道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验能力验证方法

技术领域

本发明涉及能力验证技术领域，特别涉及一种道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验能力验证方法。

背景技术

能力验证是利用实验室间的比对确定参加实验室的校准、检测能力的一项活动。能力验证活动指任何用于评价参加实验室能力的实验室间比对或测量审核。例如由国家或区域的认可机构及其合作组织、政府部门或行业组织运作的能力验证计划或活动。

能力验证作为实验室外部质量控制的一种重要措施，以及判断和监控实验室质量控制水平的一项重要而有效的手段，有利于促进合格评定机构的能力建设。同时，能力验证是CNAS(中国合格评定国家认可委员会)对合格评定机构能力进行评价的主要方式之一，也是实验室维持CNAS认可资质的常用方式。通过参加能力验证，可综合考察实验室测试人员、设备、环境及方法等是否满足测试的标准要求，也可以使参加实验室了解自身的检测能力以及整个行业的整体检测水平。对于结果不满意的参加者可以从中发现问题，并采取有效措施进行整改以确保今后日常检测结果的准确性。

开展能力验证活动，对涉及检测或校准的相关方面具有积极的作用，是实验室通过外部措施提升内部质量控制效果的一种方法，是实验室认可评审技术的重要补充，是维持认可机构间国际互认的基础之一；对于认可机构，是评价认可的实验室检测或校准能力的重要技术途径；对于实验室的客户，是证明实验室具备某项检测能力的重要依据；对于政府主管部门，是监管实验室能力及水平的有效措施。因此，目前无论在国际还是在国内，能力验证活动都受到越来越广泛的应用。

道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验是依据国际标准ISO16750-2的条款4.5和国家标准GB/T28046.2的条款4.5执行，旨在模拟道路车辆电气电子设备在蓄电池充电和放电过程中，设备的电压变化过程并判断设备是否符合功能等级要求。作为车载电气电子设备环境条件和试验的一部分，供电电压缓降和缓升试验，为不同厂商、组织和客户比较其车载电气电子产品性能提供了一个基本的架构；同时也是产品实现兼容和可替代性的基础。特别是在电动汽车迅速、多样化发展的时代，按照统一标准和测试方法对电气电子设备的性能进行准确地测试尤为重要。

标准GB/T28046.2和ISO16750-2的条款4.5要求参加实验室根据车载电气电子设备的额定电压，择定一个指定的最小供电电压U

与道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验不同的是，能力验证需要比对各个参加实验室的结果与指定值或不确定度的偏差，从而判断参加实验室是否具备依据标准GB/T28046.2和ISO16750-2的条款4.5的要求进行道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验的能力。

参加实验室的测试结果为电压波形，属于序列数据，若用以评价其进行供电电压缓降和缓升试验的能力，则需要：

1)一个可行的、统一规定的序列数据分析方法；

2)所有参加能力验证的实验室，提供电压波形的具体数据点。

然而，上述两个要求难以实施，原因如下：

1)标准GB/T28046.2和ISO16750-2并没有提供具体评价测试结果精度的方法；

2)能力验证的统计方法标准ISO13528：2015以及GB/T28043-2019亦缺乏对序列数据进行统计的方法规定；

3)直接根据序列电压数据，难以计算用于对参加实验室进行能力评估的指定值、不确定度。

对参加实验室而言，要求其提供所有的电压波形的数据点亦有不便，同时也影响结果的可比性：

1)某些示波器无法导出具体的数据点；

2)测试设备的分辨率各不相同，因此导出数据的最小间隔(interval)亦不相同，这会导致不同实验室的结果数据点个数不同，从而影响其可比性；

3)有些示波器设备，为了提高分辨率，往往采用插值的方法根据采样数据，使用线性插值、spline插值产生拟合数据，从而提高分辨率。设备的插值方法的不同选用，亦会对波形产生些许影响。

综上，若直接采用输出波形作为评价实验室是否具备依据标准GB/T28046.2或ISO16750-2进行供电电压缓降和缓升试验的能力，未免乏善可陈。另外，以波形数据进行能力验证统计评价，也缺乏与之对应的标准。

发明内容

本发明旨在提供一种不依赖于电压波形数据的道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验能力验证方法，从而避免直接使用电压波形评价实验室能力时所需面对的各种难题。

考虑到能力验证的目的在于考核参加实验室是否具备标准GB/T28046.2或ISO16750-2实施试验的能力。因此，应将考核的重心放在参加实验室是否能够以指定的变压速率稳定地调整供电电压上。但若检测整个供电电压波形来判断变压速率，则无法规避前述的困难。

鉴于此，本发明采取的技术方案如下：一种道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验能力验证方法，包括如下步骤：

参加实验室给能力验证装置施加指定供电电压U，并按指定变压速率H，将供电电压从U稳定地降低至0，再将供电电压从0按相同的变压速率稳定地提升至U，记录能力验证装置在上述升压、降压过程中，两次发出指示信号的时间间隔T；

所述能力验证装置具有如下特性：在其供电电压下降到电压值V1，及上升到电压值V2时，分别发出指示信号。

本发明方案能力验证原理如下，由于本发明能力验证装置在特定的供电电压值时会发出指示信号，如在供电电压下降、上升到特定值时，能力验证装置的显示屏会熄灭、亮起，故获取装置从显示屏熄灭到亮起的时间T与指定值的偏差，即可判断参加实验室能否以指定的变压速率，稳定地调节能力验证装置的供电电压，进而评价其是否具备进行道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验的能力。

所述能力验证装置设置有欠压和过压保护电路，其功能等级为C级，即试验过程中，若能力验证装置的一个或多个功能不满足设计要求时，试验后的所有功能能够自动恢复并正常运行。

本发明能力验证方法还包括如下能帮助提升参加实验室能力验证结果准确性的步骤：

本发明方法亦要求参加实验室记录所述能力验证装置两次发出指示信号如显示屏熄灭、亮起时所对应的供电电压U1、U2。根据实验室提供的供电电压U1、U2和显示屏熄灭到亮起的时间T，若T与指定值偏差较大，则根据试验过程中，变压速率估算公式

所述的能力验证方法还包括获得参加实验室结果波形的步骤，波形用于确认参加实验室是否按照线性的变压速率，稳定地调整供电电压缓降和缓升。

所述能力验证方法还包括获得参加实验室测试过程影像的步骤。测试影像用以了解参加实验室的测试过程细节，总结不同的测试设备对测量结果的影响，同时辅助分析参加实验室的结果T与指定值相差较大的原因。

所述能力验证方法还包括获取参加实验室供电电压缓降至缓升时间测量装置最新校验数据的步骤。

有益效果：

1)本发明能力验证方法通过考核参加实验室是否能够以指定的变压速率调整供电电压，来考核参加实验室是否具备标准GB/T28046.2或ISO16750-2实施试验的能力，并具体通过测量在供电电压缓降和缓升过程中，能力验证装置两次发出指示信号的间隔时间T，比较时间T与指定值(时间)的偏差，判断参加实验室是否能够以指定的变压速率稳定地调整供电电压缓降与缓升。本发明能力验证方法不依赖于获取电压波形数据，可避开直接使用电压波形数据评价实验室能力时所需面对的各种难题。

2)由于系统误差属于规律误差，该误差的特点是，误差值的大小和符号在重复多次测试过程中均保持不变。故采用能力验证装置显示屏在降压过程中熄灭到升压过程中亮起的所需的时间，即两个时刻之差，作为参加实验室的结果，可以有效消除参加实验室本身测试电压时带来的系统误差，使时间T能正确反映参加实验室的变压速率。

附图说明

图1为本发明能力验证装置具体实施例的结构示意图；

图2为道路车辆电气电子设备缓降和缓升试验能力验证计划的测试流程图。

具体实施方式

本发明所述的道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验能力验证方法使用的能力验证装置如图1所示，其为空调控制器试验盒，由外壳9和设置在外壳9内的车载空调控制器模块构成，外壳9上设有与车载空调控制器模块供电电路正极连接的红色输入端子1，和与车载空调控制器模块供电电路负极连接的黑色输入端子2。3/4为风速调节开关，5为制冷模式开关，6为吹脸/吹脚模式开关，7/8为温度调节开关，分别为增大温度和减小温度，它们均为车载空调控制器模块上的控制键，10为车载空调控制器模块的显示屏。车载空调控制器模块内设欠压和过压保护电路，装置的功能等级为C级，即试验过程中，若能力验证装置的一个或多个功能不满足设计要求时，试验后的所有功能能够自动恢复并正常运行。

该空调控制器试验盒具有如下特性：当供电电压降低至接近9.0V时，流经能力验证装置的电流出现突变，此时装置的显示屏突然熄灭；当供电电压升至接近9.5V时，流经装置的电流再次突变，此时装置的显示屏再次亮起。

本实施例中的道路车辆供电电压缓降和缓升能力验证装置，适用于标准GB/T28046.2-2019《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》和ISO16750-2:2012《Road vehicles—Environmental conditions and testing forelectrical and electronic equipment Part 2:Electrical loads》开展能力验证项目。

本实施例中的装置整体结构简单，成本低，体积小，方便收纳和运输。

当然，本发明能力验证方法中的能力验证装置不限于上，选择时，应注意其亦具备如下特性：

在能力验证装置供电电压下降和上升到特定值时，能给出明确的指示信号。上文中的指示信号是显示屏的熄灭、亮起，也可以是指示灯的熄灭、亮起，或声音提示信号，甚至是输出相应的脉冲信号等。上述特性值应该是一个相对较为固定的值。另外，应选择车载电气电子设备，以更好的满足相关标准的要求。

下面为上述能力验证装置的检测步骤：

1、将空调控制器试验盒在温度23℃±2℃，湿度45％-75％环境中(不通电)，放置1小时，使其达到热平衡。

2、在空调控制器试验盒红、黑色输入端子间施加直流电压10.5V，检查显示屏是否亮起，若正常亮起即开始试验，将试验盒按键分别调至制冷、吹脸模式、温度最大档、风速最大档。

3、开始试验，其步骤如下：

1)给能力验证装置施加供电电压10.5V；

2)以指定速率降低供电电压至0，一般为0.5±0.1V/min；

3)记录显示屏10熄灭的时刻t1；

4)以指定速率提升供电电压至10.5V；

5)记录显示屏10亮起的时刻t2；

6)输出T＝t2-t1。

为了保证能力验证计划的顺利实施，需要制备多个能力验证样品分发给不同实验室。因此，比对样品的一致性对能力验证至关重要。在实施能力验证计划时，应确保出现的不满意结果不归咎于样品之间的差异性。因此，需对能力验证样品的均匀性进行检验。

根据装置的设计要求，订制20个样品进行均匀性全检，选用DC10.5V测试电压，每个样品重复上述测试2次，挑出符合要求的16个样品用于本次计划。样品均匀性检验结果数据见表1：

表1

样品单因素方差分析结果：

1.45<临界值F

计算的F统计量值小于F临界值，表明在0.05显著性水平时，样品的供电电压缓降至缓升试验时间T是均匀的。

挑选出合格的能力验证装置后，将其分发给参加能力验证计划的实验室。试验过程如下：

步骤1、2与前述的能力验证装置的检测步骤相同。

步骤3如图2所示：

1)给能力验证装置施加供电电压10.5V；

2)以指定速率降低供电电压至0，一般为0.5±0.1V/min；

3)记录显示屏10熄灭的时刻t1和对应的供电电压U1；

4)以指定速率提升供电电压至10.5V；

5)记录显示屏10亮起的时刻t2和对应的供电电压U2；

6)输出T＝t2-t1、U1和U2。

事实上，本发明主要通过记录能力验证装置在降压、升压过程中显示屏从熄灭到亮起的时间，判断参加实验室实际调压速率是否与指定调压速率偏差，评价其进行道路车辆电气电子设备供电电压缓降和缓升试验的能力。该步骤3中获取的显示屏熄灭、亮起时对应的供电电压U1、U2，用于参加实验室出现不满意结果的原因分析。试验过程中还需要拍摄一张测试设备和能力验证装置连接的照片，同时上传供电电压缓升和缓降过程中，示波器跟踪供电电压和显示时间读数的图片，以便能力验证提供方了解参加实验室的测试细节，并总结归纳不同测量设备对测试结果的影响。

另外，在测试供电电压缓降至缓升试验时间时，还需要提供供电电源的校“0”读数，以及实验室用到的所有仪器设备的名称、量程和精度及校准报告，用以分析参加实验室出现不满意结果或偏差较大结果的依据。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。