汽车电子测量系统解决方案综述

】　　随着汽车中电子系统的增加，如何对高度机电一体化汽车系统进行高效率的测试是中国测试工程师面临的挑战，作为本文针对汽车研发过程中所涉及到的各种测试问题，请横河电机介绍满足发动机、驱动、振动、环境影响、燃料电池效率和CAN总线测试需要的完整解决方案。
　　
　　

　　
　　随着汽车工业与电子工业的发展，越来越多的电子技术被应用在现代汽车上。汽车也将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展。由于实时驾驶信息系统及多媒体设备在汽车上普及，汽车更具个性化、通用性、安全性和舒适性。无线及移动电脑技术迅速发展，即使独自驾驶在陌生的土地上，也不会觉得孤独或迷失方向。汽车在人们的生活中不仅仅是代步工具，而逐步成为一种享受生活的方式。在汽车电子领域的研究成为汽车研发中最活跃的一部分，在这方面取得的成果，将在市场上取得更大的回报。
　　
　　
　　本文针对汽车研发过程中所涉及到的发动机分析、驱动分析、振动分析、环境影响、燃料电池效率分析、CAN总线分析等方面，介绍横河电机提供的各种测试解决方案(图1)。
　　
　　
　　电动汽车燃料电池的测试
　　
　　
　　对于从事汽车研发的工程师来说，在测试中如下几方面是影响测试效率和结果的重要因素：
　　
　　
　　1．各种高频和低频、高功率和低功率的电磁辐射干扰
　　
　　
　　2．共模电圧、振动、多变的环境
　　
　　
　　3．数据采集分析的可靠性
　　
　　
　　4．路试时仪器的供电及能耗
　　
　　
　　5．便于移动和现场使用
　　
　　
　　通过和汽车生产研发企业的测试工程师沟通，横河电机不断改进其产品，使其更适应汽车研究发展的需要。譬如为了适应电动汽车燃料电池的研究需要，横河电机在DARWIN系列的基础上开发出DAQMaster系列MX100。
　　
　　
　　因为每个电池只输出0.8-1.5VDC，为了输出足够的电力。燃料电池组一般由约一百个单片电池组成，特别是汽车应用，电池组会由六百个单片电池构成。电池电压监视 (CVM)系统通过测试电池组结构中每个单片电池的电压可以检测出有问题的电池；分析现场或带负荷长时间运行时的电池性能。
　　
　　
　　检测电池电压时使用差动输入。虽然单片电池的电压不高，可是差动输入端子对测试仪表地端会产生几百伏的电压。这种电压被称为共模电压。多数数据采集仪器 (DAQ) 没有绝缘，输入电压限制范围一般是5伏或10伏。另外，非绝缘仪器经常容易受接地环路的影响。为了克服燃料电池CVM系统中高共模电压的问题，要求高电压绝缘。虽然可以使用外部信号变换器或缓存，为了在减小体积和间低成本的同时保证较高的信号分辨率和精度，现在许多的DAQ系统内置缓存。
　　

　　
　　
　　MX100 DAQMaster可以提供最高水准的通道对地，模块间和通道间隔离。另外，它的模块化结构和标准软件使MX100很容易实现最多1200通道的电池电压的监视。
　　
　　
　　同时实现高电压绝缘和多通道的DAQ系统的设计是一个难题，因为大多数数据采集仪器模块使用单一A-D 转换器与前端倍增或扫描组合。高共模电压信号在经过绝缘变压器和A-D转换器实现绝缘和离散化之前一定要通过切换继电器。
　　
　　
　　MX100在扫描器中使用横河专利技术的高耐压固态半导体继电器，实现了多通道输入信号的切换，这种继电器由高耐压(1500VDC)、低漏电流(3nA)的MOSFET(金属氧半导体场效应晶体管)和电压输出的光电耦合器构成，具有1秒周期内10通道高速扫描、无触点、长寿命、无噪音等优点。