硬件测试规范13696

1、未经授权禁止复制项目:纯电动 A 级轿车项目 整车控制器硬件测试规范整车控制器硬件测试规范 编号： 版本: V 4.0 编 制：校 对：审 核：标准化：会 签：批 准：安安 徽徽 江江 淮淮 汽汽 车车 股股 份份 有有 限限 公公 司司20102010 年年 0707 月月 1010 日日整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制1/n c版本信息版本信息版本号日 期作 者描 述1.02010/03/01陈继第一轮初稿2.02010/04/08陈继第二次修改3.02010/04/28陈继第三次修改4.02010/05/10陈继第四次修改批准

2、实施整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制2/n c目 录1 适用范围 .32 参考标准 .33 术语解释 .43.13.1 原理图原理图 .4 43.23.2 网络表网络表 .4 43.33.3 PCBPCB .4 43.43.4 布局布局 .4 43.53.5 单位换算单位换算 .4 44 硬件单元系统测试规范 .54.14.1 数字信号输入测试数字信号输入测试 .5 54.1.14.1.1 LowLow SideSide 数字信号输入数字信号输入 .6 64.1.24.1.2 HighHigh SideSide 数字信号输入数字信号

3、输入 .6 64.1.34.1.3 隔离数字信号输入隔离数字信号输入.7 74.24.2 模拟信号输入测试模拟信号输入测试 .8 84.34.3 频率信号输入测试频率信号输入测试 .8 84.44.4 数字信号输出测试数字信号输出测试 .9 94.54.5 模拟信号输出测试模拟信号输出测试 .10104.64.6 电源测试电源测试 .10104.74.7 通讯接口测试通讯接口测试 .12125 硬件系统测试规范 .125.15.1 硬件驱动模块测试硬件驱动模块测试 .12125.25.2 系统联调系统联调 .13136 附录 .146.16.1 测试纪录表格测试纪录表格 .15156.26.2

4、 电路调整纪录表格电路调整纪录表格 .16166.36.3 联调变更纪录表格联调变更纪录表格 .1717整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制3/n c1 1 适用范围适用范围本规范适用于 JAC 技术中心新能源汽车部整车控制器硬件测试。该测试规范只用于研发阶段的功能测试，不包含控制器环境耐久测试。2 2 参考标准参考标准标准标准名称名称ISO 7637- 2: 2002Road vehicles - Electrical disturbance by conduction and couplingCISPR25Radio disturb

5、ance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles, boats, and on devices-Limits and methods of measurementISO11452-2Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energyPart 2: Absorber-lined shielded enclosureISO11

6、452-4Road vehicles Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energyPart 4:Bulk current injection (BCI) ISO10605Road vehicles- Test methods for electrical disturbances from electrostatic dischargeEN/IEC 60068-2-11-KaEnvironmental Testing. Test Methods

7、. Tests. Test KA Salt MistEN/IEC 60068-2-27Environmental Testing. Test Methods. Environmental testing procedures, Test. Test Ea and guidelines. ShockEN/IEC 60068-2-32Environmental Testing. Test Methods. Test Ed, Free FallDIN 40 050: Part 9: 1993IEC 529Road Vehicles. Degree of protection (IP Code). P

8、rotection against foreign objects, water and access. Electrical EquipmentISO 16750 (Draft)Road Vehicles Environmental Conditions and testing of E/E equipmentISO 16750 -3Road vehicles-Environmental conditions and 整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制4/n ctesting for electrical and electroni

9、c equipment-Part 3: Mechanical loadsEN/IEC 61000-2-6Environmental testing - Part 2: Tests - Test Fc: Vibration(sinusoidal)3 3 术语解释术语解释3.13.1 原理图原理图电路原理图，用原理图设计工具（EDA）绘制的，表达硬件电路中各种器件之间的连接关系的图。3.23.2 网络表网络表由原理图设计工具自动生成的，表达元器件电气连接关系的文本文件，一般包含元器件封装、网络列表和属性定义等组成部分。3.33.3 PCBPCBPrint circuit Board：印刷电路板。目

10、前大多数的电路板都是采用贴附抗蚀刻剂(压膜或涂布)，经过曝光显影后，再用蚀刻方式做出电路板。3.43.4 布局布局PCB 设计过程中，按照设计要求，把元器件放置到印刷电路板上的过程。3.53.5 单位换算单位换算1 英寸（mil）=25.4 毫米(mm)1 克(g)=0.03527 盎司(OZ)整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制5/n c4 4 硬件单元系统测试规范硬件单元系统测试规范4.14.1 数字信号输入测试数字信号输入测试在试验室里，按照电路设计原理图，在万能板上离线搭建开放测试电路。利用万用表，示波器，独立可调电源，信号发生

11、器等设备进行电路调试，特别是器件参数的调整。测试结果和电路调整应该做好相应的纪录。硬件电路的变更纪录，包括试验过程中测试和实验数据的纪录和模块参数的更新和调节。纪录表格模板见第 6 章附录。输入信号的来源，有实际部件的，需要将实际部件接入电路；如果实际部件获取比较困难的，如 ABS 控制器等，可以通过信号发生器产生需要的信号。电路测试和调整的内容包括：A.正常信号输入下，电路能否正常工作。特别是需要通过示波器观察实际信号的跳变过程。如果电路无法正常工作，或正常工作了，但信号无法达到设计要求时，应该进行参数调整，如更换电阻阻值等。如果是电路原理本身逻辑有问题，可采用在 Mulisim 上进行电路

12、仿真，确认逻辑是正确的后，再实际搭建电路调整。B.在极限工作情况下，电路能否能正常工作，以及是否需要正常工作。极限工作情况的出现，主要是由于电源电压变化，导致的输入信号和上拉电压等产生变化。电路应该根据电源等级进行功能的实现。下表为在不同电源电压下，控制器功能实现的分级。该表格可用来判断该电路在极限工作情况下是否需要正常工作。表表 1：电源等级表：电源等级表整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制6/n cC.确认电路中，各个器件的对该部分接口电路的影响，便于后期 DFEMA 的形成。如，电路中某电阻短路后，电路会出现什么异常等。在实际电路

13、测试中，可采用将器件断路，短路或通过极限条件将器件烧毁的方式，实际分析电路的变化。D.对于某些重要的电路，看是否有冗余设计。在测试时，可将冗余设计的所有电路进行同时整体测试。例如制动踏板上的两路冗余的刹车信号。E.特别注意，某些输入信号可能其他部件也在使用。所以，测试时可将其余部件的对外电气特性引入。例如，手刹信号，该信号同时还要给仪表。仪表接收该信号时，对外有输出上拉电压。4.1.14.1.1 LowLow SideSide 数字信号输入数字信号输入Low Side 数字信号，即信号状态为 0V（车身搭铁地）和 OPEN（悬空）两种类型。典型信号代表为手刹上触点开关信号。拉上手刹时，手刹上的

14、触点开关，通过机械结构与车身导通，触点开关信号为 0V；释放手刹时，手刹上的触点开关断开，此时触点开关信号处于悬空的状态。该部分接口电路的原理图如图 1 所示。测试时，可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。VCCR4R2R3R1VSIG InputSIG_DI To MCUC1D2DiodeD1DiodeBatteryD3DiodeVCC图图 1 1：LowLow SideSide 输入信号原理图输入信号原理图4.1.24.1.2 HighHigh SideSide 数字信号输入数字信号输入High Side 数字信号，即信号状态为 12V（车载 12V 铅酸蓄电池）和 OPEN（

15、悬空）两种类型。典型信号代表为点火开关 ON 信号。点火开关旋至 ON 和 ST 档时，输出 12V 电平信号；点火开关旋至 ACC 和 OFF 档时，该信号断开，处于悬空状态。该部分接口电路的原理图如图 2 所示。测试时，可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制7/n cC2VCCR410KR247KR310KR1not fittedVBC817SIGSIG_DI TO MCU0.1uFC1D1DiodeD2DiodeVCC图图 2 2：HighHigh SideSide 输入信号原理图输

16、入信号原理图4.1.34.1.3 隔离数字信号输入隔离数字信号输入隔离数字信号，即信号状态为 12V 或者悬空状态，以及 12V 或者 0V 状态。该信号为电流信号，抗干扰能力比电压信号强，且能够将两个系统的地信号平面隔开。这部分电路主要是用于整车控制系统中一些电控部件不希望受到外部信号干扰。例如，BMS 的外部接口信号，电机控制器外部接口信号。测试时，可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。唯一特别的是，需要测量该信号的电流强度，确定光耦器件导通信号范围。同时，还需要考虑不同温度下，信号的受影响情况。具体可参考该器件的 Datasheet 描述。U?Optoisolator14.7

17、KR1BMSFBMSF_GNDGND+5VR310KBMSF_DI1KR2图图 3：隔离数字信号输入：隔离数字信号输入整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制8/n c4.24.2 模拟信号输入测试模拟信号输入测试整车控制器采集的模拟信号主要来自两部分：传感器（如，水温传感器）的输出信号和人机部件的输出信号（如，电子加速踏板） 。模拟信号的接口电路一般比较简单，主要是一些滤波，分压和钳位电路。测试时，模拟信号的产生需接入实际部件，如将电子加速踏板接入电路。具体的测试波形，需用示波器进行纪录。测试时，可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进

18、行测试。图3 为该部分信号的接口电路原理图。注意：水温传感器等部件，需要控制器内部上拉。这里的原理图，没有画出。C1R1D1D2R2C2SIGSIG_AN TO MCU图图 4 4：模拟信号接口电路：模拟信号接口电路4.34.3 频率信号输入测试频率信号输入测试整车上的频率信号主要来源于 ABS 控制器车速信号。频率信号需要控制器内部上拉电压，接口电路也比较简单，同模拟信号输入接口电路类似，只是 MCU 的接口 Pin 脚不同，需要用到特殊的捕捉口进行采集。图 4 为接口电路原理图。测试时，可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江

19、淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制9/n cC1R2D1D3C2SIGSIG_AN TO MCUD2VCCVCCR1 图图 5 5：频率信号输入接口电路：频率信号输入接口电路4.44.4 数字信号输出测试数字信号输出测试数字信号输出采用 Driver 芯片。该芯片能够驱动负载工作，同时能够将输出端口的故障进行反馈。芯片离线平台电路，首先可根据芯片的 Datasheet 搭建标准电路，让芯片能够工作，如果对芯片比较熟悉的话，可以跳过；然后，根据原理图搭建开放电路测试。测试时，可用信号发生器模拟控制信号，控制芯片输出；当芯片是采用 SPI 等串口通讯方式进行控制时，可利用开发板进行控制芯片输

20、出。图 6 为驱动芯片的外围应用实例。测试时，也可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。在极限测试时，可将输出口进行对电源短接，对地短接，过温，多过流等。在产生这些故障时，输出口是否带有保护功能，同时是否有故障进行反馈。图图 6 6：驱动芯片外围电路图：驱动芯片外围电路图整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制10/n c4.54.5 模拟信号输出测试模拟信号输出测试模拟信号的输出采用是一款 DA 转换芯片输出。该芯片的测试离线电路的搭建可参考数字信号输出部分。测试时，看输出波形需要用示波器进行观察并纪录。极限的工作状况下也需要对

21、输出口作一些故障操作，如对地短接，对电源短接等。注意，特别注意输出波形的上下门限值。例如，模拟加速踏板的信号输出，范围就是0.75 3.84V，而不是0.5V。如果输出 0V 和 5V，接受该信号的系统会认为是输出有故障。测试时，也可按照上述的 A、B、C、D、E 的规范进行测试。对输出信号的观察，还可以把输出波形和实际部件的波形进行对比。例如，模拟电子加速踏板的输出信号给电子节气门。这就可以将输出的波形和实际踏板产生的波形进行对比观察。4.64.6 电源测试电源测试电源部分的测试需要分为不同的供电系统，分别测试。首先，12V 蓄电池部分的测试。电路原理图为图 6 所示。主要需要考虑电源反接，

22、电源过压等极限状态的测试。看这部分电路的保护设计是否到位。具体的要求，可参考电源分级的表格。图图 6 6：电源部分原理图：电源部分原理图其次，12V 转 5V 的电源部分测试。图 7 为电源转换电路的原理图。该部分电路主要有电源转换芯片来实现的。测试时，可参考上述的 Driver 芯片的测试方法。同时，可长时间让芯片工作，并且让输入电源有一些波动，看输出电源是否稳定。同时，可用手感受或则电子温度计确认温度的变化情况。整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制11/n c图图 7 7：12V12V 转转 5V5V 外围电路原理图外围电路原理图最

23、后，输出给传感器的 5V 供电，该部分电路也是通过芯片来实现的。测试时，可参考上述的 Driver 芯片的测试方法。极限考虑时，可进行输出部分短路等操作，看是否能实现保护功能。图图 8 8：传感器供电芯片外围电路原理图：传感器供电芯片外围电路原理图整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制12/n c4.74.7 通讯接口测试通讯接口测试整车控制器的通讯接口主要有 CAN 通讯模块，K 线通讯模块和 485 通讯模块。MCU 通过通讯芯片与外部实现某种类型的通讯。测试电路的搭建，应详细参考各通讯芯片的 Datasheet里面的测试方法。CAN

24、 通讯模块的测试电路如图 9 所示。图图 9 9：CANCAN 通讯测试电路原理图通讯测试电路原理图测试时，可参考上述的 Driver 芯片的测试方法。信号的产生可通过信号发生器或开发板来做。输出的通讯波形，可用示波器进行观察。示波器在观察 CAN 通讯的信号波形时，可采用两路输入观察，即把 CANH 和 CANL 波形同时接入示波器。极限的工作状态，可考虑取消终端电阻，引入一些干扰，看波形的变化情况。其他通讯方式，如 485，KLine 的测试，可参考 CAN 模块的测试方法。5 5 硬件系统测试规范硬件系统测试规范硬件系统测试主要是是针对已经做好的整车控制器硬件。在硬件完成了底层驱动模块设

25、计后，需要进入的下一步工作即是对控制器硬件的各个模块的整体系统测试。5.15.1 硬件驱动模块测试硬件驱动模块测试本节主要内容为硬件驱动模块的一些测试方法。整车控制器硬件测试规范 新能源汽车部整车控制组版权归江淮汽车股份有限公司所有 未经授权禁止复制13/n c1.对于已经设计好的驱动模块，必须要经过严格的单元测试后才能使用；同时，测试过程要以目录的形式保留下来，用于备案。2.对于有可视执行结果的模块要先测试。可视执行结果是指能通过小灯的亮灭，LED 或串口等设备去显示的执行结果。对于有可视结果的模块先行测试，主要是用于具有不可视执行结果模块的测试。当评估板上对应没有的可视化执行设备（如电机）

26、时，可以用小灯来等效处理。因为本质上都是开关量的输出，只要输出的开关量正常即可证明模块是正确的。3.测试用例要尽可能覆盖。测试只能证明错误的存在，而不能证明错误的不存在。测试用例至少要包括边界值和中间值，合法值和非法值，要保证尽可能多的情况在时间上和空间上被覆盖。例如：对三盏小灯驱动模块的测试，必须有每一盏的亮和灭，三盏全亮，全灭，三盏逐渐全亮，三盏逐渐全灭等测试用例。4. 对于无可视执行结果的模块的测试。对于无可视化执行结果的模块，特别是把数据从外设硬件传到内存的输入模块，由于无法观测模块的执行结果，必须要借助于具有可视执行结果的模块来显示。这也是可视执行结果的模块要先行测试的原因。注意，由

27、于借助了具有可视执行结果的模块，就有可能发现该模块有问题，此时必须要返回到有问题模块的测试目录，找出问题，重新生成新的驱动模块，然后再拿过来使用。而不能简单的直接在无可视执行结果的模块的测试中直接修改，因为这将违反了面向硬件对象的驱动封装原则。5. 测试工程中的说明。用于测试驱动模块的工程中，必须要有一个用于记录测试信息的文本文件。记录的内容包括测试人，测试时间，测试结果及意见等相关信息。如果测试信息的内容比较多，也可以在测试目录中专门建一个 WORD 文档，用于进一步的说明测试信息。6. 编写测试工程的注意事项（1）在测试工程中调用测试模块时，最好把测试用例以常量形式传入测试模块。（2）由于主循环或定时中断能重复多次执行，所以在有很多测试用例的情况下，可以通过把测试用例放到静态变量中，然后不断修改静态变量，实现了自动对测试用例的覆盖测试。（3）使用辅助测试工具：如果 CAN、串口或其他通讯模块已经被正确的测试了，可以把测试结果发送到 PC 机进行显示。5.25.2 系统联调系统联调控制器硬件和软件初步完成后，即可将软