车载信息服务终端的质量评估

秦韶辉　惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司技术中心设计质量总监

车载信息服务终端的质量评估

秦韶辉惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司技术中心设计质量总监

根据现行的汽车行业标准，本文探讨了车载信息服务终端的车规级质量要求和验证方法，确保产品能够满足汽车行业的要求。

汽车；车载信息服务终端；质量评估

1　引言

随着移动通信技术和卫星定位技术的飞速发展，车载信息服务系统将这两种技术引入到汽车行业里，以汽车为主体，通过无线移动网络和全球卫星定位系统为车辆用户提供信息（如新闻、天气预报、动态交通信息、电话）与娱乐（如数字音乐、数字电视、在线游戏）、安全辅助驾驶（如行程规划、倒车环视、雷达测距、盲区监测、移动物体识别）、交通安全与防护（如紧急呼救、道路救援、安防报警、车辆追踪）、车辆远程控制与诊断（如远程控制车辆的空调、门窗、发动机）等内容的服务，实现真正的人—车—路一体化的互联互通。

车载信息服务系统由服务中心平台、无线通信网络、车载信息服务终端所组成，其中车载信息服务终端集成了计算机、通信模块、卫星定位模块，作为嵌入式电子产品安装在汽车里，通过通信模块与服务中心平台相连接，通过汽车总线与车辆相连接，通过各种接口与多种传感器（如摄像头、超声波或毫米波雷达）相连接，能够收集汽车内外、周边的各种状况和行车所必需的各种信息，进行运算分析和处理，为驾驶员和乘客提供安全、舒适和便捷的服务。

2　现行标准情况分析

由于车载信息服务终端涉及到汽车电子、卫星定位、通信3个领域，虽然这3个领域都已有成熟的相关技术标准，但目前没有一个整合的标准可以全面评估和验证车载信息服务终端产品的质量。各整车厂及车载终端厂从众多分散的标准中按照各自的理解来研发和生产产品，各地质监机构也是从众多分散的标准中按照各自的理解来检验相关产品质量，由于没有统一的质量评估标准，造成产品质量参差不齐，易造成恶性低价竞争。由于车载信息服务终端牵涉到人身财产的安全范畴，例如紧急呼救功能，如果产品质量不过关，将会导致人员在发生车祸受伤时，无法通过车载信息服务终端及时发出救援信息，耽误治疗时间，这些无视产品质量的现象将严重制约车载信息服务产业的发展，影响技术水平的提高。

3　车规级的质量评估

为了确保车载信息服务终端能满足车规级的质量要求，需要根据目前汽车行业里的标准，制定车规级的质量规划。

由于车载信息服务终端涉及到3个领域：汽车电子、无线通信和卫星定位，因此车载信息服务终端的质量重点按这3个领域的相关标准进行规划，其功能和性能的要求重点引用通信行业的标准和卫星定位相关标准。根据笔者在汽车电子前装市场做了20多年的设计质量经验和对国内外知名整车厂企业标准的了解来看，其电源适应性、机械适应性、耐候性、电磁兼容性要求必须引用汽车行业的标准，否则无法满足汽车的实际应用环境，也就无法保证车规级的产品质量。因此，电源适应性、机械适应性、耐候性试验推荐采用GB/T28046《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》系列标准；电磁兼容性里的传导发射和辐射发射试验推荐采用GB/T18655《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》，传导抗扰试验推荐采用GB/T21437《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰》系列标准，辐射抗扰试验推荐采用GB/T17619《机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》，静电放电试验推荐采用GB/T19951《道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法》。车载信息服务终端的整个试验大纲参见图1。

图1　车载信息服务终端试验大纲

3.1无线通信性能要求及测试方法

由于车载信息服务终端集成了通信模块，应支持2G、3G和4G的一种或多种，其无线通信性能和通信业务功能应该符合3GPP、3GPP2等相关的移动通信网络行业标准，在此不多做论述。

3.2卫星接收性能要求及测试方法

目前，全球导航卫星系统主要有美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的BDS，由于车载信息服务终端集成了卫星定位模块，应支持上述全球导航卫星系统的一种或多种，其卫星通信协议和卫星接收性能要求应符合对应的卫星系统通信协议及相关技术规范。具体性能测试的项目见表1。其性能要求及测试方法可以参考现有的车载导航标准：GB/T19392-2013《车载卫星导航设备通用规范》、GB/ T30290.4-2013《卫星定位车辆信息服务系统第4部分：车载终端通用规范》等。但这些标准都是使用空中实际的卫星定位信号作为信号源，由于环境的影响，无法满足测试的可重复性，建议使用卫星定位信号模拟器或仿真器作为信号源进行测试。

3.3电源适应性要求及测试方法

表1　卫星接收性能项目

早期的汽车电气系统非常简单，主要由电源系统、点火系统、启动系统、信号照明系统、仪表、雨刮构成，随着电子技术在汽车领域的广泛应用，出现了电控油喷、电控变速器、防抱死制动系统、主动悬架、电动助力转向、空调系统、电控门窗、电动座椅、电动后视镜、总线系统等电气系统和电器设备，随着新能源汽车的出现，电动汽车电路系统的电压和输电功率大幅度提高，使用了大容量电池、大功率器件和模块，增加了高压电路系统、电池管理系统、电机控制系统。由于在一个狭小的空间里集成了这么多的电气系统和电器设备，造成汽车里电气使用环境十分恶劣，供电系统里电压和电流变化莫测，充满各种各样的电子干扰脉冲和异常情况，因此要求车载信息服务终端有强大的电源适应性能力，才能确保车载信息服务终端安全运行。

电源适应性试验推荐参考GB/T 28046.2或ISO16750-2《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分：电子负荷》，标准详细地描述了电源适应性试验的目的、条件、试验方法、判断等级，针对于车载信息服务终端，推荐采用表2所列的试验项目。

表2　电源适应性试验项目

3.4机械适应性要求及测试方法

汽车经常行驶在室外道路上，路况复杂多样，特别是有缓冲带的道路、崎岖不平的烂路，对车辆产生巨大的振动和冲击应力，所以车载电子产品机械的设计要求要比消费电子产品严酷，否则容易产生结构变形、弯曲断裂、松动脱落、疲劳损坏、磨损、接插件接触不良等故障，因此振动、机械冲击是车载信息服务终端关键的考量应力。通过振动和机械冲击试验，可以暴露车载信息服务终端机械强度方面的薄弱环节，分析和改进产品机械强度设计，避免在使用过程中出现机械故障，提高产品的机械可靠性。机械适应性试验推荐使用GB/T28046.3或ISO16750-3《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷》，标准详细地描述了机械适应性试验的目的、条件、试验方法、判断等级。

在GB/T28046.3里，按产品装车位置的不同，采用了不同的试验方案，车载信息服务终端一般安装在驾驶室里中控台上，按GB/T28046.3给出的安装位置，选择了弹性体这个选项。在振动试验里，被测的样品一定要按照实际装车的情况固定在振动台上，例如实际的安装角度、实际的安装支撑点。应该根据样品在实车上的装车情况制作振动夹具，让被测样品安装在振动夹具上，再将振动夹具固定在振动台上进行振动试验。千万不能将样品简单固定在振动台上进行振动试验，这样无法正确评估产品的抗振能力。同理，冲击试验也是一样要按上述要求进行样品的固定。

此外，为了评估生产运输环节对产品所造成的影响，在机械适应性的验证试验里增加了不带包装的自由跌落试验和带包装的自由跌落试验。两个试验的区别是：不带包装的自由跌落试验主要是评估产品在生产加工过程中，如果发生了跌落且产品有隐形损坏时，产品表面应有明显损伤，这样可以保证跌落过的产品不会混入正常生产的良品中；带包装的自由跌落试验主要是评估包装材料对产品的防护能力，防护能力好的包装材料能够防止产品在运输过程中遭受粗暴装卸的损坏。

针对车载信息服务终端的机械适应性试验，推荐采用表3所列的试验项目。其中，序号1的随机试验分乘用车和商用车，可根据汽车的种类选做其中一个。

3.5耐候性要求及测试方法

不同的地域有不同的温度、湿度，例如我国西北沙漠地带的吐鲁番，最高气温达48°多；黑龙江的漠河最低温度能达到-52°多；我国北方长期比较干燥，而长江以南相对湿度超过80%的天数占全年的50%以上。由于汽车的使用环境是在户外，高低温度、湿度会使材料的电性能、机械性能和化学性能发生变化，从而导致产品的性能降低或失效。因此，车载信息服务终端的耐候性试验主要围绕温度、湿度这两个应力展开相应的验证试验，推荐使用GB/T28046.4或ISO16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷》，标准详细地描述了耐候性试验的目的、条件、试验方法、判断等级。

表3　机械适应性试验项目

在GB/T28046.4里，按照车载信息服务终端的实际安装情况，在其附录A中装车位置选择舱内，从而确定了工作温度范围、气候要求、防尘防水等级。另外，由于GB/T28046.4中防尘防水试验描述太简单，只写了按ISO20653（即对应的国家标准为GB/T30038）检查DUT，因此防尘防水试验将直接使用GB/T30038或ISO20653《道路车辆电气电子设备防护等级（IP代码）》去进行试验。

针对车载信息服务终端的耐候性试验，推荐采用表4所列的试验项目。

表4　耐候性试验项目

3.6电磁兼容性性要求及测试方法

为了实现汽车的安全性、经济性和舒适性，汽车使用了大量电气设备、电子器件，以往的机械式控制都被电子式控制所替代，如电子手刹、一键启动等。电子技术的应用与创新已占汽车新技术的70%以上，现阶段电子系统的成本已占到整车成本的40%。随着移动通信、Wi-Fi、蓝牙、毫米波雷达等无线技术引入到汽车里，汽车内的电磁环境日益复杂。如果车辆里的电磁兼容处理不当，轻则导致车辆的性能下降，重则导致车毁人亡。因此，国内外都将车辆的电磁兼容性摆在首要位置，在我国车辆的电磁兼容性属于强制性要求的范畴。

针对车载信息服务终端的电磁兼容性试验，推荐采用表5所列的试验项目。

表5　电磁兼容性试验项目

3.7实车道路试验

由于汽车使用的外在环境和内在的环境十分复杂多样，各种应力错综复杂，仅仅靠实验室的模拟试验来评估车载信息服务终端的质量是非常不够的，通过将车载信息服务终端安装在配套的汽车里进行长时间的实际道路行驶，来考察产品的综合适应能力是十分必要的。

实车道路试验可以根据客户的质量要求、产品的技术特点和公司自身的测试能力来组合制定试验的地域、路线、场景、周期。试验的周期一般为2～3万公里。测试场景见表6。

在实车道路试验过程中，试验人员应不断对车载信息服务终端进行规定的操作，时刻观察被测样品的工作情况，并做好相应的记录，这里所说的记录，不仅仅是笔录，还需要对车辆的周边环境及空中信号、车辆的信息使用视频记录仪、录像机、数据记录仪等设备进行采集记录，为故障的分析、再现、解决和复测提供依据。

4　结束语

车载信息服务终端是未来汽车智能驾驶的基础设备，其产品质量关系到每个驾驶员和乘客的人身财产安全，只有按照严格的车规级等级要求做全面的质量验证，产品的可靠性才能得到保障。

［1］GB/T 17619-1998.机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法［S］.

［2］GB/T18655-2010.车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法［S］.

［3］GB/T19392-2013.车载卫星导航设备通用规范［S］.

［4］GB/T19951-2005.道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法［S］.

［5］GB/T21437.2-2008.道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导［S］.

［6］GB/T21437.3-2012.道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第3部分：除电源线外的导线通过容性和感性耦合的电瞬态发射［S］.

［7］GB/T28046.2-2011.道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第2部分:电气负荷［S］.

［8］GB/T28046.3-2011.道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分:机械负荷［S］.

［9］GB/T28046.4-2011.道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分:气候负荷［S］.

［10］GB/T30290.4-2013.卫星定位车辆信息服务系统第4部分：车载终端通用规范［S］.

Quality evaluation of the telematics terminal on board

QIN Shaohui

According to currently the standard of automotive industry， this paper mainly discusses the automotive-grade quality requirement and validation methods of telematics terminal on board， this will ensure that produce can meet the requirementof automotive industry

vehicles； telematics terminal on board； quality evaluation

2016-04-25）