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一、引言:车载DC-DC电性能测试的核心价值

车载DC-DC变换器作为"车辆能源神经中枢",在电动汽车能源管理系统中承担着关键角色。其核心功能是将动力电池组的高压直流电(通常300-800V)转换为低压系统所需的稳定直流电(如12V、24V或48V),为娱乐系统、照明系统、动力转向系统、空调及其他辅助设备供电,同时保障车载低压电器系统与控制系统的稳定运行。

汽车电子环境的特殊性

车辆运行过程中,DC-DC变换器需适应-40℃~125℃的宽温范围、100V/200V抛负载电压冲击等极端条件,同时面临过电压、欠电压、短路及电磁干扰等复杂电气状况。这种极端环境下的稳定性要求,使得电性能测试成为验证其环境适应性与可靠性的必要手段。

测试的核心价值

电性能测试的核心价值体现在对整车安全性、可靠性与合规性的多重保障。在安全性层面,DC-DC变换器的稳定运行直接关系到低压系统供电连续性,其输出纹波等参数异常可能导致BMS误操作、输入滤波器损坏等器件故障,进而影响电动车动力安全。

测试的经济效益

降低故障率

未经严格测试的产品早期失效率高,通过测试可显著降低售后故障风险

提升可靠性

符合ISO 16750等标准测试的DC-DC产品可靠性显著提升

保障合规性

满足行业准入标准与认证要求

二、国内外电性能测试标准体系

国际标准核心要求

ISO 16750-2:2023作为车载电气电子设备环境条件与试验的核心标准,相较于2012版进行了系统性更新,其中最显著的变化是扩展叠加交流电压测试的频率范围至200kHz,测试分为参考测试和正式测试,测试方式采用步进注入。

测试方法

参考测试采用2%对数步进,确定每个频率点对应的电压纹波UR,正式测试时按照参考测试确定的UR值进行注入,每个频率点驻留时间≥2s。

限值要求

f1频段Upp=6V/3V/2V(12V系统),10V/3V/2V(24V系统),Ipp=15A;f2频段Upp=1V,Ipp=10A。

国内标准技术规范

国内针对车载DC-DC变换器的核心技术规范以GB/T 24347-2021《电动汽车DC/DC变换器》为代表,该标准明确了输入输出特性试验、保护功能试验、环境适应性试验、电磁兼容试验和电气安全试验要求。

静态电流

DC/DC无输出状态下,与低压蓄电池有固定连接(无法控制断开)的端口,静态电流不大于3mA。

绝缘电阻

各独立带电电路与地(外壳)之间的绝缘电阻不小于10MΩ,无电气联系的各电路之间的绝缘电阻不小于10MΩ。

三、车厂电性能测试要求

大众集团VW80000:2021

大众集团针对车载电子电气部件制定的VW80000标准,是在ISO等国际标准基础上提出的更高要求,主要适用于3.5吨以下汽车的电气和电子部件。

奔驰公司MBN LV124-1 2013

奔驰公司制定了MBN LV124-1 2013标准的车载零部件的电性能测试,以适应特定环境下的可靠性需求。

序号 测试项 VW80000:2021 MBN LV124-1 2013
E-03 瞬态欠电压

9V-10.8V,1V/ms

循环次数:10

DUT数量:无要求

增加E-03b测试

9V-10.8V,1V/ms

循环次数:3

DUT数量:至少6个

E-06 叠加交流电压

15Hz-200kHz/6Vpp

三角/对数扫频

循环15次

Ri≤100mΩ

15Hz-30kHz/6Vpp

三角/对数扫频

循环15次

Ri≤100mΩ

E-17 信号线和负载电路短路

Vopmin,Vopmax

4个测试用例

UBmin,UBmax

3个测试用例

E-21 反向馈电

0.2V-Vopmax

待测端子电压必须在开关断开后20ms内降至1V以下

2个测试用例

0.2V-UBmax

待测端子电压必须在开关断开后20ms内降至1V以下

1个测试用例,且新增对测试端子的试验要求

E-23 多路供电电压的均衡电流

±32V

均衡电流不超过100uA

E-24 开关耐久性试验

12V:Vopmin,Vop,Vopmax

other:48V,HVAC,HVDC

蔚来(企业标准)

蔚来900V高压平台作为其全域电驱架构的核心,其额定电压为925V,对DC-DC转换器提出了显著区别于传统车厂标准的特殊要求,同时推动了测试体系的创新。

四、核心测试项目与技术指标

电性能测试

电性能测试是评估车载DC-DC转换器核心性能的关键环节,其中效率与纹波特性是衡量其性能的核心指标,直接关系到车辆续航与电子设备稳定性。

效率测试

国家标准要求低压输出DC/DC效率需≥88%,E1等级需>92%。高压输出DC/DC效率需≥95%。

纹波测试

若纹波超标,其高频成分会通过电源链路耦合至车载雷达、自动驾驶传感器等敏感设备,干扰模拟信号采集与数字通信波形。

瞬态与保护功能测试

瞬态与保护功能测试是保障车载DC-DC转换器在复杂汽车电气环境下可靠运行的关键环节。

抛负载测试

模拟汽车抛负载工况下的电压尖峰,例如12V系统中极端情况下尖峰电压可达100V,24V系统则可达200V。

过流保护测试

若额定电流IN≤10A,则测试电流Itest=3IN;若额定电流IN>10A,则测试电流Itest=2IN(至少大于30A,最大值为150A)

五、电性能测试的意义

车载DC-DC转换器的电性能测试不仅是产品质量保障的核心环节,更是车企在技术迭代、成本控制与市场竞争中占据优势的关键驱动力。

成本控制

通过预防性测试降低全生命周期成本,实现"测试即盈利"

技术引领

推动宽禁带器件、双向能量流等前沿技术落地

流程革新

以自动化、数据化重构研发体系,提升竞争力

六、测试配置

名称 说明
PTS系列电性能测试系统

包含如下模块:

PTS系列电源系统

抛负载模块(可选)

微中断模块(可选)

切换开关模块(可选)

负载模块(可选)

耐压测试模块(可选)

......

VectWorks电性能测试软件 上位机软件

测试系统

支持如下标准:

  • ISO 16750-2:2023
  • VW 80000:2021
  • MBN LV124-1 2013
  • ISO 21780:2020
  • GB/T 45120-2024
  • MBN LV148 2013
  • ......

绿测科技PTS系列电性能测试系统由PTS系列电源系统、抛负载模块(可选)、微中断模块(可选)等设备组成,是一款模块化、高精度的专业测试平台,专为汽车零部件的电性能测试而设计。

VectWorks软件功能概述

高集成度设计

VectWorks软件功能概述

软硬件一体化

VectWorks软件功能概述

多标准兼容

VectWorks软件功能概述

易于扩展

测试系统

PTS系列电源系统

测试软件

VectWorks电性能测试软件是绿测科技基于GtestWorks自动化测试平台而开发的一款软件,其引擎基于动态测试脚本执行,这种基础架构便于轻松、直接配置测试序列,无需关心如何远程控制仪器的特定知识,只需配置所要测试的项目及试验等级,具备很高的灵活性。

 

软件为用户提供符合标准的测试模版,可进行远程参数设置、数据获取、波形编辑、配置导入导出、报告查看等等,实现复杂测试的自动化。

 

核心功能

  • 闭环动态测试

    集成实时监控与动态反馈机制

  • 高低压叠加纹波测试

    遵照标准校验要求(含纹波Upp、Ipp监控)

  • 电源与功放架构

    兼容双极性电源与功放架构方案

VectWorks测试报告

辅助测试系统

在车载DC-DC电性能测试中,辅助测试系统是确保测试环境真实性与数据准确性的关键组成部分,主要包括高低温环境模拟设备和EMC测试系统。

高低温环境试验箱

需满足温度范围-70°C~150°C、温度变化率≥5°C/min,部分场景还需配备高低温湿热循环试验箱以复现复杂气候条件

EMC测试系统

需支持传导发射、辐射发射测试及抗扰度测试

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