IS0 7637-5 标准解析与验证

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分析IS0 7637-5 标准中脉冲发生器的验证布置、验证方法,详细阐明了两种不同验证方法技术差异,并对其研究结果进行总结。以标准中的脉冲发生器验证方法为例,进行试验验证,试验结果表明:IS0 7637-5标准中的结果更加宽泛,为设备选型和试验室间比对提供参考。

车辆中的脉冲是由连接到供电系统的电气负载的不同开关事件产生,并通过传导或耦合的方式对其他组件产生干扰。现有测试设备的经验表明,对于同一DUT的结果复现性存在一定的困难,这是由脉冲发生器耦合和解耦网络的实现方式不同造成的。IS0 7637-5的目的是定义协调不同脉冲发生器的方法。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

IS0 7637-5主要讲述的是基于ISO 7637-2:2011附录C、附录D的验证以及扩展验证设置分别对脉冲发生器进行验证。下面分别对两种方法进行剖析和验证。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

| 1 基于ISO 7637-2:2011附录C、附录D的验证方法文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

基于ISO 7637-2:2011附录C、附录D的验证方法分3种情况进行验证,分别为:无负载、带载状态、匹配的负载条件下,此验证方法适用于脉冲1、2a、3a、3b,标准中只对脉冲1和脉冲2a进行了验证。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

1) 验证要求:Ua=0V。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

2) 带载状态下:①脉冲1、2a、3a、3b的幅度容差为10%;②脉冲1、2a的持续时间为20%,脉冲3a、3b的持续时间为30%。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

3) 匹配的负载条件下:①脉冲1、2a、3a、3b的幅度公差为20%;②脉冲1、2a的持续时间为20%,脉冲3a、3b的持续时间为30%;③匹配负载电阻的容差为1%。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

4) 试验布置,如图1所示。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

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图1 基于ISO 7637-2:2011附录C的验证方法文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/analysis-and-verification-of-is0-7637-5-standard/

此外,根据ISO 7637-2:2011附录D的RC放电网络的电压、电流和能量计算公式,该网络由储能电容、内部和外部电阻组成。有了这些设置和误差定义,所有现有的脉冲发生器都可以进行验证。但有限的定义和宽泛的误差导致不同的脉冲发生器的试验结果不同,特别是在负载条件下,当连接真实的DUT并通过脉冲发生器供电时,脉冲发生器的共振和非线性特性,无法用现有的验证方法检测。因此,需要对耦合和去耦网络进行更加准确的定义,和更加严谨地定义验证程序。

| 2 扩展验证设置

扩展验证设置在负载开路、电阻与发生器源阻抗匹配、低阻性负载和阻容式负载4种设置下对脉冲发生器进行验证,试验布置情况如图2所示。

图2 扩展验证试验布置

| 3 脉冲发生器验证结果

标准中,根据ISO 7637-2:2011规定的脉冲抗扰度试验对16种脉冲发生器的性能进行了验证,以检查其是否符合标准,以及在电源和典型负载的实际试验条件下的性能。

第1步,使用ISO 7637-5中定义的脉冲发生器验证的试验设置,检查是否符合规范要求。

第2步,将脉冲发生器输入端连接到电源上,脉冲发生器输出端加载不同的负载阻抗,这些阻抗由真实的DUT给出。在这两种设置中,都对脉冲波形和规定的脉冲参数进行了监测。

对标准中的结果进行总结,绘出图3。

图3 验证结果对比表

图3中显示的是在验证过程中的最大偏差范围,其中脉冲1按照标准的验证方法其偏差范围最大为15%,脉冲1按照扩展的验证方法其偏差范围最大为83%;脉冲2a按照标准的验证方法其偏差范围最大为25%,脉冲2a按照扩展的验证方法其偏差范围最大为88%。

从对比结果看,虽然在扩展验证的试验条件下,所有脉冲发生器都在标准误差范围内,但结果分布在很大的范围内,远超出预期。

| 4 对比验证

针对标准的实验结果,在现有条件下,进行了一系列的验证,验证结果如图4~图6所示。

图4 试验电平-150V

图5 试验电平-100V

图6 试验电平-50V

在带载的条件下,对现有的脉冲发生器在带载的情况下分别进行试验电平为-150V、-100V、-50V的验证试验,试验结果均在标准验证的误差范围内。

经过试验验证发现,试验结果与标准中的验证结果基本一致,所以本标准的验证方法与验证结果均具有参考性。

| 5 结语

深入研究瞬态脉冲验证程序,总结标准研究方法,为实验室购买性能良好的脉冲发生器提供验收参考,促进各实验室之间对瞬态脉冲干扰试验结果的复现性大大提升。

OC值、绝缘电阻值、温度值,通过与VCU、充电器的通信,控制高压电池系统的充放电。
来源:《汽车电器》杂志社2022年第8期,作者: 腾飞 白云 彭俊

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