一种新能源汽车VCU检测用负载箱的制作方法

本实用新型涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种新能源汽车 VCU检测用负载箱。

背景技术：

汽车作为当今世界最主要的交通和运输工具，也是社会科学技术发展水平的标志，对社会经济建设和社会文化发展都起着重要的推动作用。并且随着经济的进一步发展，世界范围内汽车保有量也将进一步攀升。从能源的角度来看，汽车拥有量的快速增长对能源安全与环境保护提出了严峻的挑战。根据统计数据，目前，汽车所消耗的石油资源所占全球石油消耗总量已经超过50％，从而也导致各国都面临着由于汽车快速发展而带来的能源问题，因此新能源汽车也逐渐推广起来。

整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)作为新能源汽车最核心的控制部件，即VCU作为整个新能源汽车电控网络的总指挥，VCU 的性能对整个新能源汽车的控制至关重要，因此保证VCU的性能稳定是保证新能源汽车性能稳定的重要前提。

为了保证VCU的性能稳定，通常在每个VCU装车前都需要对其负载特性进行检测。目前，通常是采用硬件回路(Hardware-in-the-loop，即HIL)仿真技术来对VCU的负载情况进行测试。但是因为HIL本身是作为一个开发工具来使用的，它不是一个单纯的测试设备，因此模拟负载特性只是它诸多功能中的很小的一个。因此，把HIL当作负载箱来用，第一在使用上非常不方便，第二在经济上也不划算，就类似于“仅拿计算机当计算器用”。此外，在技术特性上来说，因为HIL 价格比较昂贵，所以在设计时，其接口是按通用ECU(Electronic Control Unit，即电子控制单元)的思路去考虑的，因此其负载板卡资源是受限制的，如果仅仅针对新能源汽车VCU而言，HIL的负载有可能是不能满足VCU负载需求的。针对使用的具体环境而言，而HIL本身在设计时因为里面内置了模拟用的控制器，它考虑的是在开发环境下进行测试，所以它一般不能满足环境试验的条件。

综上，亟需一种负载箱，以对新能源汽车VCU的负载特性进行检测，从而降低检测成本并提高检测效率。

技术实现要素：

本实用新型要解决的是现有HIL用于新能源汽车VCU检测所带来的检测成本高和检测效率低的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种新能源汽车VCU检测用负载箱，包括：箱体、设于所述箱体上的操作面板和插接组件、设于所述箱体内的电源模块和模拟电路，所述电源模块与所述模拟电路连接，用于对所述模拟电路供电，所述模拟电路通过所述插接组件与待检测的VCU连接；所述操作面板与所述模拟电路连接，用以控制所述模拟电路模拟不同的负载特性。

作为优选方案，所述模拟电路包括1-20路数字量输入电路、至少一路数字量输出电路、至少一路开关量输入电路、1-18路开关量输出电路、1-22路模拟量输入电路、至少一路模拟量输出电路、1-5路PWM 输入电路以及1-8路PWM输出电路中的一种或几种，每路所述数字量输入电路、所述数字量输出电路、所述开关量输入电路、所述开关量输出电路、所述模拟量输入电路、所述模拟量输出电路、所述PWM 输入电路以及所述PWM输出电路之间并联。

作为优选方案，所述开关量输入电路包括连接于所述电源模块与所述插接组件之间的第一三态开关，所述第一三态开关通过所述插接组件与所述VCU的开关量输入信号端连接。

作为优选方案，所述开关量输出电路包括第二三态开关、继电器和指示灯，所述继电器包括继电器触点及继电器线圈以在所述继电器线圈通电时改变所述继电器触点的状态，所述第二三态开关与所述继电器线圈串联于所述电源模块与所述插接组件之间，所述继电器触点的一端接所述电源模块，所述继电器触点的另一端通过所述指示灯接地，所述指示灯用于指示开关量输出状态。

作为优选方案，所述开关量输出电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻的一端与所述指示灯连接，所述第一限流电阻的另一端接地。

作为优选方案，所述模拟量输入电路包括可调电阻，所述可调电阻的第一固定端与所述电源模块连接，所述可调电阻的第二固定端接地，所述可调电阻的活动端通过所述插接组件与所述VCU的模拟量输入信号端连接。

作为优选方案，所述PWM输出电路包括发光二极管和三极管，所述发光二极管的阳极连接至所述电源模块，所述发光二极管的阴极连接至所述三极管的集电极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的基极通过所述插接组件与所述VCU的PWM输出信号端连接。

作为优选方案，所述PWM输出电路还包括第二限流电阻和第三限流电阻，所述第二限流电阻连接于所述电源模块与所述发光二极管的阳极之间，所述第三限流电阻连接于所述三极管的基极与所述插接组件之间。

作为优选方案，所述箱体内设有与所述操作面板相配合的电路板，所述模拟电路集成于所述电路板上。

作为优选方案，所述插接组件包括设于所述箱体内的接线排和设于所述箱体外用以连接所述VCU的接插件，所述接线排的一端与所述电路板电连接，所述接线排的另一端通过所述接插件电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型实施例中的负载箱通过在箱体内设置模拟电路和与模拟电路连接的电源模块和插接组件，如此，在对VCU进行检测时，只需通过所述电源模块与外部的可调电源连接，并通过所述插接组件与待检测的VCU连接，之后通过操控所述操作面板上的按键、触键等按钮，即可控制所述模拟电路进行负载模拟调节，从而满足VCU的测试需要，以对其进行快速高效的检测。与此同时，由于本实用新型实施例中的负载箱是专门用于VCU检测的，因此，也使得该负载箱不仅结构简单而且操作方便，从而整体降低了检测成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的新能源汽车VCU检测用负载箱在测试时的电路原理示意图；

图2是本实用新型实施例中的新能源汽车VCU检测用负载箱的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的新能源汽车VCU检测用负载箱的负载模拟电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的开关量输出电路原理图；

图5是本实用新型实施例中的开关量输入电路原理图；

图6是本实用新型实施例中的模拟量输入电路原理图；

图7是本实用新型实施例中的PWM输出电路原理图。

其中，101、控制面板；102、电路板；103、接线排；104、箱体； 105、VCU信号线束；106、接插件；107、VCU；108、可调电源； 109、电源线束；110、电源箱；111、插接组件；112、模拟电路；113、电源模块；201、通信电路；202、信号线；203、模拟量输入电路； 204、电路板输出端子；205、电源输入电路；206、电源线；207、数字量输入电路；208、数字量输出电路；209、PWM输出电路；210、电路板；211、PWM输入电路；301、第一三态开关；302、开关量输入信号端；401、可调电阻；402、模拟量输入信号端；501、第二限流电阻；502、三极管；503、发光二极管；504、第三限流电阻；505、PWM输出信号端；601、第二三态开关；602、继电器；603、开关量输出信号端；604、第一限流电阻；605、指示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图3所示，本实用新型优选实施例的一种新能源汽车 VCU107检测用负载箱，包括：箱体104、设于所述箱体104上的操作面板和插接组件111、设于所述箱体104内的电源模块113和模拟电路112，所述电源模块113与所述模拟电路112连接，用于对所述模拟电路112供电，所述模拟电路112通过所述插接组件111与待检测的VCU107连接；所述操作面板与所述模拟电路112连接，用以控制所述模拟电路112模拟不同的负载特性。

上述的负载箱在对VCU107进行检测时，只需通过所述电源模块 113与外部的可调电源108连接，并通过所述插接组件111与待检测的VCU107连接，之后通过操控所述操作面板上的按键、触键等按钮，即可控制所述模拟电路112进行负载模拟调节，从而满足VCU107 的测试需要，以对其进行快速高效的检测。与此同时，由于本实用新型实施例中的负载箱是专门用于VCU107检测的，因此，也使得该负载箱不仅结构简单而且操作方便，从而整体降低了检测成本。

VCU107作为新能源汽车的核心部件，具有其特殊的负载特性，而这些负载特性可以通过数字量、模拟量、开关量以及PWM的输入输出来进行模拟。具体的，如图3所示，所述模拟电路112可以包括1-20 路数字量输入电路207、至少一路数字量输出电路208、至少一路开关量输入电路、1-18路开关量输出电路、1-22路模拟量输入电路203、至少一路模拟量输出电路、1-5路PWM输入电路211以及1-8路PWM输出电路209中的一种或几种，并且每路所述数字量输入电路207、所述数字量输出电路208、所述开关量输入电路、所述开关量输出电路、所述模拟量输入电路203、所述模拟量输出电路、所述PWM输入电路211 以及所述PWM输出电路209之间并联，如此，不仅可以对VCU107的负载特性进行模拟，而且多路的设置可以使负载箱满足不同VCU107 的负载需求。

此外，各电路的并联还可以使得输入输出切换容易，且电路简单耐用，信号连接方便易形，从而可以使该负载箱更方便的应用在 VCU107的DV(Design Validation，即设计验证)和PV(Production Validation，即产品验证)中。

示例性的，如图1至图5所示，所述开关量输入电路可以包括连接于所述电源模块113与所述插接组件111之间的第一三态开关301，所述第一三态开关301通过所述插接组件111与所述VCU107的数字量输入接口连接，用于输入高低不同的开关量至所述VCU107的开关量输入信号端302，即P_ki。具体的，所述第一三态开关301具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一三态开关301的第一输入端与所述电源模块113连接的，所述第一三态开关301的第二输入端接地，所述第一三态开关301的输出端与所述插接组件111连接。

如图4所示，所述开关量输出电路可以包括第二三态开关601、继电器602和指示灯605，所述继电器602包括继电器触点及继电器线圈以在所述继电器线圈通电时改变所述继电器触点的状态，所述第二三态开关601与所述继电器线圈串联于所述电源模块113与所述插接组件111之间，以使所述继电器线圈可以通过所述插接组件111与 VCU107的开关量输出信号端603(即P_ko)连接；所述继电器触点的一端接所述电源模块113，所述继电器触点的另一端通过所述指示灯 605接地，所述指示灯605用于指示开关量输出状态。

在进行开关量输出测试时，只需要调节所述第二三态开关601，即可以对VCU107的高低边输出进行测试，而所述指示灯605可以清楚地指示开关量输出的好坏，从而便于观察VCU107的输出特性。示例性的，所述指示灯605可以采用LED灯。

当然，在所述开关量输出电路中还可以增设第一限流电阻604，并使所述第一限流电阻604的一端与所述指示灯605连接，所述第一限流电阻604的另一端接地，以对电路进行保护。

如图6所示，所述模拟量输入电路203可以包括可调电阻401，而所述可调电阻401的第一固定端与所述电源模块113连接，所述可调电阻401的第二固定端接地，所述可调电阻401的活动端通过所述插接组件111与所述VCU107的模拟量输入信号端402连接。如此，当需要模拟不同负载时，只需要调节所述可调电阻401，即可以简单方便的模拟不同的电阻负载，从而对VCU107的模拟量输入进行测试。

如图7所示，所述PWM输出电路209可以包括发光二极管503和三极管502，所述发光二极管503的阳极连接至所述电源模块113，所述发光二极管503的阴极连接至所述三极管502的集电极，所述三极管 502的发射极接地，所述三极管502的基极通过所述插接组件111与所述VCU107的PWM输出信号端505连接。如此，在进行PWM输出测试时，通过观察所述发光二极管503的状态就可以对PWM输出是否正常进行判断。例如，在PWM正常输出时，所述三极管502导通后，可以控制所述发光二极管503发光。

当然，还可以在所述PWM输出电路209中增设第二限流电阻501 和第三限流电阻504，并使所述第二限流电阻501连接于所述电源模块 113与所述发光二极管503的阳极之间，所述第三限流电阻504连接于所述三极管502的基极与所述插接组件111之间，从而对所述PWM输出电路209进行保护。

上述的输入输出电路可以集成在一个电路板102上，当然也可以分别设置在不同的电路板102上，而为了便于生产加工，较佳的，如图3所示，可以在所述箱体104内设置与所述操作面板相配合的电路板102，并将所述模拟电路112集成于所述电路板102上。示例性的，所述电路板上还可以设置通信电路201、电路板输出端子204和电源输入电路205，而所述电源输入电路205通过电源线206对其他电路供电。

此外，所述插接组件111可以包括设于所述箱体104内的接线排 103和设于所述箱体104外用以连接所述VCU107的接插件106，所述接线排103的一端与所述电路板102电连接，所述接线排103的另一端通过所述接插件106电连接。示例性的，所述接线排103与所述接插件106 之间可以采用外接VCU信号线束105连接。本实施例中采用了两个所述插接件106，即AP1和AP2。

所述电源模块113可以是内置于所述箱体104内的电源箱110内，而所述电源箱110可以通过电源线束109与外部的可调电源108连接。

所述模拟电路112中的各电路与所述插接组件111之间可以通过信号线202连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。