電動汽車CAN網絡測試設備研究

孟鑫

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。

Abstract： This paper studies a kind of high-speed CAN network test automation equipment， describes the function of the equipment， structure， each component of the instrument and equipment advantages and disadvantages， for the network test equipment practicability and security design ideas.

關鍵詞：網絡測試;自動化設備;實用性;安全性

Key words： network test;automation equipment;practicability;security

0 ?引言

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。

1 ?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。

1.1 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。

1.2 各組成儀器功能

1.2.1 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。

1.2.2 VT system

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

②VT7001：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。

③VT7001：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。

1.2.3 信號采集及干擾設備

①VN1640（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。

②VN6501（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。

2 ?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。

2.1 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。

2.2 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。

3 ?結語

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。

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）.

[2]邵飛.汽車CAN總線技術及其檢測維修的研究[J].內燃機與配件，2019（11）：146-147.

[3]杜常清，朱體剛.電動汽車動力系統CAN網絡設計及測試分析[J].自動化與儀表，2016，31（07）：34-39.

[4]嚴永利，王昌會.基于CAN網絡的電動汽車網絡設計[J].數字通信世界，2016（04）.

[5]莊曉芳.基于CAN網絡的自動泊車控制器測試研究[D].重慶理工大學，2019.