人工智慧与通讯技术的日新月异，带动了汽车产业上的革新，在电动化、智慧化、互连化和共享化的趋势下，未来车融合了电动车与自驾车的特性，不仅着重用路与行人安全，更将环保与节能纳入考量以达到环境永续的理念。

5月30日DEKRA iST德凯宜特受邀参加EETimes于华南银行国际会议中心所举办的「未来车发展技术国际论坛」，高功率工程部陈旺助处长与现场听众分享「电动车与自驾车对应国际规范时，可靠度验证的新趋势与挑战」。除了分享汽车产业上的技术发展、逐步点出汽车电子通用的国际规范ISO 16750改版内容的差异处，并与听众分享在车规测试上，客户端经常遇到的问题以及DEKRA iST德凯宜特如何有效地解决测试验证上各种瓶颈。



电动车发展历程与市场面临挑战
回溯到电动车发展历程上，在1859年汽车电子技术成熟后，迎来了第一辆可充电式的电动车、1990年市场上出现第一辆混和充电电动车，紧接着近代锂电池纯电动车(BEV)的问世，具备利用电池供应到电力再由马达输出动力的特性，不仅带来了相对的便利性也减少碳排，电动车市场的崛起已逐渐改变目前汽车市场的未来。而众人所关注的氢能源车是未来汽车发展的一个趋势，目前市场仍面临到一些技术挑战需要突破。

陈旺助处长指出，大家时常提及的软体定义汽车SDV (Software Defined Vehicle)也跟现今汽车发展息息相关，传统汽车上透过许多ECU (Electronic Control Unit)专责不同的功能，控制每个零部件的运作；随着汽车上的电子功能逐年增加，也需要越来越多的ECU安装于车上，高阶车款甚至达到150个ECU以上，因此电子电气架构(EEA)演变为集中管理的控制模式DCU (Domain Control Unit)；进而演化到ZCU (Zonal Control Unit)分区域边缘运送管理，最后整合至一个核心电脑进行指挥，这里我们可以用HPC (High-Performance Computing)来称呼这台核心电脑。 SDV即指汽车随时可以透过OTA技术 (Over-The-Air)进行软体升级新的特定功能在硬体零件上，以HPC带动所有的ECU进行控制，并使用新功能。而进入到智慧车，资讯传递上也面临到的一些问题，如加入camera影像资讯后，ECU与HPC的资讯沟通会面临更大的频宽挑战，此问题也会成为汽车电子产业需突破的门槛。

  

汽车规范上的整并与更新
在EV Powertrain产品应用规范这个议题上，随着市场与技术的创新正推进着不同的历程，例如Powertrain总成这个主题，从参考的规范上来看，包含GB/T 29307(中华人民共和国国家标准) 、环境测试上以GB/T 18488为主，进入到近期的T/CSAE 143，都展现出Powertrain总成由原独立且单一零部件(Traction Inverter, Grearbox, Reducer及E-motor)的组合，已逐步进行系统整合到多合一产品的出现。


传统汽车的国际规范也出现了整并或改版，以下整理出各大项的更新内容：

  • Performances：IEC 60785(1984)与IEC 60786(1984)结合为ISO 21782(2020)。
  • Environment：ISO 16750(2003)在2010改版，期间衍伸出电动车专用法规ISO 19453(2018)，而最后在2023年ISO 16750发布新版本并将ISO 19453整合进来。
  • E-load：车规LV 148(2013)衍伸ISO 21780(2020)，LV 123衍伸ISO 21498(2021) 。
  • IP code：ISO 20653(2006)历经2013年与2023年改版。


因应过去传统燃油车的测试项目无法完整适用于电动车，ISO 16750在汽车电子相关的内容上做了改版，包含条件改善与新增定义：

  • ISO 16750-1总则：增加48V、高电压Class B、不同负载的定义与Auxiliary device (水冷辅助系统)。
  • ISO 16750-2电气负载：考量到电动车DC/DC converter的产品，将电压频率由25kHz修改为200kHz，并针对瞬断测试(Micro Interruption)新增更短暂供电时间的测试要求(供电速度需达10µs)。
  • ISO 16750-3机械应力负载：由于电动车没有传统车辆的一些零部件，所以测试方法无法全面适用电动车零部件，也因此增加了明确的项目与定义，使乘客车或是商用车，都能选择适用的测试项目。此外也增加机械冲击试验的次数、落下试验将根据不同的重量有不同的测试条件跟规格。
  • ISO 16750-4环境气候负载：学习车厂的思维，在测试过程中先进行测温的动作并需让零部件达到热平衡后再计算停留时间；增加湿度变化的测试以及高空局部放电(partial discharges)。



需要特别注意的是，车规里面有一个特性就是顺序性，举例来说LEG 1就需要三台样品，从头到尾测试所有项目，这是车规跟商规比较大的差异性。



总结
未来车的发展趋势将朝着High power density前进，包含all-in-one、高压、高功率等，以及AI、智慧车带动下，SDV被视为重要的推手。国际规范ISO 16750因应汽车发展趋势在四个重点项目上进行改版：总则－操作模式的定义更新；电性负载－电压与电性能的增加与调整；机械负载－根据燃油车、混合动力或纯电动车订定明确的测试条件；以及气候负载－热平衡等测试条件更新。

透过ISO 16750规范内的可靠度测试项目，能够协助零部件供应商提前将潜在品质风险筛选出来，降低产品在车上使用的额外问题发生，以达到最基本的要求。同时，客户在车规验证上，时常会遭遇各式复杂难题，陈旺助处长举例出以下相关测试经验供业界先进参考：

  • 车用产品的水冷解决方案，又或以高温水跟低温水不断的切换进行冷热冲击测试。
  • 充电桩在车规的测试中，进行电压与频率的切换并记录所有的参数与多种复杂波形。
  • 各种高低压电源上的需求。
  • Level 3~5无人驾驶的零部件在测试上会面临到低压大电流的问题。
  • 针对VW 80000湿度上特殊的测试验证需求。
  • 在结冰的样品表面上看它的运作模式、将样品泡入冰水中、在涂满泥巴的样品表面上看它热消耗的能力…等。


DEKRA iST德凯宜特以提供解决方案为己任，凭借着丰富的测试经验与服务量能、汽车规范专业咨询服务，与客户携手共度各式各样的验证难关。


DEKRA iST德凯宜特陈旺助处长接受EETimes & EDN Taiwan/Asia/India采访

 

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