1测试系统架构
汽车电源模拟测试系统的原理如图1所示，分为波形采集与波形模拟和测试输出两部分。波形采集部分：由于汽车在研发过程中，需经历样车的不同的阶段，在这些过程中，车载电器件的开发也不是一蹴而就的。通常车载电器件根据阶段性被分成C样件、B样件以及A样件（最终稳定状态）。也就是说在样车各阶段时，不能保证每种车载电器件的状态都是A类样件，因此，各阶段时，存在汽车启动瞬间电源电压变化的不同。而启动瞬间电源电压波形的获取较为简单（见图1中波形采集部分），利用示波器，采集汽车蓄电池正负两端在启动瞬间的电压即可。对于波形模拟及输出测试部分，使用NI工控机和程控电源的USB通信，同NI-VISA（virtualinstrumentsoftwarearchitecture）建立连接，通过LabVIEW软件编程录入采集的启动电压波形，并对程控电源进行实时控制，模拟输出，对被测样件实时测试。
2测试系统软件设计
2.1NI-VISA调用程控电源功能的实现
在本测试系统中，工控机采用NI公司的PX-I-8110，可编程直流电源采用TOELLNER公司生产的TOE8815-64。工控机与可编程直流电源之间的通信利用Agilent公司的USB/GPIB转换模块实现[1]。在利用LabVIEW软件设计控制程序时，需要使用LabVIEW软件中的[VISAOpen]子VI，并指定程控交流电源的GPIB地址，例如在本测试系统中程控直流电源的GPIB地址为GPIB0：1：IN-STR，通过这样的设置就可以建立起工控机与直流电源之间的联系[1]。
2.2可编程直流电源的控制指令的实现
在测试系统进行模拟输出时，最重要的是将采集到的波形进行提炼，并通过控制程控直流电源进行输出。在这里，需要设置的参数为电压、电流、时间以及起始和结束地址等。在GPIB模式下，TOE8155的控制可被设置为“听”模式和“说”模式。TOE8155的指令架构符合IEEE-488.2标准，除了上述标准中通用的指令外，TOE8155还具有专门的控制指令集，可通过工控机对直流电源进行参数设置和输出控制，且需要向直流电源传送符合TOE8155语法格式的控制指令[2]。其中，在本测试系统中需要用到的TOE8155特定的部分主要指令有[3]：（1）FBbbb将程序设置为触发模式，循环次数设置为bbb（=0...255）；（2）FCVaaa,eee初始地址为aaa，终止地址为eee间的电压值线性计算；aaa=0...999，eee=0...999；（3）FCCaaa,eee初始地址为aaa，终止地址为eee间的电流值线性计算；aaa=0...999，eee=0...999；（4）FCTaaa,eee初始地址为aaa，终止地址为eee间的时间值线性计算；aaa=0...999，eee=0...999；由于这些特定指令，在LabVIEW中并无现成的控件可供使用，因此，在程序设计时，相当一部分的工作量为针对特定指令控件子VI的编程。以FCV指令为例，其子VI的LabVIEW编程见图2和图3。汽车启动瞬间的电源电压波形不是一个周期性、规律的电压波形，见图4（某汽车启动瞬间的因此，在进行模拟电压的设定时，这种电压信号是由几段不同状态的电压信号组成的，程序定义时不仅要设置每段电压信号的电压幅值、持续时间，和起始终止地址位等信息，还有设置两端相邻电压信号之间的过渡时间[4]。在本设计中，是利用LabVIEW软件中的簇和条件结构实现这一过程的[3]。写入波形程序编辑见图5。
2.3自动测试的实现
前面提到，测试系统中很重要的一部分是波形采集，这个需要针对不同的车型，以及各不同车型的不同阶段。这意味着需要进行大量的模拟波形的调用并输出。因此，采用自动测试的方式可以有效地降低测试人员的劳动强度，更能提高测试系统的效率。在本测试系统中，利用Test-stand与sequenc系列调用测试程序的子VI，其架构见图6[5]。由于成本的考虑，车载电器件往往多为平台产品，但是也存在个别车载电器件是专用件的情况。因此在技术人员选择测试波形的分类时，参考图7的测试流程进行操作。测试系统的操作时，首先选择被测DUT所应用的车型，其次，导入该车型的电源曲线，并进行模拟测试。在测试完成后，判断该DUT是否为平台化产品，如果判定结果为“是”，则导入该DUT所应用的各车型电源曲线，并进行模拟测试；如果判定结果为“否”，则再次进行是否随即抽取模拟波形并测试的判定。若判定结果为“是”，则随机导入电源曲线，并进行模拟测试，若判定结果为“否”，则完成测试，退出程序。
3验证及总结
实现了对汽车在不同研发阶段的起动瞬间的整车电源的采集，利用了LabVIEW以及GPIB总线，实现了对可编程程控直流电源的控制，最终利用NI的TestStand技术，实现车载电器件对模拟采集波形的自动测试，不仅提高了测试效率，而且针对平台化的车载电器件，更能提早并全面地识别出问题和解决问题。目前该测试系统在某主机厂的娱乐系统的测试中得到了很好的应用。
作者：唐程光 周奇文 李娟 刘成厚 单位：安徽江淮汽车股份有限公司
