測試測量

　　泰克中國渠道分銷經(jīng)理程峰介紹道，汽車電子關(guān)乎目前汽車設(shè)計的三大市場挑戰(zhàn)，即如何滿足生態(tài)(環(huán)保)、更舒適方便和增強安全性的要求，而圍繞解決這些挑戰(zhàn)的系統(tǒng)和子系統(tǒng)正是目前汽車電子設(shè)計的熱點和難點。

　　動力系統(tǒng)無疑是汽車的心臟，而與動力系統(tǒng)相關(guān)的電子電路的高質(zhì)量穩(wěn)定運行將很大程度上決定整車的性能表現(xiàn)，其中既包括通過ECU實現(xiàn)的電子控制部分，還包括汽車電源電路，由于需要提高汽車的能耗效率，因此電源系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，特別是新能源汽車?；旌蟿恿颓鍧嵢剂喜裼蜋C技術(shù)要求高級電子控制系統(tǒng)，保證安全及環(huán)保。

　　利用ECU控制基本汽車系統(tǒng)和非基本汽車系統(tǒng)正成為新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這些ECU基于數(shù)字技術(shù)(MCU、FPGA等器件)，要求更深入地了解復(fù)雜的定時和信號完整性問題。

　　針對上述汽車動力系統(tǒng)，泰克提供了一套完善的解決方案。汽車ECU根據(jù)放在汽車各處的傳感器傳回的數(shù)據(jù)實時計算信息，確定最佳的引擎控制參數(shù)值。由于ECU內(nèi)置到汽車引擎室中，噪聲環(huán)境更加惡劣，同時由于對更高頻率的分析需求也在不斷上升，特別是對微秒級、毫秒級以及甚至納秒級瞬態(tài)信號或尖峰的抗擾能力，對傳統(tǒng)示波器和探頭分析納秒級的高頻噪聲提出了挑戰(zhàn)。針對部分工程師希望利用信號源進行動力系統(tǒng)ECU現(xiàn)場仿真測試，泰克提供了基于信號源的測試方法，例如利用AFG3000系列函數(shù)信號發(fā)生器仿真各種汽車傳感器信號，如壓力、溫度、速度、旋轉(zhuǎn)和角度位置，對汽車應(yīng)用中的引擎控制單元進行功能測試和優(yōu)化。

　　汽車電源電路的測試與其他電子系統(tǒng)上的電源測試類似，需要進行包括開關(guān)損耗、傳導(dǎo)損耗、平均功率損耗以及安全工作區(qū)(SOA)在內(nèi)的主要性能測試。目前，業(yè)界已經(jīng)具有完整、方便易用的電源測試解決方案，例如泰克公司就提供了完整的集成電源分析解決方案DPO4PWR和DPO3PWR電源分析應(yīng)用模塊，可實現(xiàn)開關(guān)損耗測量、安全工作區(qū)、諧波、波紋、調(diào)制、轉(zhuǎn)換速率等全面的測試，并能實現(xiàn)自動測量功能，可簡化汽車電源應(yīng)用的功率分析工作。

　　上海橫河國際貿(mào)易有限公司大客戶部部長陳林認(rèn)為，中國在新能源車方面已經(jīng)和世界汽車第一集團的腳步一致了，做得好可能會“彎道超車”，中國的汽車行業(yè)很可能由此實現(xiàn)飛躍。

　　新能源電動車分為純電動/混合動力/燃料電池車，目前來看混合動力車較能滿足近期的市場發(fā)展。當(dāng)然純電動車更符合新能源電動車的未來要求，中國已經(jīng)開始在幾個城市里建立新能源車的充電站，這對于未來實現(xiàn)純電動十分有利。但由于電池技術(shù)的解決和充電站建設(shè)都還需要時間，因此近期普及可能會遇到問題。

　　新能源電動車與傳統(tǒng)車相比有了很大的不同，特別是在電子方面有了較大的提高，因此必須進行很多電氣測試和分析工作，工程師對控制驅(qū)動單元/電機/電池等關(guān)鍵部位的測試需要符合電動車特點的測試儀器，其測試精度和數(shù)據(jù)采集的要求越來越高。

　　日本橫河電機(YOKOGAWA)的解決方案較多考慮了汽車測試的需求。橫河公司的功率分析儀在變頻器、電機、電池功率測試、效率評估以及電能能耗測試等方面擅長，獨特的快速分析和精確的測量數(shù)據(jù)為開發(fā)和測試工程師發(fā)現(xiàn)問題并解決問題提供了可靠的保證。橫河公司的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也受到工程師們的歡迎。由于汽車上面測試信號的特殊性，測試工程師需要多通道的集電壓/電流/溫度/應(yīng)力/加速度/扭矩/轉(zhuǎn)速/流量等相互隔離的多路信號采集于一體的數(shù)據(jù)采集。橫河公司的DL750/DL850可完全滿足這方面的需求，能很好的解決汽車研發(fā)中多路的甚至十幾路，幾十路的信號處理分析和記錄。

　　NI中國技術(shù)市場工程師徐征說，混合動力汽車ECU的設(shè)計與驗證對于新能源汽車行業(yè)來說是一項關(guān)鍵技術(shù)。如何快速設(shè)計控制系統(tǒng)原型并進行驗證和發(fā)布是一個挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的開發(fā)流程中，往往先根據(jù)受控對象的模型設(shè)計算法并進行軟件仿真，然后設(shè)計嵌入式硬件電路，再將算法代碼重新移植到嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)。在這種開發(fā)流程中，需要在軟件開發(fā)與硬件設(shè)計中反復(fù)協(xié)調(diào)，進行修改和驗證，一般需要較長時間。因此，通過商業(yè)可用的現(xiàn)成嵌入式平臺快速實現(xiàn)控制系統(tǒng)原型成為一種趨勢?；谏虡I(yè)可用的嵌入式平臺(如NI CompactRIO)，用戶可以迅速為控制算法添加I/O，并在嵌入式實時控制器上執(zhí)行，從而快速完成控制系統(tǒng)設(shè)計。

　　控制系統(tǒng)設(shè)計完成之后需要進行功能性驗證，之后才能發(fā)布。為了更好地在驗證測試中模擬受控對象的行為，硬件在環(huán)(HIL)仿真成為一種主流的測試手段。在將控制器投入系統(tǒng)之前，先用一個可以模擬受控對象行為的真實硬件模型對其進行測試，就是我們這里所說的硬件在環(huán)測試。硬件在環(huán)測試可以大大降低開發(fā)和測試風(fēng)險，降低測試成本，提高測試質(zhì)量。

　　NI提供開放靈活的模塊化硬件平臺和統(tǒng)一的圖形化系統(tǒng)開發(fā)軟件LabVIEW，可高效地進行混合動力汽車控制系統(tǒng)原型設(shè)計和硬件在環(huán)仿真。基于NI LabVIEW軟件，用戶可以建立受控對象(如混合燃料電池系統(tǒng))的模型，設(shè)計控制算法，并進行軟件仿真。之后，用戶可將算法直接下載到NI CompactRIO的實時控制器上運行，并選擇所需的CompactRIO I/O模塊作為算法的真實硬件I/O，從而快速構(gòu)建完整的嵌入式實時控制器原型。進一步，用戶還可以基于NI PXI平臺，利用之前建立的受控對象模型建立硬件在環(huán)仿真測試系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)進行驗證。在此過程中可以充分利用現(xiàn)成的模塊化硬件平臺，并且重用軟件模型和組件，從而大大加速了控制器設(shè)計和原型驗證的整個開發(fā)過程。NI于2009年還專門針對硬件在環(huán)測試應(yīng)用推出了基于配置無需編程的實時測試軟件NI VeriStand，為用戶提供了更多選擇和支持。

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