一种智能的负载与故障注入平台的制作方法

本实用新型属于电动汽车性能检测技术领域，具体涉及一种智能的负载与故障注入平台。

背景技术：

据统计，在传统汽车维修过程中70％左右的时间用于查找故障，而30％左右的时间用来排除故障。纯电动汽车的机械结构相对传统内燃机汽车结构简单，传动和运转部件较少，但电气结构复杂，它是由多个分布式子系统构成的一个电子化集成度高的系统。各子系统问通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)相互通信，当发生电子电气或通信故障时，靠经验及传统手用工具等维修方法很难排除车辆故障。因此，对于纯电动汽车而言，模拟故障注入测试系统的开发更具有必要性。

例如，申请号为201620033925.0的中国实用新型专利，公开了一种电动汽车整车控制器的半实物仿真平台，包括平台框架，所述平台框架上设有点火开关、油门踏板、制动踏板、档位开关、模式开关及冷热空调开关。所述点火开关、油门踏板、制动踏板和档位开关经故障注入板连接整车控制器，所述整车控制器的输出端经故障注入板连接模型控制器，所述模型控制器的输出端连接显示器，所述整车控制器和模型控制器与PC机进行通讯。该现有技术仅限于检测控制器，并不能满足当前的对电动汽车进行故障注入的技术目的。

目前，中国国内针对电动汽车的故障注入平台尚属于技术空白，因此，本实用新型针对现有技术存在的空白，提出了一种新型智能平台。

技术实现要素：

针对现有技术存在的空白，本实用新型提出了一种智能的负载与故障注入平台。

本实用新型的技术方案是：一种智能的负载与故障注入平台，包括机柜，其中，机柜内设置有2层隔板和数字量采集板卡组，数字量采集板卡组由6块数字量采集板组成，数字量采集板卡组分别与输入接插板、输出接插板、故障注入接插板、备用输入接插板和备用输出接插板通过信号线连接；

直流电源组包括5V直流电源、12V直流电源和24V直流电源；

直流电机组包括选挡电机组、换挡电机组和离合器电机组，选挡电机组由12V选挡电机和24V选挡电机组成、换挡电机组由12V换挡电机和24V换挡电机组成、离合器电机组由12V离合器电机和24V离合器电机组成；

数字量采集板卡组和继电器组件分别与5V直流电源通过供电线链接，12V直流电源分别与12V的VCU(车辆控制单元)、12V选挡电机、12V换挡电机和12V离合器电机通过供电线链接，24V直流电源分别与24V的VCU、24V选挡电机、24V换挡电机和24V离合器通过供电线连接；

数字量采集板卡组分别与12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，12V的VCU分别与12V选挡电机、12V换挡电机和12离合器电机通过信号线连接，24V的VCU分别与24V选挡电机、24V换挡电机和24V离合器电机通过信号线连接；

机柜两侧分别设置有6个挂板，继电器组件、直流电机组、12V的VCU、24V的VCU、直流电源组分别镶嵌在6个挂板上；

机柜顶部配有散热风扇；

机柜前面设置有前面板，前面板从上至下，依次镶嵌设置有第一显示屏、第二显示屏、程控电源开关、主控计算机开关、总电源指示灯、键盘鼠标托台、程控电源、主控计算机，主控计算机分别与第一显示屏、第二显示屏、键盘、鼠标通过信号线连接，键盘和鼠标放置在键盘鼠标托台上，程控电源开关与直流电源组通过导线连接，总电源指示灯与程控电源开关通过导线连接；

机柜后面设置有后面板，后面板从上至下，依次镶嵌设置有散热风扇、CAN总线接口、信号区、切换区、电源接口、输入接插板、输出接插板、故障注入接插板、备用输入接插板、备用输出接插板、选挡电机组、换挡电机组和离合器电机组，其中，信号区包括常电指示灯、ON挡指示灯、Start指示灯，切换区包括12V指示灯、24V指示灯、12V/24V切换按钮开关，CAN总线接口分别与12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，12V/24V切换按钮开关分别与12V指示灯、24V指示灯、12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，常电指示灯分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，Start指示灯分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，ON挡指示灯分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，电源接口通过接线与12V的VCU和24V的VCU连接，电源接口与外部的电源通过供电线连接。

较佳地，机柜内的单层隔板承重不于20kg，隔板四周位置有预留孔位，通过调节对应的孔位，使得隔板位置做上下调节。

较佳地，每层隔板上有规格一致、均匀分布的孔。

较佳地，后面板为整体开门式。

较佳地，机柜底部设置有滑轮，便于机柜移动。

本实用新型所述故障注入平台的有益效果是：

1.本实用新型所述故障注入平台不同于传统负载箱人工控制、实物开关模拟的方法，所有信号均采用板卡输出与采集，利用板卡精度高、故障率低、可控性强的优点进行实验与测试。

2.本实用新型所述故障注入平台可采用编程方式进行实验测试，通过程序可以实现自动化测试、重复测试、高精度测试，提升测试能力，提高了在测试过程中的开发效率，缩短测试时间并解放人力。

3.本实用新型所述故障注入平台采用实时测试系统，其作用主要是利用实时测试设备对被测系统的输入输出进行有效的检验，实时测试系统必须能够精确地响应外部输入，并给予被测系统正常激励。通过这种方式实现精准控制与仿真。

4.为了满足对于实时操作的要求，在工控机中集成板卡，利用软件配置测试引擎之后下载到工控机中，完成测试任务。同时要开发各类测试用例，并对测试用例进行复用，达到测试的要求。

5.本实用新型所述故障注入平台采用了12V的VCU和24V的VCU两种，当选择12V的VCU作为被测对象，通过对被测对象的监测，系统可以通过24V VCU对24V直流电机之间的控制，通过12V直流电机与24V直流电机之间的对拖关系，实现对12V的VCU的控制；同理，亦可将24V的VCU最为被测对象，通过24V直流电机与12V直流电机之间的电压切换，从而实现对24V的VCU的控制。

6.本实用新型所述故障注入平台采用的继电器模块可以实现将外界采集到的数字量信号转化给12V/24V的VCU的数字量信号，而且实现VCU数字量信号的高低驱转化。

7.本实用新型所述故障注入平台可以实现实时仿真、实时测试和测量数据采集等功能，监测或控制VCU选换挡位置、加速踏板、刹车踏板等信号，模拟故障注入等。

8.本实用新型所述故障注入平台上也集成了故障注入板卡和故障模拟能力。利用智能负载与故障注入设备平台灵活、可配置的特点，可以进行多种故障注入测试，并且其风险要低于采用其他设备进行故障注入。

附图说明

图1为本实用新型所述平台的前面板结构示意图；

图2为本实用新型所述平台的后面板结构示意图；

图3为本实用新型所述平台的机柜内部连接关系示意图。

图中标记所示：1-机柜，2-前面板，3-第一显示屏，4-第二显示屏，5-程控电源开关，6-主控计算机开关，7-总电源指示灯，8-键盘鼠标区，9-程控电源，10-主控计算机，11-输入接插板，12-输出接插板，13-故障注入接插板，14-备用输入接插板，15-备用输出接插板，16-电源接口，17-后面板，18-散热风扇，19-选挡电机组，20-换挡电机组，21-离合器电机组，22-CAN总线接口、23-常电指示灯、24-ON挡指示灯、25-Start指示灯、26-12V指示灯、27-24V指示灯、28-12V/24V切换按钮，29-切换区，30-信号区。

具体实施方式

针对现有技术存在的空白，本实用新型提出了一种智能的负载与故障注入平台。

如图1和图2所示，本实用新型所述平台，包括机柜1，其中，机柜1内设置有2层隔板和数字量采集板卡组，数字量采集板卡组由6块数字量采集板组成，数字量采集板卡组分别与输入接插板11、输出接插板12、故障注入接插板13、备用输入接插板14和备用输出接插板15通过信号线连接；

直流电源组包括5V直流电源、12V直流电源和24V直流电源；

直流电机组包括选挡电机组19、换挡电机组20和离合器电机组21，选挡电机组19由12V选挡电机和24V选挡电机组成、换挡电机组20由12V换挡电机和24V换挡电机组成、离合器电机组21由12V离合器电机和24V离合器电机组成；

数字量采集板卡组和继电器组件分别与5V直流电源通过供电线链接，12V直流电源分别与12V的VCU(车辆控制单元)、12V选挡电机、12V换挡电机和12V离合器电机通过供电线链接，24V直流电源分别与24V的VCU、24V选挡电机、24V换挡电机和24V离合器通过供电线连接；

数字量采集板卡组分别与12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，12V的VCU分别与12V选挡电机、12V换挡电机和12V离合器电机通过信号线连接，24V的VCU分别与24V选挡电机、24V换挡电机和24V离合器电机通过信号线连接；

机柜两侧分别设置有6个挂板，继电器组件、直流电机组、12V的VCU、24V的VCU、直流电源组分别镶嵌在6个挂板上，采用侧挂式的好处是结构简单，节省空间，提高资源占用率，合理部署硬件的摆放位置；

机柜顶部配有散热风扇18，确保系统不会因为热量集聚导致运行卡顿、报错、数据丢失等现象，使系统正常运行；

机柜1前面设置有前面板2，前面板2从上至下，依次镶嵌设置有第一显示屏3、第二显示屏4、程控电源开关5、主控计算机开关6、总电源指示灯7、键盘鼠标托台8、程控电源9、主控计算机10，主控计算机10分别与第一显示屏3、第二显示屏4、键盘、鼠标通过信号线连接，键盘和鼠标放置在键盘鼠标托台8上，程控电源开关5与直流电源组通过导线连接，总电源指示灯7与程控电源开关5通过导线连接；

机柜1后面设置有后面板17，后面板17从上至下，依次镶嵌设置有散热风扇18、CAN总线接口22、信号区30、切换区29、电源接口16、输入接插板11、输出接插板12、故障注入接插板13、备用输入接插板14、备用输出接插板15、选挡电机组19、换挡电机组20和离合器电机组21，其中，信号区30包括常电指示灯23、ON挡指示灯24、Start指示灯25，切换区29包括12V指示灯26、24V指示灯27、12V/24V切换按钮开关28，CAN总线接口22分别与12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，12V/24V切换按钮开关28分别与12V指示灯26、24V指示灯27、12V的VCU和24V的VCU通过信号线连接，常电指示灯23分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，Start指示灯25分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，ON挡指示灯24分别与5V直流电源相、12V的VCU和24V的VCU通过导线连接，电源接口16通过接线与12V的VCU和24V的VCU连接，电源接口16与外部的电源通过供电线连接。

较佳地，机柜1内的单层隔板承重不于20kg，隔板四周位置有预留孔位，通过调节对应的孔位，使得隔板位置做上下调节，便于为系统增加后续待测硬件。

较佳地，机柜1内的每层隔板上有规格一致、均匀分布的孔，用来固定线束，能够容纳400根线束，可以确保所有硬件能够连接。

较佳地，后面板2为整体开门式。

较佳地，机柜1底部设置有滑轮，便于机柜移动。

进一步地，12V/24V切换按钮开关的作用是切换12V的VCU或24V的VCU将其作为车辆控制单元。

进一步地，常电指示灯亮的时候表示所述故障注入平台处于持续通电状态。

进一步地，ON挡指示灯亮的时候表示该智能的负载与故障注入平台通讯正常。

进一步地，Start挡指示灯亮的时候表示VCU发送Start信号(开始信号)给数据量采集板卡组，指示数据量采集板卡组采集信号。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的保护范围。