电动汽车CAN网络测试设备研究

孟鑫 唐妍 谢佶宏 黄祖朋 赵小羽 韦勇

摘 要：本文研究了一种高速CAN网络测试自动化设备，分析了设备的功能，结构，各组成部分仪器及设备优缺点，为网络测试设备的实用性和安全性设计提供思路。

关键词：网络测试 自动化设备 实用性 安全性

1 前言

随着整车电子线控程度的提高，网络测试将会是车辆测试中必不可少的一部分，它不仅关系到车辆各零件之间信息交流和功能实现，也是整车安全的重要防线，是研发过程中必不可少的一环。传统的网络测试是都是手动测试（在良好的用电环境下，通过示波器，CAN采集设备等仪器记录信息），手动测试容易造成人为的缺陷（连接的线束过长，分析过程中问题漏看等），所以使用自动化测试设备进行测试成为了主要的需求。

2 自动化测试设备电器原理与各组成仪器的功能

自动化测试设备主要功能需求是能够独立的高速的完成网络测试（这里的网络不单单指CAN网络，还包括CANFD和将来网络的主流趋势以太网），现在市场上的网络测试设备基本以组合设备为主包括程控设备，VT system，信号采集设备等。

2.1 自动化测试设备电器原理

由图（1）可知自动化测试设备电器原理如下：

220交流电→机柜（设备）电源管理系统→PDU插排→硬件程控设备和工控机→测试台架机柜（设备）电源管理系统：接入220V交流电，按功能性对接入的交流电进行分配，使之满足各用电设备的用电需求。

PDU插排：提供用电接入点，方便各用电设备“取电”。

硬件程控设备：包括程控供电电源，示波器，数字万用表，HH正负电源，VT机箱供电电源。

工控机：用于各软件的运行，数据计算与存储等。

2.2 各组成仪器功能

2.2.1 程控设备

1、程控供电电源：仿真蓄电池，为DUT供电，同时本电源可满足ISO7637发动机启动波形的仿真。

2、双极性电源：仿真实车中地线阻抗变化及线束长度引起的压降，实现正负10V的偏移仿真。

3、板卡供电电源：为系统中VT System与测试台架中的BOB板卡供电。

4、数字万用表：用于测量DUT的终端电阻。

5、示波器（图2）：用于监控测量总线波形、DUT供电电源电压、故障注入的参考电平。

2.2.2 VT system

1、VT8012：为VT板卡提供电、通信的接口（是VT System必要组成部分）。

2、VT7001：程控电源与双极性电源的正负极输入该板卡，通过板卡内部的继电器实现电路分配后，模拟KL30、KL15、KL31输出，并提供地偏移测试电路。

3、VT7001： 将程控电源的正负极输入该板卡，通过内部的单刀双掷与单刀单掷继电器，可为DUT提供IO三态（断开/高有效/低有效）的唤醒事件。

2.2.3 信号采集及干扰设备

1、VN1640（图3）：CAN/LIN收发器的集成，用于监控收集被测ECU的CAN/LIN总线数据。

2、VN6501（图3）：用于对DUT的CAN总线数据链路层进行干扰，完成采样点与BUSOFF相关测试内容的测试。

3 网络自动化测试设备的优劣

开发自动化测试设备必定是各车厂或车辆测试机构的发展趋势趋势（图4是例举出的一套设备模型），下面我谈谈此类设备的优劣。

3.1 自动化测试设备的优势

1.它主要特点就是提高测试效率和测试准确率，控制环境及人员操作等变量，保证各项测试的规范性与一致性;

2.机柜由各部件设备组合而成，这就意味着这套系统设备内部的仪器可以自由选择和更换，使用者可以根据子设备厂家和测试功能的不同进行选择，这对于成本的控制，做出了有利的条件;

3.此系统设备组装和拆卸方便，且箱体底部自带滑轮，这不但减少了运输难度，更便于维修和定期检查。

3.2 自动化测试设备的劣势

1.因该系统设备是由多种子设备和仪器组合而成，且在设备运行过程中涉及多个子系统的联合控制，所以设备安装需要专职人员进行，且安装完成后需要进行较长时间调试与验证工作;

2.因电路连接问题，设备开启和关闭过程需要严格的按照一定顺序执行，否则容易损坏各部分仪器;

3.当遇到断电或仪器故障等突发状况，组合设备缺少自我保护机制，测试过程中极易造成数据失真，严重时会设备自身的设置参数会有丢失的情况;

4.设备抗干扰能力较差，对于外部电源、测试温度、测试湿度等要求较高。

4 结论

本文介绍了一类网络自动化测试设备的功能，结构和优劣势，对此类设备的选型和购买提供了一些建议，也希望此类设备將来有更好的优化和更严谨的设计。

基金项目：广西科技计划资助项目（桂科AC16380043）;柳州市科学研究与技术开发计划资助项目（2016B030101）

参考文献：

[1]王宁. 电动汽车动力系统CAN网络设计及测试[J].电子技术与软件工程，2018（1）.