一輛汽車上所擁有的電子模塊種類繁多，功能也大相徑庭，但是，他們有一個(gè)共同的質(zhì)量目標(biāo)，就是保證車輛必須在各種可能的外部環(huán)境下，都能確保功能的完好和行駛的安全。然而，如何對(duì)這些不同功能、不同結(jié)構(gòu)，不同電子電氣特性的電子模塊的設(shè)計(jì)做出一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)呢，DV測(cè)試就應(yīng)運(yùn)而生了。

DV測(cè)試的全稱是Design Validation Test，它實(shí)際是一系列針對(duì)汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面的測(cè)試規(guī)范的總合，如果把多種多樣的汽車電子模塊比作一個(gè)個(gè)形形色色的人，那么DV測(cè)試就是一套完整的“體檢”，用一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)一個(gè)個(gè)完全不同的電子器件的“健康”程度做出定性的評(píng)判。

DV測(cè)試這套“體檢”主要分三大“科”：環(huán)境耐久科、電磁兼容科及電氣特性科。

汽車電子的“外科”及“皮膚科”——環(huán)境耐久測(cè)試

這部分DV測(cè)試主要考察的是產(chǎn)品對(duì)各種惡劣外部環(huán)境的耐受程度，這種外部環(huán)境包括機(jī)械的、物理的、化學(xué)的等等，如果用體檢的科目來(lái)比喻的話，外科及皮膚科是最恰當(dāng)不過(guò)的了

外科檢查主要指對(duì)樣品進(jìn)行各種“折騰”，具體的測(cè)試項(xiàng)有：跌落、振動(dòng)、接插件插拔等。車輛的行駛環(huán)境是一個(gè)不停振動(dòng)的環(huán)境，而我們知道機(jī)械疲勞及磨損的重要原因之一正是振動(dòng)。因此，作為安裝在車輛上的車身電子模塊，對(duì)跌落、振動(dòng)等耐受程度是必須考量的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。而接插件插拔，考驗(yàn)的則是電子模塊接口牢固程度，因振動(dòng)導(dǎo)致接口脫落這樣的危險(xiǎn)情況自然是一定不能發(fā)生的。

圖1 震動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

皮膚科檢查的內(nèi)容就比較廣了，包括溫度沖擊、濕熱循環(huán)、鹽霧、防水防塵等。世界上各個(gè)地區(qū)的環(huán)境各不相同，有炎熱的，有寒冷的，有海拔高氣壓極低的，也有臨近海邊空氣中充滿海風(fēng)的，而我們的車輛必須保證在各種氣候環(huán)境中工作穩(wěn)定，不能出現(xiàn) “水土不服”的癥狀。溫度沖擊、濕熱循環(huán)模擬的就是各種炎熱、寒冷、多雨地區(qū)的氣候環(huán)境、鹽霧模擬的是沿海城市的氣候，這些空氣中的鹽最終會(huì)在電子模塊上沉積，腐蝕外殼和接插件，如果滲入到模塊內(nèi)部，甚至可能導(dǎo)致短路等更糟糕的后果。

圖2 被鹽霧腐蝕的器件

汽車電子的“心電圖”及“胸透”——電磁兼容測(cè)試

用“心電圖”及“胸透”來(lái)比喻電磁兼容測(cè)試，其實(shí)略微有些不恰當(dāng)，因?yàn)橛眠@兩項(xiàng)體檢科目來(lái)比喻，主要是因?yàn)檫@兩項(xiàng)科目的檢測(cè)設(shè)備都跟電流、輻射等有關(guān)，而電磁兼容測(cè)試檢測(cè)的正是產(chǎn)品的輻射和抗擾能力。

EMC電磁兼容測(cè)試分兩部分：EMS和EMI，即輻射和抗擾兩部分。輻射測(cè)試，指測(cè)試產(chǎn)品在工作期間對(duì)外電磁輻射的大小，用來(lái)評(píng)估這種輻射是否過(guò)大以至于對(duì)周邊的其他器件造成干擾。產(chǎn)品在工作期間，線路板上的電流是在不停律動(dòng)的，這和人的心臟是一樣的，它會(huì)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性；但和“心電圖”科目檢查前要求人盡可能靜下心不同，輻射測(cè)試在進(jìn)行前，要求產(chǎn)品工作在最大的律動(dòng)工況，這樣才能檢測(cè)到產(chǎn)品對(duì)外部可能達(dá)到的最大輻射，這種對(duì)測(cè)試環(huán)境選用Worst Case（最惡劣情況）的方法，在整個(gè)DV測(cè)試中處處可見(jiàn)。

圖3 輻射屏蔽室

EMC測(cè)試中的另一種測(cè)試則與輻射測(cè)試完全相反，即EMI抗擾測(cè)試。抗擾與輻射測(cè)試完全相反，檢測(cè)的是產(chǎn)品對(duì)來(lái)自外部的各種電流的、電磁的、靜電等干擾的抵抗能力。和“胸透”科目檢測(cè)類似，產(chǎn)品在EMI測(cè)試時(shí)，將歷經(jīng)各種可能存在的干擾，比如大電流注入、各種電壓輻射波形，以及ESD靜電放電等，然后，在測(cè)試期間或完成之后，檢測(cè)產(chǎn)品的功能是否因?yàn)檫@些干擾受到影響，最終評(píng)估產(chǎn)品的抗擾能力。

圖4 ESD靜電槍

汽車電子的“血液檢查”及“五官科”——電氣性能測(cè)試

最后，經(jīng)過(guò)了上述嚴(yán)酷的環(huán)境及電磁兼容測(cè)試之后，產(chǎn)品還必須通過(guò)電氣性能測(cè)試的檢測(cè)。與上述兩項(xiàng)科目相比，電氣性能測(cè)試的科目，要更“細(xì)致”和“敏感”一些。光從數(shù)量上看，電氣性能的測(cè)試項(xiàng)也要比上述兩大類別的測(cè)試要多，可見(jiàn)檢查內(nèi)容將更為多樣和精細(xì)。

但多歸多，電氣性能測(cè)試還是有規(guī)律可循的，所有的電氣性能測(cè)試均可以概括為“外部的特殊電氣觸發(fā)”及“產(chǎn)品對(duì)這種觸發(fā)做出的響應(yīng)”這兩部分。

前者考驗(yàn)的是產(chǎn)品對(duì)于不同電氣輸入的敏感程度，類似“五官科”的檢查。典型的外部觸發(fā)有啟動(dòng)波形、過(guò)壓、極性反接、復(fù)位信號(hào)、短路、開路等等非常多。這些外部的電氣環(huán)境都是在車輛行駛過(guò)程中實(shí)際可能發(fā)生的情況、比如在啟動(dòng)時(shí)，所有的汽車電池供電模塊都將歷經(jīng)一次低壓脈沖，而在啟動(dòng)過(guò)程中運(yùn)行的模塊，必須敏感地檢測(cè)到這種脈沖，然后采取相應(yīng)的策略，保證自身的功能狀態(tài)一切正常不能出錯(cuò)。

圖5 ISO啟動(dòng)電壓波性

而后者則是全方位監(jiān)控樣品的各種內(nèi)部狀態(tài)，用以檢測(cè)其對(duì)各種外部電氣環(huán)境做出的響應(yīng)是否符合安全或設(shè)計(jì)的規(guī)范，同樣的，用一項(xiàng)體檢科目來(lái)比喻的話，那就是“血液檢查”了。這些測(cè)試項(xiàng)包括：靜態(tài)電流、絕緣電阻、接地自感應(yīng)系數(shù)等；既然是“血液檢查”，那自然需要非常精密的測(cè)試儀器，說(shuō)到這些測(cè)試項(xiàng)，就不得不提電氣性能測(cè)試監(jiān)控的設(shè)計(jì)，即如何來(lái)更實(shí)時(shí)，更全面地檢測(cè)樣品的各項(xiàng)參數(shù)功能，這始終是測(cè)試的重要工作之一。目前，越來(lái)越多的規(guī)范提出了相較當(dāng)前更為細(xì)致的監(jiān)控方案，因此對(duì)測(cè)試工程師來(lái)說(shuō)，不斷優(yōu)化監(jiān)控的方式方法，始終是手頭的一項(xiàng)重要工作。

圖6 靜態(tài)電流測(cè)試波形

好了，看完上述內(nèi)容，你對(duì)汽車電子的“體檢”項(xiàng)是否有了大體的認(rèn)識(shí)了呢？“人不可貌相”，一個(gè)產(chǎn)品的好壞，也不能光看外形，甚至，不能僅僅看其有多少炫酷的功能，這就太外行了。

對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，僅僅做到功能的實(shí)現(xiàn)，只完成了開發(fā)的一半，而唯有經(jīng)過(guò)了完整而全面的DV測(cè)試驗(yàn)證，才是產(chǎn)品卓越品質(zhì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。