汽车电池仿真器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种汽车电子系统测试技术，特别涉及一种汽车电池仿真器。
【背景技术】
[0002] 汽车电子设计开发过程中，汽车电子系统的电磁兼容性（EMC)测试是一项必不可 少的内容。例如汽车在点火启动、触点接触不良或是电池缓慢漏电的过程中，供电电压将会 下降并产生强烈的波动。这些波动对汽车电子系统性能的影响需要用符合实际状况的电压 波形对其进行冲击测试。现有的测试规范中低电压波形的产生都是使用固定波形参数的， 例如现有的EMC测试规范（ISO 16750-2)中，对汽车点火电压波形的定义采用固定参数生 成，这样产生的波形往往和实际运行时出现的波形不符，测试不具有实效性。
【发明内容】
[0003] 本发明是针对现有的使用固定参数所产生的低电压冲击波形不具有实效性，并不 能涵盖汽车运行中可能的工作情况，不利于汽车电子性能质量控制这一局限性的问题，提 出了一种汽车电池仿真器，依据统计分布规律随机产生波形参数、具有测量复现性，用于测 试汽车电子系统性能的模拟汽车供电电压实际状况的汽车电池仿真器。该电池仿真器可模 拟产生：汽车启动时的点火电压，由电池端子触点接触不良等原因引起的间歇式电压，以及 缓慢的电池漏电电压等三种状况下的低电压波形。
[0004] 本发明的技术方案为：一种汽车电池仿真器，包括模拟产生汽车点火启动电压波 形模块，模拟产生间歇式电压波形模块，模拟产生电池漏电电压波形模块；每个模拟模块内 包括设定波形参数的变化范围以及各个参数的分布规律，模拟模块根据参数的分布规律随 机产生波形的参数数组，每组参数生成一个电压波形，用产生的电压波形对汽车电子系统 进行冲击，测试汽车电子系统受冲击后的性能。
[0005] 所述随机分布是均匀分布或正态分布。
[0006] 所述模拟产生汽车点火启动电压波形模块产生的波形包括四段，参数为V1, V2, V3, V4, V5, T1, T2, T3, T4, Trl, Tr2, f, M ： 第一段发动机未启动前电池两端的电压波，为直线波，电压为V1，对应时间为T1; 第二段发动机启动瞬间电压波，为斜线波，从V1降到V 2, V2为发动机启动瞬间达到的最 低电压，对应时间为T2; 第三段最低电压维持电压波，为直线波，电压为V2，对应时间T3是最低电压的维持时 间， 第四段发动机启动从最低电压回升到启动完成工作电压波，对应时间为Trt+τ4+τ,2时间 和，Iri为斜线波时间，对应斜线波为从最低电压到电压振荡点；τ4为降压正弦振荡波时间， 对应振荡波频率为f，振荡幅度为M，VJP V 5分别是电压在回升过程中振动的最大和最小电 压值；Trf为斜线波时间，对应斜线波为从电压振荡结束点到启动完毕后的工作电压，V 3是 发动机启动完毕后的工作电压； 所述模拟产生间歇式电压波形模块产生的波形： 包括正常电池电压波和由于触点接触不良所引起的低电压波，参数为Tltl, Tn，T12，从初 始计时到电池两端触点接触良好的维持时间为Tltl，维持正常电池电压波；由于触点接触不 良所引起的低电压的维持时间T 12，维持低电压；下次电池两端触点接触良好到再次接触不 良时的维持时间T11,维持正常电池电压波； 所述模拟产生电池漏电电压波形模块产生的波形包括六段波形，参数为v21，V22, V23, rp rp rp rp rp rp ^20? ^21? ^22? ^23? ^24? ^25? 第一段零电压的维持时间为T2tl，电压为零； 第二段直线电压波，电池两端接触良好时的维持时间为T21，对应电池未漏电前电池两 端的电压V21; 第三段电池放电电压波，斜线波，从电压V21到电池放电结束最低电压为V 22， 对应电池放电时间为T22, = 3Ck / Γ X (12F- F2); 第四段低电压维持直线波，电压为V22，时间为电池放电后维持低电压所经历的时间 T23； 第五段涓流充电电压波，斜线波，从电压V22上升到电池充电后的稳定电压V23，时间为 涓流充电时间 T24, r24 =5s/rx(12F-F22); 第六段充电结束后直线电压波，电压为V23，时间为充电结束后电池的稳定工作时间 丁25。
[0007] 本发明的有益效果在于：本发明汽车电池仿真器，所产生的冲击波形符合特定统 计规律的随机波形，更加符合实际运行时可能发生的低电压波形，使汽车电子性能测试更 加符合实际可能出现的情况。同时产生的波形是可以复现的，从而保证了测试的可复现性。 它有效的解决了现有的使用固定参数所产生的低电压冲击波形没有实效性，并不能涵盖汽 车运行中可能的工作情况，不利于汽车电子系统性能质量控制这一问题。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明实施例中发动机点火启动时电压波形及参数图； 图2为本发明实施例中间歇式电压波形及参数图； 图3为本发明实施中漏电电压波形及参数图。
【具体实施方式】
[0009] 本发明实施例的汽车电池仿真器包括模拟产生汽车点火启动电压波形模块，模拟 产生间歇式电压波形模块，模拟产生电池漏电电压波形模块，三种模拟模块按随机分布规 律设定参数的种子点和范围，产生波形的参数数组，根据产生的波形参数生成电压波形，对 汽车电子系统进行冲击，以测试汽车电子系统受冲击后的性能，然后可得到检测汽车电子 系统对每组冲击波形的性能反应，找出汽车电子系统的薄弱点或故障点。图1为汽车发动 机点火启动时电压波形及参数图。图2是间歇式电压波形及参数图，它可用于检测汽车电 池两端触点接触不良所引起的电压波动情况。包括安装错误、配线或是连接器的损坏等所 产生的接触不良。汽车漏电电压波形及参数图如图3所示，它可用于检测汽车由缓慢的电 池放电、到维持一个低电压再到涓流充电所引起的电压波动变化。比如当汽车发动机已经 关闭但如车灯和收音机等某些汽车荷载仍然保留的情况。
[0010] 1、通过对汽车点火启动电压，间歇式电压，电池漏电电压三种状况下的电池电压 波形的分析，根据某知名汽车企业制订的电磁兼容标准，针对于电池电压为12v的发动机， 确定它们的电压波形分别如图1、图2、图3所示，以及决定引起波形变化的参数包括电压幅 值V，频率f，时间T等。
[0011] 图1为本发明实施例中发动机点火启动时电压波形及参数，它模拟了汽车发动机 点火启动时电压的波动情况。决定汽车点火启动电压波形的参数有V1, V2, V3, V4, V5, T1, τ2， T3, T4, Iri, 1；2, f，M等共13个参数。它们会随系统配置、电力负载、电池的充放电状态和周 围的环境温度等因素而随机变化。其中=V1是发动机未启动前电池两端的电压，变化范围 为10 V~14V ;V2是发动机启动瞬间达到的最低电压，变化范围为IV~8V;V3是发动机启 动完毕后的工作电压12 V ;V4，V5分别是电压在回升过程中振动的最大和最小电压值，￥4的 变化范围为4V~10V，％的变化化范围为3V~8V ;T i是从初始计时到发动机启动所经历 的时间，变化范围为15ms~19999ms ;T2是发动机启动瞬间下降至最低电压所经历的时间 5ms :^是最低电压的维持时间，变化范围为5ms~105ms ; Tri+T4+T,2是发动机启动过程 中从最低电压开始回升到启动完成经历的时间和，T rt的变化范围为20ms~150ms，1\2为 500ms，T4的变化范围为Isec~31sec ;f是正弦波动电压的频率4Hz，振幅M是波动电压 的峰-峰值，其变化范围为IV~2V。
[0012] 图2为本发明实施例中间歇式电压波形及参数图；它模拟了由汽车电池两端触点 接触不良所引起的电压波动情况。它包括安装错误、配线或是连接器的损坏等所产生的接 触不良。决定汽车间歇式电压波形的参数如图2所示，有T ltl, Tn，T12等共3个参数。对于 电池电压为12V的发动机，在时间为5分钟的测试过程中=T ltl是从初始计时到电池两端触 点接触良好的维持时间60sec ;T12是由于触点接触不良所引起的低电压的维持时间，T η是 下次电池两端触点接触良好到再次接触不良时的维持时间，对于T11和T12的每一个最