汽车电气系统的发展演进为测试带来了哪些影响？
随着汽车智能化进程加速，车辆电气系统方案持续演进。为满足日益严格的功能安全要求，主机厂逐渐引入智能配电、冗余配电等新型方案，这给电气系统的测试环节带来了显著影响。
智能配电测试
何为智能配电？下图分别展示了传统电气架构以及较新的电气架构，对比来看：
传统电气架构主要由各级熔断式保险，配合继电器完成回路配电；而较新的电气架构保留了部分或完全取消熔断式保险，更多地采用控制器完成回路配电，控制器实现配电所用到的方案，就是我们所说的智能配电。
实现配电的硬件方案，包括了HSD、LSD、HBD、Efuse等，它们主要是以mosfet为核心，集成控制、监测电路、通讯电路、诊断等模块，以完成配电、保护等功能的一种集成电路。相较熔断式保险+继电器配电形式，有较为明显的优势。
下表中对比了智能配电和传统配电的差异，可以看到，智能配电可实现更复杂的保护及诊断逻辑，同时响应更快，体积更小，可靠性更高，可以满足更复杂的需求。
特性 | Efuse | 传统保险丝 | 补充说明 |
过温保护 | √ | × | Efuse具备温度采集电路，能够主动切断回路，保护Mos及其他器件 |
电压保护 | √ | × | Efuse具备电压采集电路、防反接电路 |
过电流保护 | √ （响应快） | × （响应慢） | 1.突入电流：Efuse一般可配置突入电流，超过电流斜率后切断回路 2.稳态电流：Efuse一般可配置稳态电流，超过上限后切断回路 3.短路/过流保护：从检测电流到控制Mos断开，可控制在几百μs。典型的快熔保险丝熔断600%的熔断时间为40ms~1s |
诊断 | √ | × | Efuse具备自诊断的特性，出现故障后能够上报原因；故障后可进行自恢复，通过重复闭合回路检测回路状态的机制，降低非真实故障引起的无法用车 |
可编程 | √ | × | 可实现单个Efuse或多个Efuse使用、突入电流、稳态电流、温度、诊断等功能 |
匹配性 | 高 | 低 | 可根据负载的特性进行瞬态电流、稳态电流匹配，降低线束选型规格 |
可靠性 | 高 | 低 | 车规级可靠性，可靠性高 |
尺寸 | 小 | 大 | Efuse可做到2×2，同类快熔保险为10×16 |
但对于电气性能测试来说，这些优势却带来了不小的影响：
- 复杂的保护逻辑，影响了测试方法和测试思路，针对熔断式保险的思路将不完全适用，如何更有针对性地完成测试？
- 复杂的保护逻辑同样为测试实施带来了影响，如何确保测试时无关的保护逻辑不会先行触发？
- 更高响应性能，对设备提出了更高的要求，如何匹配合适的设备参数？
针对上述问题，经纬恒润结合法规标准、测试经验、电气设计及产品开发经验，规划如下测试内容，同时针对性地制定了测试方法、测试设备及评价标准。
测试项 | 测试方案 |
电气保护测试 | 被测回路正常工作时，模拟回路出现过流、短路、过压等故障，查看回路的响应状态及回路电流，此时回路应断开，域控制器应发出故障信号，回路中断时间应满足设计值。 |
配电可靠性测试 | 通过模拟实际负载波形，验证智能配电在不同工况下的可靠性。 |
配电实时性与准确性测试 | 模拟发送回路闭合控制信号，采集对应回路电压，查看回路响应状态。回路响应时间应满足设计值。 |
冗余配电测试
除智能配电外，在满足更高功能安全需求的电气设计中，冗余配电也起着重要作用。下图为一种冗余配电方案示例，分为电源端冗余和负载端冗余。
电源端冗余主要由独立的供电源构成双路电网，由PNS（隔离器）实现两路电网的隔离，供电源包含主动源（如DCDC）和被动源（如12V电池）。当单路电网出现故障时，PNS应识别故障，必要时迅速切断两路电网的连接，确保另一路电网不受故障影响。
负载端冗余主要是在负载供电端设计多路供电，确保一路供电失效后，负载仍能通过其他供电回路来保障功能正常运行或进入降级状态。
冗余配电设计，可以降低功能失效概率，确保降级策略的执行，以提高车辆稳定性、安全性。但也同样对电气性能测试实施带来了一些影响：
- 设计有冗余配电的车辆，在测试时如何接入设备？在哪里接入？不同点位接入是否有差异？
- 冗余配电保护策略的响应时间快，对设备同样提出了更高要求，如何匹配合适的设备参数？
- 在测试内容上，是否需要针对冗余设计增加测试点位或测试方案?
针对上述问题，经纬恒润分析冗余配电特点，对已有测试项进行了方案更新，同时规划了如下针对冗余配电的测试项，并制定了对应的设备方案。
测试项 | 测试方案 |
电源PNS保护测试 | 模拟单电网出现过压等PNS敏感参数，通过系统响应时间以及经过冲击后另一路电网是否出现异常，对PNS的保护能力进行验证。 |
冗余配电电气部件鲁棒性测试 | 制造稳定的单路供电失效（断路、过压、欠压、断路等），对剩余功能与设计功能一致性进行验证。 |
总的来看，汽车电气系统的不断发展演进，对电气性能测试带来了不小的影响，需要针对性的制定新测试项、更新现有测试项，并针对性的制定设备解决方案，以确保测试的覆盖度和结果的准确性。经纬恒润拥有13年深厚的电性能测试经验，已累计服务40余家国内外客户，成功交付30余套测试设备，并帮助30余家主机厂构建完善的电性能测试体系。同时，公司整合电气设计、产品开发及测试实施团队，通过高效的技术协同，持续优化解决方案，致力于为客户提供涵盖测试实施、设备配套与人员能力提升的一站式服务。