電動汽車CAN網絡測試設備研究

孟鑫 唐妍 謝佶宏 黃祖朋 趙小羽 韋勇

摘 要：本文研究了一種高速CAN網絡測試自動化設備，分析了設備的功能，結構，各組成部分儀器及設備優缺點，為網絡測試設備的實用性和安全性設計提供思路。

關鍵詞：網絡測試 自動化設備 實用性 安全性

1 前言

隨著整車電子線控程度的提高，網絡測試將會是車輛測試中必不可少的一部分，它不僅關系到車輛各零件之間信息交流和功能實現，也是整車安全的重要防線，是研發過程中必不可少的一環。傳統的網絡測試是都是手動測試（在良好的用電環境下，通過示波器，CAN采集設備等儀器記錄信息），手動測試容易造成人為的缺陷（連接的線束過長，分析過程中問題漏看等），所以使用自動化測試設備進行測試成為了主要的需求。

2 自動化測試設備電器原理與各組成儀器的功能

自動化測試設備主要功能需求是能夠獨立的高速的完成網絡測試（這里的網絡不單單指CAN網絡，還包括CANFD和將來網絡的主流趨勢以太網），現在市場上的網絡測試設備基本以組合設備為主包括程控設備，VT system，信號采集設備等。

2.1 自動化測試設備電器原理

由圖（1）可知自動化測試設備電器原理如下：

220交流電→機柜（設備）電源管理系統→PDU插排→硬件程控設備和工控機→測試臺架機柜（設備）電源管理系統：接入220V交流電，按功能性對接入的交流電進行分配，使之滿足各用電設備的用電需求。

PDU插排：提供用電接入點，方便各用電設備“取電”。

硬件程控設備：包括程控供電電源，示波器，數字萬用表，HH正負電源，VT機箱供電電源。

工控機：用于各軟件的運行，數據計算與存儲等。

2.2 各組成儀器功能

2.2.1 程控設備

1、程控供電電源：仿真蓄電池，為DUT供電，同時本電源可滿足ISO7637發動機啟動波形的仿真。

2、雙極性電源：仿真實車中地線阻抗變化及線束長度引起的壓降，實現正負10V的偏移仿真。

3、板卡供電電源：為系統中VT System與測試臺架中的BOB板卡供電。

4、數字萬用表：用于測量DUT的終端電阻。

5、示波器（圖2）：用于監控測量總線波形、DUT供電電源電壓、故障注入的參考電平。

2.2.2 VT system

1、VT8012：為VT板卡提供電、通信的接口（是VT System必要組成部分）。

2、VT7001：程控電源與雙極性電源的正負極輸入該板卡，通過板卡內部的繼電器實現電路分配后，模擬KL30、KL15、KL31輸出，并提供地偏移測試電路。

3、VT7001： 將程控電源的正負極輸入該板卡，通過內部的單刀雙擲與單刀單擲繼電器，可為DUT提供IO三態（斷開/高有效/低有效）的喚醒事件。

2.2.3 信號采集及干擾設備

1、VN1640（圖3）：CAN/LIN收發器的集成，用于監控收集被測ECU的CAN/LIN總線數據。

2、VN6501（圖3）：用于對DUT的CAN總線數據鏈路層進行干擾，完成采樣點與BUSOFF相關測試內容的測試。

3 網絡自動化測試設備的優劣

開發自動化測試設備必定是各車廠或車輛測試機構的發展趨勢趨勢（圖4是例舉出的一套設備模型），下面我談談此類設備的優劣。

3.1 自動化測試設備的優勢

1.它主要特點就是提高測試效率和測試準確率，控制環境及人員操作等變量，保證各項測試的規范性與一致性;

2.機柜由各部件設備組合而成，這就意味著這套系統設備內部的儀器可以自由選擇和更換，使用者可以根據子設備廠家和測試功能的不同進行選擇，這對于成本的控制，做出了有利的條件;

3.此系統設備組裝和拆卸方便，且箱體底部自帶滑輪，這不但減少了運輸難度，更便于維修和定期檢查。

3.2 自動化測試設備的劣勢

1.因該系統設備是由多種子設備和儀器組合而成，且在設備運行過程中涉及多個子系統的聯合控制，所以設備安裝需要專職人員進行，且安裝完成后需要進行較長時間調試與驗證工作;

2.因電路連接問題，設備開啟和關閉過程需要嚴格的按照一定順序執行，否則容易損壞各部分儀器;

3.當遇到斷電或儀器故障等突發狀況，組合設備缺少自我保護機制，測試過程中極易造成數據失真，嚴重時會設備自身的設置參數會有丟失的情況;

4.設備抗干擾能力較差，對于外部電源、測試溫度、測試濕度等要求較高。

4 結論

本文介紹了一類網絡自動化測試設備的功能，結構和優劣勢，對此類設備的選型和購買提供了一些建議，也希望此類設備將來有更好的優化和更嚴謹的設計。

基金項目：廣西科技計劃資助項目（桂科AC16380043）;柳州市科學研究與技術開發計劃資助項目（2016B030101）

參考文獻：

[1]王寧. 電動汽車動力系統CAN網絡設計及測試[J].電子技術與軟件工程，2018（1）.