性的必要手段。
電性能測試的核心價(jià)值體現(xiàn)在對整車安全性、可靠性與合規(guī)性的多重保障。在安全性層面，DC-DC變換器的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到低壓系統(tǒng)供電連續(xù)性，其輸出紋波等參數(shù)異常可能導(dǎo)致BMS誤操作、輸入濾波器損壞等器件故障，進(jìn)而影響電動車動力安全。
未經(jīng)嚴(yán)格測試的產(chǎn)品早期失效率高，通過測試可顯著降低售后故障風(fēng)險(xiǎn)
符合ISO 16750等標(biāo)準(zhǔn)測試的DC-DC產(chǎn)品可靠性顯著提升
滿足行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證要求
ISO 16750-2:2023作為車載電氣電子設(shè)備環(huán)境條件與試驗(yàn)的核心標(biāo)準(zhǔn)，相較于2012版進(jìn)行了系統(tǒng)性更新，其中最顯著的變化是擴(kuò)展疊加交流電壓測試的頻率范圍至200kHz，測試分為參考測試和正式測試，測試方式采用步進(jìn)注入。
參考測試采用2%對數(shù)步進(jìn)，確定每個(gè)頻率點(diǎn)對應(yīng)的電壓紋波UR，正式測試時(shí)按照參考測試確定的UR值進(jìn)行注入，每個(gè)頻率點(diǎn)駐留時(shí)間≥2s。
f1頻段Upp=6V/3V/2V（12V系統(tǒng)），10V/3V/2V（24V系統(tǒng)），Ipp=15A；f2頻段Upp=1V，Ipp=10A。
國內(nèi)針對車載DC-DC變換器的核心技術(shù)規(guī)范以GB/T 24347-2021《電動汽車DC/DC變換器》為代表，該標(biāo)準(zhǔn)明確了輸入輸出特性試驗(yàn)、保護(hù)功能試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)、電磁兼容試驗(yàn)和電氣安全試驗(yàn)要求。
DC/DC無輸出狀態(tài)下，與低壓蓄電池有固定連接（無法控制斷開）的端口，靜態(tài)電流不大于3mA。
各獨(dú)立帶電電路與地（外殼）之間的絕緣電阻不小于10MΩ，無電氣聯(lián)系的各電路之間的絕緣電阻不小于10MΩ。
大眾集團(tuán)針對車載電子電氣部件制定的VW80000標(biāo)準(zhǔn)，是在ISO等國際標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出的更高要求，主要適用于3.5噸以下汽車的電氣和電子部件。
奔馳公司制定了MBN LV124-1 2013標(biāo)準(zhǔn)的車載零部件的電性能測試，以適應(yīng)特定環(huán)境下的可靠性需求。
| 序號 | 測試項(xiàng) | VW80000:2021 | MBN LV124-1 2013 |
|---|---|---|---|
| E-03 | 瞬態(tài)欠電壓 |
9V-10.8V，1V/ms 循環(huán)次數(shù)：10 DUT數(shù)量：無要求 增加E-03b測試 |
9V-10.8V，1V/ms 循環(huán)次數(shù)：3 DUT數(shù)量：至少6個(gè) |
| E-06 | 疊加交流電壓 |
15Hz-200kHz/6Vpp 三角/對數(shù)掃頻 循環(huán)15次 Ri≤100mΩ |
15Hz-30kHz/6Vpp 三角/對數(shù)掃頻 循環(huán)15次 Ri≤100mΩ |
| E-17 | 信號線和負(fù)載電路短路 |
Vopmin，Vopmax 4個(gè)測試用例 |
UBmin，UBmax 3個(gè)測試用例 |
| E-21 | 反向饋電 |
0.2V-Vopmax 待測端子電壓必須在開關(guān)斷開后20ms內(nèi)降至1V以下 2個(gè)測試用例 |
0.2V-UBmax 待測端子電壓必須在開關(guān)斷開后20ms內(nèi)降至1V以下 1個(gè)測試用例，且新增對測試端子的試驗(yàn)要求 |
| E-23 | 多路供電電壓的均衡電流 |
±32V 均衡電流不超過100uA |
無 |
| E-24 | 開關(guān)耐久性試驗(yàn) |
12V：Vopmin，Vop，Vopmax other：48V，HVAC，HVDC |
無 |
蔚來900V高壓平臺作為其全域電驅(qū)架構(gòu)的核心，其額定電壓為925V，對DC-DC轉(zhuǎn)換器提出了顯著區(qū)別于傳統(tǒng)車廠標(biāo)準(zhǔn)的特殊要求，同時(shí)推動了測試體系的創(chuàng)新。
電性能測試是評估車載DC-DC轉(zhuǎn)換器核心性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中效率與紋波特性是衡量其性能的核心指標(biāo)，直接關(guān)系到車輛續(xù)航與電子設(shè)備穩(wěn)定性。
國家標(biāo)準(zhǔn)要求低壓輸出DC/DC效率需≥88%，E1等級需＞92%。高壓輸出DC/DC效率需≥95%。
若紋波超標(biāo)，其高頻成分會通過電源鏈路耦合至車載雷達(dá)、自動駕駛傳感器等敏感設(shè)備，干擾模擬信號采集與數(shù)字通信波形。
瞬態(tài)與保護(hù)功能測試是保障車載DC-DC轉(zhuǎn)換器在復(fù)雜汽車電氣環(huán)境下可靠運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
模擬汽車拋負(fù)載工況下的電壓尖峰，例如12V系統(tǒng)中極端情況下尖峰電壓可達(dá)100V，24V系統(tǒng)則可達(dá)200V。
若額定電流IN≤10A，則測試電流Itest=3IN；若額定電流IN＞10A，則測試電流Itest=2IN（至少大于30A，最大值為150A）
車載DC-DC轉(zhuǎn)換器的電性能測試不僅是產(chǎn)品質(zhì)量保障的核心環(huán)節(jié)，更是車企在技術(shù)迭代、成本控制與市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢的關(guān)鍵驅(qū)動力。
通過預(yù)防性測試降低全生命周期成本，實(shí)現(xiàn)"測試即盈利"
推動寬禁帶器件、雙向能量流等前沿技術(shù)落地
以自動化、數(shù)據(jù)化重構(gòu)研發(fā)體系，提升競爭力
| 名稱 | 說明 |
|---|---|
| PTS系列電性能測試系統(tǒng) |
包含如下模塊： PTS系列電源系統(tǒng) 拋負(fù)載模塊（可選） 微中斷模塊（可選） 切換開關(guān)模塊（可選） 負(fù)載模塊（可選） 耐壓測試模塊（可選） ...... |
| VectWorks電性能測試軟件 | 上位機(jī)軟件 |
支持如下標(biāo)準(zhǔn)：
綠測科技PTS系列電性能測試系統(tǒng)由PTS系列電源系統(tǒng)、拋負(fù)載模塊（可選）、微中斷模塊（可選）等設(shè)備組成，是一款模塊化、高精度的專業(yè)測試平臺，專為汽車零部件的電性能測試而設(shè)計(jì)。
高集成度設(shè)計(jì)
軟硬件一體化
多標(biāo)準(zhǔn)兼容
易于擴(kuò)展
PTS系列電源系統(tǒng)
VectWorks電性能測試軟件是綠測科技基于GtestWorks自動化測試平臺而開發(fā)的一款軟件，其引擎基于動態(tài)測試腳本執(zhí)行，這種基礎(chǔ)架構(gòu)便于輕松、直接配置測試序列，無需關(guān)心如何遠(yuǎn)程控制儀器的特定知識，只需配置所要測試的項(xiàng)目及試驗(yàn)等級，具備很高的靈活性。
軟件為用戶提供符合標(biāo)準(zhǔn)的測試模版，可進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)獲取、波形編輯、配置導(dǎo)入導(dǎo)出、報(bào)告查看等等，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜測試的自動化。
閉環(huán)動態(tài)測試
集成實(shí)時(shí)監(jiān)控與動態(tài)反饋機(jī)制
高低壓疊加紋波測試
遵照標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)要求（含紋波Upp、Ipp監(jiān)控）
電源與功放架構(gòu)
兼容雙極性電源與功放架構(gòu)方案
在車載DC-DC電性能測試中，輔助測試系統(tǒng)是確保測試環(huán)境真實(shí)性與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵組成部分，主要包括高低溫環(huán)境模擬設(shè)備和EMC測試系統(tǒng)。
需滿足溫度范圍-70°C~150°C、溫度變化率≥5°C/min，部分場景還需配備高低溫濕熱循環(huán)試驗(yàn)箱以復(fù)現(xiàn)復(fù)雜氣候條件
需支持傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射測試及抗擾度測試
