整车电气系统性能测试技术研究

摘要

随着电子技术的发展，汽车上应用了大量的电气设备。这些电气设备对于改善汽车的安全性、舒适性及稳定性具有重要作用。如何提高整车电气系统设计的可靠性成为亟待解决的关键性问题。通过电气系统性能测试（简称电性能测试），可发现该系统存在的问题，并为部件选型及匹配的优化设计提供参考依据。本文以整车电气系统作为研究对象，对电气系统性能测试技术进行研究，建立了整车电性能测试规范。基于虚拟仪器技术和LabVIEW软件设计平台，进行了电性能测试系统硬件及软件的设计。采用性能试验与模型仿真的方法，验证了该测试系统的有效性。本文主要研究内容如下： 1.通过对电气系统关键部件的选型进行理论分析，明确了性能测试的对象及参数。基于实车运行中的典型异常工况，建立了电性能测试规范。通过对电气系统及其性能测试规范的研究，提出了整车电性能测试系统软硬件设计需求。 2.基于设计需求，进行整车电性能测试系统软硬件的设计。选取NI CompactRIO9074控制器作为测试系统硬件的核心，通过控制器内嵌的FPGA芯片及搭载的实时控制系统，可实现大量数据的并行高速采集，保证了采样数据的准确度和完整性。通过测试系统硬件的选型与自主开发，设计出一体化测试机箱，实现了电参数、温度及总线信号的采集，满足了精度、稳定性及低功耗的要求。在LabVIEW编程环境下，采用模块化设计方法，完成测试系统软件各功能模块的设计，实现了测试项管理、参数采集及分析和自动化报表生成等功能。 3.对测试系统进行性能试验，验证了该系统工作的稳定性和精度。通过MATLAB进行电性能测试项的模型搭建及仿真，进一步验证了该测试系统的有效性。对某车型进行实车测试，测试结果表明，整车电性能测试系统运行稳定可靠，可顺利完成电气系统的性能测试工作。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 整车电气系统性能及其测试技术研究概况

1.2.1 整车电气系统性能研究概况

1.2.2 整车电性能测试技术研究概况

1.3 论文主要研究工作

1.4 本章小结

第二章 整车电性能测试规范建立及测试系统总体方案设计

2.1 整车电气系统理论分析

2.1.1 电源系统分析

2.1.2 线束系统分析

2.1.3 接地系统分析

2.2 整车电性能测试规范的建立

2.2.1 发动机线束温度场测试规范

2.2.2 单负载测试规范

2.2.3 接地失效测试规范

2.2.4 短路及过流测试规范

2.2.5 各项测试的采集参数及评价标准

2.3 整车电性能测试系统的总体设计方案

2.4 整车电性能测试系统硬件设计需求分析

2.4.1 功能需求分析

2.4.2 性能需求分析

2.5 整车电性能测试系统软件设计需求分析

2.6 本章小结

第三章 整车电性能测试系统硬件设计

3.1 整车电性能测试系统硬件设计总体方案

3.2 控制器及采集模块选取

3.3 传感器选取

3.4 静态电流调理板卡设计

3.5 集成测试箱供电设计

3.6 通信方式设计

3.7 测试系统集成机箱设计

3.8 本章小结

第四章 整车电性能测试系统软件设计

4.1 整车电性能测试系统软件设计总体方案

4.2 下位机软件设计

4.2.1 FPGA驱动程序设计

4.2.2 RT控制系统程序设计

4.2.3 上/下位机通信程序设计

4.3 启动界面及自检模块设计

(1) 启动界面设计

(2) 软件自检及设备运行状态变化提醒

4.4 测试项管理模块设计

4.5 数据采集模块设计

4.5.1 测试参数配置模块设计

4.5.2 测试参数采集模块设计

4.6 数据分析与报表生成模块设计

4.6.1 数据分析模块设计

4.6.2 报表生成模块设计

4.7 本章小结

第五章 整车电性能测试系统有效性验证与实车测试

5.1 整车电性能测试系统性能试验

5.2 线束温升仿真验证

5.2.1 线束温升仿真模型建立

5.2.2 线束温升仿真与实车测试比较

5.3 发动机线束温度场仿真验证

5.4 实车测试

5.4.1 短路测试

5.4.2 单负载堵转测试

5.4.3 接地失效测试

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢