汽车电子测试之DV测试

 一辆汽车上所拥有的电子模块种类繁多，功能也大相径庭，但是，他们有一个共同的质量目标，就是保证车辆必须在各种可能的外部环境下，都能确保功能的完好和行驶的安全。然而，如何对这些不同功能、不同结构，不同电子电气特性的电子模块的设计做出一个相对统一的评价呢，DV测试就应运而生了。

DV测试的全称是Design Validation Test，它实际是一系列针对汽车电子产品设计层面的测试规范的总合，如果把多种多样的汽车电子模块比作一个个形形色色的人，那么DV测试就是一套完整的“体检”，用一个统一的标准，对一个个完全不同的电子器件的“健康”程度做出定性的评判。

DV测试这套“体检”主要分三大“科”：环境耐久科、电磁兼容科及电气特性科。
汽车电子的“外科”及“皮肤科”——环境耐久测试

这部分DV测试主要考察的是产品对各种恶劣外部环境的耐受程度，这种外部环境包括机械的、物理的、化学的等等，如果用体检的科目来比喻的话，外科及皮肤科是最恰当不过的了

外科检查主要指对样品进行各种“折腾”，具体的测试项有：跌落、振动、接插件插拔等。车辆的行驶环境是一个不停振动的环境，而我们知道机械疲劳及磨损的重要原因之一正是振动。因此，作为安装在车辆上的车身电子模块，对跌落、振动等耐受程度是必须考量的测试标准。而接插件插拔，考验的则是电子模块接口牢固程度，因振动导致接口脱落这样的危险情况自然是一定不能发生的。



图1 震动实验台

皮肤科检查的内容就比较广了，包括温度冲击、湿热循环、盐雾、防水防尘等。世界上各个地区的环境各不相同，有炎热的，有寒冷的，有海拔高气压极低的，也有临近海边空气中充满海风的，而我们的车辆必须保证在各种气候环境中工作稳定，不能出现 “水土不服”的症状。温度冲击、湿热循环模拟的就是各种炎热、寒冷、多雨地区的气候环境、盐雾模拟的是沿海城市的气候，这些空气中的盐最终会在电子模块上沉积，腐蚀外壳和接插件，如果渗入到模块内部，甚至可能导致短路等更糟糕的后果。



图2 被盐雾腐蚀的器件

汽车电子的“心电图”及“胸透”——电磁兼容测试

用“心电图”及“胸透”来比喻电磁兼容测试，其实略微有些不恰当，因为用这两项体检科目来比喻，主要是因为这两项科目的检测设备都跟电流、辐射等有关，而电磁兼容测试检测的正是产品的辐射和抗扰能力。

EMC电磁兼容测试分两部分：EMS和EMI，即辐射和抗扰两部分。辐射测试，指测试产品在工作期间对外电磁辐射的大小，用来评估这种辐射是否过大以至于对周边的其他器件造成干扰。产品在工作期间，线路板上的电流是在不停律动的，这和人的心脏是一样的，它会呈现出一定的规律性；但和“心电图”科目检查前要求人尽可能静下心不同，辐射测试在进行前，要求产品工作在最大的律动工况，这样才能检测到产品对外部可能达到的最大辐射，这种对测试环境选用Worst Case（最恶劣情况）的方法，在整个DV测试中处处可见。



图3 辐射屏蔽室

EMC测试中的另一种测试则与辐射测试完全相反，即EMI抗扰测试。抗扰与辐射测试完全相反，检测的是产品对来自外部的各种电流的、电磁的、静电等干扰的抵抗能力。和“胸透”科目检测类似，产品在EMI测试时，将历经各种可能存在的干扰，比如大电流注入、各种电压辐射波形，以及ESD静电放电等，然后，在测试期间或完成之后，检测产品的功能是否因为这些干扰受到影响，最终评估产品的抗扰能力。



图4 ESD静电枪

汽车电子的“血液检查”及“五官科”——电气性能测试

最后，经过了上述严酷的环境及电磁兼容测试之后，产品还必须通过电气性能测试的检测。与上述两项科目相比，电气性能测试的科目，要更“细致”和“敏感”一些。光从数量上看，电气性能的测试项也要比上述两大类别的测试要多，可见检查内容将更为多样和精细。

但多归多，电气性能测试还是有规律可循的，所有的电气性能测试均可以概括为“外部的特殊电气触发”及“产品对这种触发做出的响应”这两部分。

前者考验的是产品对于不同电气输入的敏感程度，类似“五官科”的检查。典型的外部触发有启动波形、过压、极性反接、复位信号、短路、开路等等非常多。这些外部的电气环境都是在车辆行驶过程中实际可能发生的情况、比如在启动时，所有的汽车电池供电模块都将历经一次低压脉冲，而在启动过程中运行的模块，必须敏感地检测到这种脉冲，然后采取相应的策略，保证自身的功能状态一切正常不能出错。



图5 ISO启动电压波性

而后者则是全方位监控样品的各种内部状态，用以检测其对各种外部电气环境做出的响应是否符合安全或设计的规范，同样的，用一项体检科目来比喻的话，那就是“血液检查”了。这些测试项包括：静态电流、绝缘电阻、接地自感应系数等；既然是“血液检查”，那自然需要非常精密的测试仪器，说到这些测试项，就不得不提电气性能测试监控的设计，即如何来更实时，更全面地检测样品的各项参数功能，这始终是测试的重要工作之一。目前，越来越多的规范提出了相较当前更为细致的监控方案，因此对测试工程师来说，不断优化监控的方式方法，始终是手头的一项重要工作。



图6 静态电流测试波形

好了，看完上述内容，你对汽车电子的“体检”项是否有了大体的认识了呢？“人不可貌相”，一个产品的好坏，也不能光看外形，甚至，不能仅仅看其有多少炫酷的功能，这就太外行了。

对于产品来说，仅仅做到功能的实现，只完成了开发的一半，而唯有经过了完整而全面的DV测试验证，才是产品卓越品质的唯一标准。下回再有人跟你吹产品有多么好，你就回他，别整那些虚滴，咱拿标准来说话~

联合电子作为国内汽车电子研发的领军企业，始终以“引领中国汽车驱动科技”为愿景。联合电子深知测试对于产品质量以及企业核心价值的重要性，在上述三大“科目”的测试中，联合电子有着完整的环境耐久以及电气性能测试能力，每一项目前现有的标准，都可以在联合电子进行摸底和正式的测试。而目前联合电子已具备EMC测试能力，同时可通过众多的专业实验室合作伙伴来协同验证，提供完整的EMC测试及解决方案。