新能源混合動力汽車功能安全臺架測試硬件環境一般設計

徐蘭欣， 張 偉， 岳路峰

（長城汽車股份有限公司 河北省汽車工程技術研究中心， 河北 保定 071000）

隨著用戶對舒適駕駛體驗需求不斷增長，汽車電子系統愈加復雜，由電子電氣系統故障導致的風險也越來越高，同時汽車是一個十分龐大的復雜系統，一般汽車上有一萬多個零部件，100多個ECU，其中任何一個零部件或ECU失效，都可能導致不可挽回的危害損失。因此，量化評估汽車功能是否安全，從而有效減少和規避風險，變得十分突出。因而快速搭建一個新能源混合動力汽車功能安全測評系統臺架硬件環境，是十分重要的，也是首要任務。

1 設計要求

為保證測試有效性，根據汽車功能安全故障等級，識別出新能源混合動力汽車功能安全臺架測試關鍵項目，一般如表1所示。

2 故障注入硬件環境模擬設計

根據表1所列新能源混合動力汽車功能安全常用故障注入類型，其硬件環境設計一般包括兩類：軟件故障注入和硬件故障注入。下文均以某新能源混合動力車型為例，圖中“PUMA”指AVL動力總成臺架PUMA OPEN自控系統。

2.1 軟件故障注入環境設計

軟件故障注入一般通過CANOE對總線信號篡改來進行，因而需對各路CAN總線進行斷路接入以收發信號，其斷點位置一般選擇如圖1所示。

表1 新能源汽車功能安全臺架測試一般項目

圖1 總線開路斷點位置設計

2.2 硬件故障注入環境設計

2.2.1 高壓互鎖故障注入硬件設計

高壓互鎖故障注入硬件測試設計如圖2所示。

圖2 高壓互鎖故障注入

2.2.2 絕緣故障注入硬件設計

絕緣監測回路故障注入硬件測試設計如圖3所示。

絕緣測試電阻R1選擇：①1000×額定電壓值（當絕緣電阻低于1000Ω／V時應報警）；②500×額定電壓值 （當絕緣電阻低于500Ω／V時，應能主動斷開高壓回路）。

2.2.3 過壓欠壓故障注入硬件設計

低壓網絡過壓欠壓故障注入硬件測試設計如圖4所示。

2.2.4 碰撞故障注入硬件設計

模擬碰撞發生硬件設計如圖5所示。

圖3 絕緣監測故障注入

圖4 過壓欠壓故障注入

圖5 碰撞故障注入

PUMA模擬HCU輸出PWM波正常信號和碰撞信號頻率設置：①正常情況下，PUMA模擬HCU發送占空比為40% （+／-2%） @100Hz （+／-2%） 的幅值12V的PWM信號；②發生碰撞時，PUMA模擬HCU連續發送5次（可標定） 占空比為60%（+／-2%） @100Hz （+／-2%） 的幅值12V的PWM信號。

2.2.5 加速踏板故障注入硬件設計

加速踏板信號開路故障注入設計如圖6所示。加速踏板信號對搭鐵、對電源短路故障注入方法同上。

圖6 加速踏板開路故障注入

2.2.6 制動踏板故障注入硬件設計

制動踏板信號開路和對搭鐵、對電源短路故障注入方法與加速踏板一樣，不再贅述。

3 結束語

本文所述新能源混合動力汽車功能安全硬件設計為一般常用方法，形成標準化能有效提高測評系統搭建效率，提供簡單可靠的基礎和保障。