通用测试仪器在汽车测试中的应用

1、横河测试仪器在汽车测试中的应用1引言汽车诞生一百多年来，从机械原理到制造工艺，技术越来越复杂， 对测试仪器的要求也越来越高。特定的汽车测试，一般会由专用的测试设备来完成，其优点是针 对性强，用户按照固定的流程即可完成测试， 从而获得标准的测试报 告。但同时，专用仪器的灵活性不足，如果用户想对测试方法进行更 改或者增加测试项目就很困难。而通用测试仪器可以弥补这样的不足。通用测试仪器的基础测量功能非常丰富，并且提供了用户自定 义的功能，可以灵活地扩充测量功能。横河的通测产品就属于这种类 型，包括WT系列功率分析仪，DL系列示波器和示波记录仪，Netsol 记录仪等产品。目前，以EV HEV为代表的

2、新能源汽车发展迅速，由于其特殊的 构造，测试方法与传统汽车有所不同。本文将先介绍传统汽车的一些 常规测试，然后再就新能源汽车的特殊测试进行介绍。 本文总结的通 用测试仪器在汽车测试中所用的测试方法对于其他类似测试也会有 一定的借鉴作用。2常规测试122.1乘用车电平衡测试测试设备：DL850 WT330 MW100汽车电器系统的电量平衡，是指汽车交流发电机、启动马达、蓄 电池和其它各种用电设备之间电能产生与消耗的相互制约关系简单来说，就是汽车发电机产生的电量要能够满足全车所有用电 设备的消耗，蓄电池的瞬间供电要能满足启动马达的启动需要，有多余电量会向蓄电池充电，电量不足时可以由蓄电池作为补充，

3、 整车电 量达到一种平衡，保证车辆正常运行。现代汽车上的用电设备众多，包括 ECU空制系统、照明系统、空 调、车窗、雨刷、音响等。完成电平衡测试，需要对所有用电设备在 不同工况（包括不同季节、不同天气、白天黑夜等）下的电量消耗进 行测量统计，根据统计结果就可以判断车上的供电设备和用电设备是 否需要改型，或者重新设计。在电平衡测试中，横河的DL850用于记录变化频率较快的电流信 号，MW10用于记录缓变的电流信号以及温度变化， WT33C用于记录 蓄电池的充放电电量变化。町3孰）观IDLSn=着电池M巧肿记录记录雷高采样2.2制动系统检测试验测试设备：DL850新车型投放市场前，都要经过检测部门

4、的认证，然后才能正式上 市。检测项目繁多，如碰撞试验、道路试验、排放测试等，很多试验 也要用到通用测试仪器。比如道路试验和排放测试。道路试验也有很多检测项目，下面就道路试验中的制动系统检测 进行简单的说明。制动系统检测是对行车制动、应急制动和驻车制动装置性能指标 的检测，需要记录的项目包括：轮速、车速、行驶距离、气动压力、 相关温度、踏板力、踏板行程、方向盘角度、角速度及扭矩等信号。 这些项目都有相应的传感器进行测量， 转换成模拟量或者脉冲量。理 论上这些信号都可以用示波记录仪 DL850来进行记录。DL850进行制动系统检测的优势是以较高的采样率来同步记录 所有这些参数，不足是不能直接对数据

5、进行自动分析，需要使用 Xviewer软件手动分析或者借助专业软件工具。图2, DL850用于汽车制动系统测试2.3总线测试测试设备：DLM2000 DL850V在汽车的ECU控制系统中，CAN总线和LIN总线被广泛应用。 而在相关系统的研发过程中，CAN/LIN总线的测试又是必不可少的 一环。目前很多数字示波器都具有串行总线的触发和分析功能，可以帮助进行CAN/LIN总线的测试分析。横河 DLM2000混合示波器在这 方面具有很多优势：?硬件解码，实时分析?自动设置，操作方便?支持两组CAN/LIN总线同步分析?可按照特定ID、Data或者错误帧进行触发和搜索?支持CANdb文件中的mess

6、age导入?支持FlexRay总线汽车上的大多数传感器信号都会通过 CAN/LIN总线传输到ECU 控制器，ECU对数据进行处理后，又会通过 CAN/LIN总线对执行机 构发出控制信号，使各部件按照要求正常工作。如果某个部件工作异常，就需要判断是否是总线传输过程出了问 题o DL850V的CAN总线监视模块就可以帮助工程师判断这一问题。DL850V可以直接接入到汽车的CAN/LIN网络节点中，从 CAN/LIN信号中提取转化为数字量的传感器信号，并还原为模拟波 形在屏幕上显示出来。其特点在于：?最多监测240个物理量，弥补模拟通道数的不足?通过还原后的波形与传感器的实际波形对比，可以判断是否是

7、 总线传输出了问题支持CANdb文件中的message导入，操作方便解码分析CAN LIN总线 数据监测图N汽车总线分祈与检测2.4排放测试测试设备：MW100在汽车排放测试中，需要记录多个温度参数，包括车内外的环境温度、冷却水温度、润滑油温度、机油温度、排气管温度等。可以使 用MW1O0寸车体不同部位的温度进行监测和记录。其优势在于:?记录点数多，可扩充?可靠性高，不受环境影响?记录时间长，可通过上位机实时监测温度In| _MW10Q抿集汽 车排敝測试时车 内外的不同訊位上位机现测温度 变化过程数据实时传愉 至上位机乩100用于汽车排放檢测2.5发动机测试测试设备：DL850使用示波记录仪D

8、L850可以测量很多发动机参数，如缸内压力、 曲轴转角、喷油时间、温度等，通过周期平均功能对上千个周期的发 动机缸压信号进行平均，获得平均缸压曲线。肛内压信号DL&O（周期平均处理后前波形24平均波形图5. DL850测量发动机平炖缸压2.6空调系统测试测试设备：MW100 DL850在汽车空调系统的测试中，要同时记录多种不同的传感器信号， 包括控制电压信号、电流信号、车内温度/湿度、水流量、空调吸排 气压力及温度、中冷进排气、散热器进出口压力及温度、大气压力、 日照强度等。这些信号大多数可以用 MW10来记录，但是控制信号这 类高速信号就需要用DL850来进行记录。MW100DL8&0 门“

9、二iLS yiu :二 H图6.汽车空调系统测试2.7汽车控制系统测试测试设备：DLM4000在汽车的ECU控制系统测试时，需要同时记录4路以上ECU控制 信号的波形细节（波形宽度最小10ns）、多路转速、喷油脉冲、曲轴 转角等传感器信号，有时会同时进行 CAN总线的解码分析。用户需要通过模拟通道观测ECU空制信号以及CAN总线信号的细 节，需要5个以上的模拟通道以及较高的采样率， DLM4OO0勺8路模 拟通道以及可扩充的24位逻辑通道可以满足测试要求。7.汽车控制系统测试2.8车内环境测试测试设备：DL850汽车车内的环境测试也是厂商质保部门常做的测试，一般在汽车发动或者运行情况下对驾驶室

10、内的温度和噪声等指标进行检测。使用DL850检测可以车内温度、噪声等指标，并进行较长时间 的记录。噪声的检测需要使用声音传感器， 并通过电荷放大器将噪声 信号传输至DL850。DLS50热电I禺声音传廳器PCB130D20DL85O图&汽车车内环境测试9、电荷放大传入声音信号3新能源汽车测试近几年，包括混合动力汽车（HEV）、电动汽车（EV）在内的新 能源汽车发展迅速，很多汽车厂商都大力开发新能源汽车。 而由于新 能源汽车自身的技术特点，使其相对于传统汽车的测试有很大的不同。 最主要的就是需要对电池、变频器和电机进行评价。33.1电机台架测试测试设备：WT3000DL850由于电机代替发动机成

11、为了 EV和HEV的动力引擎，所以对电 机系统的评价就尤为重要。一般都需要使用电机测试台架，而其中的 核心测试设备就是WT3000高精度功率分析仪。WT3000的主要任务是：?测量变频器的输入侧直流电压、电流、功率,?交流输出侧的三相电压、电流、功率?评价变频器的效率?记录电机的扭矩、转速信号，并计算电机的机械功率?评价电机的机械效率?通过通信端口或者D/A输出端口将测量结果传输至上位机监控系统上位机监控分析系统扭矩转速信号WT3(M)0直流報入扭矩、转这计电机负载测功机10.粗动车电机台架测试系统3.2电池充放电测试测试设备：WT系列功率计电池是电动汽车的核心部件之一，电池的充放电性能关系到整车 的性能。使用 WT系列功率分析仪可以判断电池的充放电状态，测量 充放电电流的有效值，并通过对电流的积分，得到充电的电量和放电 的电量，以及充放电时间。电池銮频器图11、电池充放电测试4结束语由于汽车系统的复杂性，它的测试也相当复杂，以上只列举了几个遇到过的通用测试仪器的测试应用。 正是由于通用测试仪器的基础 功能非常丰富，我们可以判断还有很多测试能够使用