Khắc phục các sự cố phức tạp về nguồn điện trong xe: Ứng dụng thực tiễn của bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn nguồn điện ô tô.

Tóm tắt
Trong quá trình vận hành xe, các đầu nối dây dẫn bị lỏng, các đầu cực bị oxy hóa, việc cắm và rút phích cắm, sự thay đổi tải đột ngột và các điều kiện hoạt động khác liên tục gây ra các bất thường về nguồn điện như sụt áp, gián đoạn nhỏ thoáng qua và mất điện ngắn hạn, dễ dẫn đến các lỗi bao gồm mất tín hiệu của ECU và cảm biến xe, lỗi bộ điều khiển và hoạt động không chính xác của bộ chấp hành. Để tái tạo các lỗi thực tế trên xe trong phòng thí nghiệm và hoàn thành việc xác minh độ tin cậy của linh kiện, Máy mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô là một thiết bị thử nghiệm tiêu chuẩn không thể thiếu. Máy mô phỏng gián đoạn nhỏ dây dẫn ô tô PFS-80V50A do... ra mắt. LISUN Đây là một thiết bị mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp chuyên nghiệp dành cho ô tô. Được thiết kế với kiến ​​trúc chuyển mạch điện tử tốc độ cao và tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật thử nghiệm trong Mục 4.9 của ISO 16750-2:2023, thiết bị có thể tái tạo chính xác các lỗi bật/tắt thoáng qua khác nhau của đường dây điện và đường dây tín hiệu. Nó được ứng dụng rộng rãi trong xác minh R&D, kiểm tra giao hàng tại nhà máy và chứng nhận tuân thủ của bên thứ ba đối với các bộ phận điều khiển điện tử trên xe được trang bị trên xe khách, xe thương mại, máy móc xây dựng và thiết bị nông nghiệp. Bài báo này trình bày chi tiết về nguyên nhân gốc rễ của các lỗi sụt áp và gián đoạn điện áp thoáng qua trên xe, các tính năng kỹ thuật cốt lõi của thiết bị, so sánh các thông số giữa các mô hình khác nhau và các kịch bản ứng dụng rộng rãi trong ngành, đồng thời phân tích đầy đủ giá trị thực tiễn của Thiết bị Mô phỏng Sụt áp và Gián đoạn Điện áp Ô tô. 

Tổng quan về hiện tượng sụt áp và lỗi gián đoạn tạm thời trên xe và sự cần thiết của việc kiểm tra.

Toàn bộ hệ thống dây dẫn điện của xe bao gồm hàng trăm nhóm phích cắm, đầu nối và dây đồng được kết nối nối tiếp. Sự rung động lâu dài, chu kỳ nhiệt độ và sự ăn mòn do hơi nước sẽ làm tăng điện trở tiếp xúc, dẫn đến hiện tượng sụt áp ở mức mili giây hoặc thậm chí micro giây và mất điện tạm thời trong quá trình lái xe. Đối với các linh kiện điện tử chính xác như bộ điều khiển thân xe, radar sóng milimét và hệ thống quản lý pin (BMS) năng lượng mới, ngay cả sự gián đoạn nguồn điện chỉ vài micro giây cũng có thể dẫn đến mất dữ liệu bộ nhớ, ngắt kết nối các bus truyền thông và lỗi thiết lập lại chức năng. Khi phát hiện lỗi trong quá trình thử nghiệm trên đường, các nhà sản xuất ô tô cần đầu tư một lượng lớn nhân lực để khắc phục sự cố hệ thống dây dẫn, chip và mạch điện, dẫn đến chi phí sửa chữa cực kỳ cao.

Các công tắc đơn giản thông thường và các thiết bị cắm thủ công không thể kiểm soát chính xác thời gian ngắt mạch và tốc độ thay đổi điện áp, và dạng sóng không thể tái tạo, khiến kết quả thử nghiệm không đáp ứng được yêu cầu kiểm toán đo lường của các phòng thí nghiệm của Volkswagen, BMW, Tesla và các nhà sản xuất ô tô khác. Ngược lại, Bộ mô phỏng sụt áp và ngắt mạch ô tô (Automotive Voltage Drip and Interruption Simulator - PFS-80V50A) sử dụng các công tắc điện tử tốc độ cao có thể lập trình để kiểm soát định lượng biên độ sụt áp, thời gian ngắt mạch và chu kỳ bật/tắt, và điều kiện hoạt động đầu ra của nó rất phù hợp với các lỗi thực tế trên xe. Nó có thể phát hiện ra những điểm yếu về khả năng chống nhiễu của các linh kiện trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển ban đầu, đóng vai trò là phần cứng cốt lõi cho việc kiểm tra độ tin cậy điện của xe hiện nay. Là một Bộ mô phỏng sụt áp và ngắt mạch ô tô hàng đầu, PFS-80V50A đã được hàng trăm phòng thí nghiệm điều khiển điện tử trong và ngoài nước mua với số lượng lớn.

Trình mô phỏng lỗi mất điện ô tô

Các tính năng kỹ thuật cốt lõi của bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô PFS-80V50A

Bộ mô phỏng ngắt mạch nhỏ PFS-80V50A cho dây dẫn điện ô tô được phát triển độc lập bởi LISUN Thiết bị này đóng vai trò là bộ mô phỏng tiêu chuẩn về sụt áp và gián đoạn điện áp trong ô tô. Phần cứng của nó được chia thành hai mô-đun chính: bộ mô phỏng vòng lặp nguồn và bộ mô phỏng vòng lặp tín hiệu đa kênh. Hai bộ phận này có thể hoạt động độc lập hoặc đồng bộ để mô phỏng các lỗi mất điện phức hợp, bao gồm đầy đủ tất cả các điều khoản kiểm tra gián đoạn dây dẫn của các tiêu chuẩn trong nước và quốc tế, bao gồm ISO 16750-2:2023, VW 80000 và LV 124.

Về khả năng mô phỏng đường dây điện, thiết bị hỗ trợ tải tối đa ±80V / 50A cho mạch cấp nguồn của thiết bị cần kiểm tra (DUT), được xây dựng với ba công tắc điều khiển S1, S- và S2, cùng nhiều điện trở xả tùy chọn. Nó có thể mô phỏng các điều kiện làm việc sụt áp do hở mạch dây dẫn, ngắn mạch tức thời, mất điện khi cắm và thay đổi tải đột ngột. Thời gian cạnh lên và cạnh xuống của các công tắc được điều khiển trong vòng 200 nano giây, với tốc độ thay đổi điện áp tối đa là 100V mỗi micro giây. Phạm vi ngắt có thể điều chỉnh từ 1μs đến 16s, cho phép chỉnh sửa tự do cả các điều kiện mất điện ngắn hạn và điều kiện làm việc điện áp thấp kéo dài để tái tạo chính xác các dạng sóng sụt áp thực tế khác nhau trên xe. Các điện trở hiệu chuẩn tiêu chuẩn 1Ω và 100Ω được trang bị để kiểm tra độ chính xác trước và sau mỗi lần thử nghiệm nhằm đảm bảo dữ liệu thử nghiệm đáp ứng các yêu cầu truy xuất nguồn gốc của phòng thí nghiệm CNAS.

Về khả năng mô phỏng đường tín hiệu, thiết bị tích hợp 16 kênh tín hiệu độc lập, mỗi kênh hỗ trợ tải ±50V / 3A, phù hợp để kiểm tra các bó dây truyền thông trên xe như CAN, LIN và Ethernet. Có hai chế độ kiểm tra: ngắt độc lập một kênh và ngắt tức thời đồng bộ nhiều kênh. Thời gian chuyển mạch và khoảng thời gian ngắt có thể được tùy chỉnh và lập trình thông qua phần mềm máy tính chủ để mô phỏng mất tín hiệu đồng thời nhiều kênh do nới lỏng nhiều đầu nối bó dây, xác minh khả năng chịu lỗi truyền thông của các thiết bị, radar và mô-đun thân xe.

Bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô hoàn chỉnh được trang bị phần mềm lập trình trực quan. Người vận hành có thể gọi các mẫu thử nghiệm tích hợp sẵn của các nhà sản xuất ô tô lớn chỉ bằng một cú nhấp chuột mà không cần chỉnh sửa thủ công các đường cong thời gian phức tạp. Dạng sóng điện áp, dấu thời gian gián đoạn và dữ liệu biến thiên dòng điện được tự động ghi lại trong quá trình thử nghiệm, và các báo cáo PDF phục vụ cho việc kiểm toán chứng nhận có thể được xuất trực tiếp sau khi thử nghiệm, giúp giảm đáng kể thời gian thử nghiệm cho mỗi lô mẫu. Khung máy sử dụng kích thước tủ tiêu chuẩn và có thể được kết hợp với các bộ mô phỏng điện áp bốn góc phần tư, máy phát tải xả và bộ mô phỏng độ lệch nối đất để tạo thành hệ thống thử nghiệm toàn diện hiệu suất điện xe LS-ISO16750 hoàn chỉnh, thực hiện một quy trình duy nhất hoàn tất tất cả các thử nghiệm ứng suất điện được quy định bởi tiêu chuẩn ISO 16750.

Bảng so sánh thông số của LISUN Bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô toàn diện

Ứng dụng thực tiễn đầy đủ của bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp trong ô tô.

Bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô PFS-80V50A bao gồm tất cả các khâu kiểm thử trong chuỗi công nghiệp điện tử ô tô, với các giá trị ứng dụng khác nhau trong các tình huống khác nhau. Tình huống đầu tiên là các phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển linh kiện. Các kỹ sư nghiên cứu và phát triển có thể tái tạo các hiện tượng sụt áp và gián đoạn điện áp nhỏ với thời gian và biên độ khác nhau thông qua thiết bị này, so sánh khả năng chịu ngắt nguồn của các chip nguồn, mạch lọc và sơ đồ tụ điện lưu trữ năng lượng khác nhau, tối ưu hóa các giải pháp bảo vệ mạch ở giai đoạn thiết kế nguyên mẫu và tránh các sự cố hỏng hóc hàng loạt trong quá trình thử nghiệm xe trên đường.

Kịch bản thứ hai là kiểm tra chất lượng sản phẩm xuất xưởng. Hệ thống tích hợp sẵn các mẫu kiểm tra tiêu chuẩn cho Volkswagen, Toyota và General Motors. Người vận hành dây chuyền sản xuất không cần phải am hiểu các quy định tiêu chuẩn phức tạp. Sau khi kết nối các ECU và cảm biến của sản phẩm cần kiểm tra (DUT) với mạch điện, chỉ cần một cú nhấp chuột là có thể bắt đầu kiểm tra tự động để nhanh chóng sàng lọc các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn với các lỗi như treo máy sau khi mất điện và mất tín hiệu, đảm bảo tính nhất quán về độ tin cậy điện của sản phẩm được giao và giảm rủi ro khiếu nại sau bán hàng.

Kịch bản thứ ba là các phòng thí nghiệm kiểm định ô tô bên thứ ba. Thiết bị được trang bị đầy đủ các linh kiện hỗ trợ hiệu chuẩn, và dữ liệu dạng sóng đầu ra về sụt áp và gián đoạn nhỏ có thể tạo ra các báo cáo thử nghiệm được CNAS công nhận để đáp ứng các yêu cầu chứng nhận truy cập chuỗi cung ứng của các nhà sản xuất ô tô, hỗ trợ hoạt động kiểm tra tuân thủ về gián đoạn dây dẫn cho các linh kiện xe khách và máy móc xây dựng trong và ngoài nước.

Kịch bản thứ tư là các phòng thí nghiệm tái tạo lỗi xe hoàn chỉnh. Khi các lỗi khó khắc phục, không liên tục như màn hình đen bảng điều khiển, mất điện và mất tín hiệu radar xảy ra trên xe thực, các kỹ sư có thể thu thập dạng sóng lỗi thực tế của xe và nhập chúng vào Trình mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô để tái tạo chính xác, nhanh chóng xác định xem nguyên nhân gốc rễ của lỗi nằm ở bộ điều khiển, bó dây dẫn hay vòng lặp nguồn điện và rút ngắn đáng kể chu kỳ khắc phục sự cố.

Kịch bản thứ năm là các thử nghiệm nghiên cứu độ tin cậy tại các trường đại học và viện nghiên cứu của các nhà sản xuất ô tô. Tính năng định thời gian lập trình của thiết bị hỗ trợ các điều kiện giảm điện áp cực đoan tùy chỉnh và điều kiện làm việc phức hợp của nhiều lần gián đoạn thoáng qua liên tiếp, có thể được sử dụng để nghiên cứu cơ chế hỏng hóc do lão hóa của các linh kiện điện tử ô tô trong môi trường tắt nguồn thường xuyên kéo dài và cung cấp dữ liệu thử nghiệm hỗ trợ cho việc thiết kế các sản phẩm điều khiển điện tử thế hệ mới.

Nếu các phòng thí nghiệm cần xây dựng một nền tảng thử nghiệm ISO 16750 hoàn chỉnh, thì Bộ mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô PFS-80V50A có thể được kết hợp với... LISUN Tủ thử nghiệm toàn diện LS-ISO16750 tích hợp các bộ mô phỏng điện áp bốn góc phần tư, máy phát tải xả, bộ mô phỏng ngắn mạch bó dây và bộ mô phỏng độ lệch nối đất, bao gồm tất cả các tiêu chuẩn thử nghiệm quốc tế và OEM liên quan đến tải điện xe hơi tại một địa điểm duy nhất.

Kết luận

Hiện tượng sụt áp và gián đoạn điện áp tạm thời do rung động toàn thân của xe và sự lão hóa của hệ thống dây dẫn là những bất thường phổ biến nhất trong nguồn điện của thiết bị điện tử ô tô. Các thiết bị kiểm tra thủ công thông thường không thể thực hiện kiểm tra định lượng và tiêu chuẩn hóa có thể tái tạo, do đó, Máy mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô trở thành một công cụ chuyên nghiệp cốt lõi để giải quyết những khó khăn trong kiểm tra này. Là một Máy mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô hoàn thiện, LISUN Bộ mô phỏng ngắt mạch siêu nhỏ PFS-80V50A dành cho dây dẫn điện ô tôThiết bị này hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn kiểm tra điện xe hơi phổ biến toàn cầu, bao gồm ISO 16750-2, VW 80000 và LV 124, dựa trên ba ưu điểm cốt lõi: chuyển mạch tốc độ cao ở mức nano giây, mô phỏng độc lập hai kênh nguồn và tín hiệu, và các mẫu kiểm tra tích hợp sẵn cho nhiều nhà sản xuất ô tô.

Về lựa chọn thiết bị, model PFS-80V50A được ưu tiên sử dụng cho nghiên cứu và phát triển cũng như thử nghiệm trên dây chuyền sản xuất các linh kiện nhỏ điện áp thấp như cảm biến thu nhỏ và ECU thân xe; các linh kiện điều khiển điện tử năng lượng mới công suất cao và các linh kiện xe thương mại hạng nặng có thể được nâng cấp lên các model 100A, 150A hoặc 300A tùy theo nhu cầu hiện tại. Dòng máy mô phỏng sụt áp và gián đoạn điện áp ô tô này có thể áp dụng cho nhiều kịch bản kinh doanh khác nhau, bao gồm xác minh nghiên cứu và phát triển, kiểm tra giao hàng tại nhà máy, chứng nhận của bên thứ ba và tái tạo lỗi. Chúng có thể phát hiện sớm các khiếm khuyết chức năng của thiết bị điện tử ô tô trong điều kiện sụt áp và gián đoạn thoáng qua, giúp giảm chi phí khắc phục nghiên cứu và phát triển cũng như chi phí bảo trì sau bán hàng cho các nhà sản xuất ô tô, đồng thời là thiết bị thử nghiệm tiêu chuẩn không thể thiếu cho các phòng thí nghiệm độ tin cậy điện ô tô.