فك شفرة أحدث معيار: التحديثات الأساسية وأبرز ملامح نظام اختبار ISO 16750-2:2023

الملخص

باعتبارها معيارًا دوليًا عالميًا لاختبار الأحمال الكهربائية للمكونات الإلكترونية والكهربائية للسيارات، قامت المواصفة القياسية ISO 16750-2:2023 بتحديث العديد من بنود اختبار الإجهاد الكهربائي التي تستهدف مركبات الطاقة الجديدة ووحدات التحكم الذكية الموجودة على متنها. لا تستطيع معدات الاختبار المنفصلة التقليدية تغطية جميع بنود الاختبار في أحدث معيار بشكل كامل، كما أن اتساق بيانات الاختبار وإمكانية تتبعها لا يفي بمتطلبات شهادات مصنعي المعدات الأصلية للسيارات ومختبرات CNAS. يُعد نظام اختبار ISO 16750-2:2023 منصة اختبار متكاملة وشاملة مُكيّفة مع المعيار الجديد. وقد أطلقت شركة LS-ISO16750 نظام اختبار الأداء الإلكتروني الكهربائي الموجود على متن المركبات. LISUN يُعدّ هذا النظام نموذجًا نموذجيًا لنظام اختبار معياري ISO 16750-2:2023. وقد طُوّر خصيصًا للأجزاء الإلكترونية والكهربائية في السيارات، مثل وحدات التحكم الإلكترونية، وأجهزة الاستشعار المدمجة، وشواحن السيارات المدمجة، ومحولات التيار المستمر. يضمّ الجهاز المتكامل أنواعًا متعددة من وحدات محاكاة الإشارات، ما يُتيح إعادة إنتاج جميع ظروف الإجهاد الكهربائي أثناء تشغيل المركبة، بما في ذلك تقلبات الجهد، ونبضات الجهد العالي العابرة، وانحراف جهد الأرض، والانقطاعات المتقطعة في أسلاك التوصيل، وقصر الدوائر الكهربائية. تُتيح منصة التحكم الموحدة إجراء اختبار آلي شامل، وتقييم الموثوقية الكهربائية للمكونات وفقًا للمواصفات المحلية والدولية، بما في ذلك ISO 16750-2:2023 وVW 80000 وGM 3172، كما تُحدّد مسبقًا مخاطر الأعطال، مثل الانهيار، وفقدان الاتصال، وتلف الرقائق الإلكترونية، الناجمة عن خلل في مصدر الطاقة أو تغيرات مفاجئة في الأحمال. في الوقت نفسه، يُلبي النظام متطلبات سيناريوهات التحقق من البحث والتطوير، وفحص جودة خطوط الإنتاج الضخمة، وشهادات المطابقة من مختبرات خارجية. تركز هذه الورقة على نظام الاختبار ISO 16750-2:2023، وتقارن الاختلافات في متطلبات الاختبار بين المعايير القديمة والجديدة، وتحلل بنية الأجهزة ونقاط الترقية الوظيفية لنظام LS-ISO16750، وتوضح قدرة تغطية المعدات من خلال جدول مطابقة العناصر القياسية. 

التغييرات في متطلبات المعدات الناتجة عن تحديثات معيار ISO 16750-2:2023 الجديد

بالمقارنة مع المعيار القديم، يُضيف معيار ISO 16750-2:2023 عددًا كبيرًا من بنود الاختبار للمكونات المساعدة عالية الجهد في المركبات الهجينة الخفيفة والكهربائية بالكامل بجهد 48 فولت، ويُحسّن شروط الاختبار مثل انقطاع الأسلاك المتقطع، وانحراف التأريض، ودورات الجهد الديناميكية، ومنحنيات تنظيم جهد المولد الذكي، ويرفع متطلبات القياس لتوقيت شكل الموجة، ودقة الجهد، وسرعة التبديل. يعاني نظام الاختبار التقليدي، المُصمم بشكل منفصل باستخدام مصادر الطاقة ومولدات النبضات ومفاتيح قصر الدائرة، من عدم تزامن ربط المعدات، وصعوبة معايرة المعلمات، وطول وقت تبديل عناصر الاختبار المتعددة. لا يُمكن لمجموعة واحدة من المعدات إكمال اختبارات متنوعة في وقت واحد، بما في ذلك تغيير مصدر الطاقة، وتفريغ الحمل، ومحاكاة أعطال الدائرة. تحتاج الشركات إلى شراء أجهزة متعددة للاستخدام المتوافق، مما يزيد بشكل كبير من تكاليف إنشاء المختبرات وحدود التشغيل.

الطلب السوقي على المعايير الموحدة أنظمة الاختبار ISO 16750-2:2023 يستمر هذا النظام في التطور. يمكن للمعدات المتكاملة دمج جميع وحدات المحاكاة في وحدة واحدة، وجدولة جميع الوحدات بشكل موحد من خلال برنامج حاسوبي رئيسي، وتسجيل منحنيات الجهد والتيار والتوقيت لكل اختبار تلقائيًا، وإنشاء تقارير كاملة تتوافق مع مواصفات تدقيق الشركات المصنعة الأصلية. يحل هذا النظام بشكل جذري مشاكل مثل انقطاع البيانات وصعوبة إعادة إنتاج ظروف العمل الناتجة عن المعدات المنفصلة، ​​وهو ما يمثل نقطة الانطلاق الأساسية لـ LISUN تطوير نظام اختبار الأداء الكهربائي الإلكتروني المدمج LS-ISO16750.

نظام اختبار الاضطرابات الكهربائية للسيارات ISO 16750-2:2023

البنية العامة والوحدات الأساسية لنظام اختبار LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023

يعتمد نظام اختبار LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 المتكامل على تصميم خزانة قياسية متكاملة قياس 19 بوصة. يحتوي النظام على خمس وحدات أجهزة تناظرية أساسية. يمكن لكل وحدة العمل بشكل مستقل أو إخراج إجهاد كهربائي مركب بشكل متزامن، مما يغطي 12 فئة من الاختبارات الأساسية المحددة في المعيار الجديد، بالإضافة إلى بنود اختبار مخصصة إضافية لمصنعي السيارات مثل فولكس فاجن وجنرال موتورز. فيما يلي وظائف كل وحدة وبنود المعيار المتوافقة معها.

الوحدة الأولى هي جهاز محاكاة الجهد ثنائي القطب رباعي الأرباع LIS-APS-4030K300، وهو وحدة التغذية الأساسية لنظام اختبار ISO 16750-2:2023 بأكمله. يدعم هذا الجهاز خرجًا ثنائي الاتجاه رباعي الأرباع بجهد ±40 فولت/30 أمبير بتردد أقصى يبلغ 300 كيلوهرتز، ويمكنه محاكاة ظروف التشغيل المختلفة، بما في ذلك الارتفاع والانخفاض البطيئين للجهد، والجهد الزائد طويل الأمد، والجهد المنخفض الفوري، وتموج التيار المتردد المتراكب، وعكس قطبية التغذية، ونبضات التشغيل. كما أنه مزود بمجسات جهد وتيار عالية الدقة وقنوات التقاط بيانات راسم الإشارة لالتقاط التغيرات الكهربائية الديناميكية عند طرف التغذية للمعدات قيد الاختبار في الوقت الفعلي، بما يتوافق مع جميع بنود الاختبار المتعلقة بالتغذية من البند 4.2 إلى 4.7 من المعيار. تتوفر مواصفات جهد وتيار قابلة للتخصيص، وقابلة للتوسيع حتى ±80 فولت/150 أمبير لاختبار مكونات الطاقة الكبيرة الموجودة على اللوحة.

الوحدة الثانية هي EMS-ISO7637جهاز محاكاة تفريغ الحمل P5، مصمم خصيصًا لمحاكاة نبضات تفريغ الحمل 5a و5b المحددة في البند 4.6.4 من معيار ISO 16750-2:2023، وذلك لمحاكاة الارتفاعات العابرة عالية الجهد الناتجة عن فصل أحمال المركبات عالية الطاقة. يوفر الجهاز طاقة تفريغ قصوى تبلغ 200 جول مع جهد قابل للتعديل باستمرار يتراوح من 10 إلى 210 فولت، بما يتوافق مع متطلبات اختبار تفريغ الحمل E-05 الخاص بشركة فولكس فاجن. يمكن ربطه بمصدر طاقة رباعي الأرباع لإجراء اختبار إجهاد مركب مع مصدر طاقة عادي متراكب عليه نبضات تفريغ الحمل.

الوحدة الثالثة هي جهاز محاكاة انقطاع التيار المتقطع في حزمة الأسلاك PFS-80V50A، وينقسم إلى قنوات خط الطاقة وقنوات خط الإشارة. تدعم كل قناة من قنوات خط الطاقة 80 فولت/50 أمبير، بينما تدعم كل قناة من قنوات خط الإشارة 2 أمبير كحد أقصى. يبلغ الحد الأدنى لزمن الانقطاع 1 ميكروثانية بسرعة تبديل لا تتجاوز 200 نانوثانية، وهو ما يتوافق مع اختبارات انقطاع التيار المفردة والمتعددة في البند 4.9 من المعيار. كما أنه يفي باختبارات متانة موصلات E-13 وE-14 الخاصة بفولكس فاجن، حيث يحاكي انقطاع التيار الفوري الناتج عن موصلات حزمة الأسلاك غير المحكمة أثناء تشغيل المركبة.

الوحدة الرابعة هي جهاز محاكاة إزاحة التأريض LIS-OFFSET، الذي يُخرج جهد إزاحة ±10 فولت/10 أمبير بناءً على بنية إمداد الطاقة رباعية الأرباع، ويغطي بالكامل اختبار إزاحة جهد مرجع التأريض في البند 4.8 من معيار ISO 16750-2:2023. وهو يُعيد إنتاج تداخل فرق الجهد الناتج عن عدم توازن تأريض حزمة أسلاك السيارة بأكملها وضعف التأريض، ويتحقق من استقرار اكتساب الإشارة من أجهزة الاستشعار.

الوحدة الخامسة هي جهاز محاكاة قصر الدائرة الكهربائية LIS-LSCS، مزود بـ 30 قناة مستقلة كمعيار أساسي، مع إمكانية إضافة نموذج بـ 50 قناة كخيار إضافي. يُمكنه ضبط أوضاع الأعطال بشكل منفصل، مثل قصر دائرة خط الإشارة، وقصر دائرة خط الطاقة إلى الأرض، وقصر الدائرة المتبادل بين خطوط الطاقة، بما يتوافق مع بنود اختبار قصر الدائرة الكهربائية الواردة في البند 4.10 من المعيار. يقوم الجهاز تلقائيًا بتسجيل تيار النبضة اللحظي أثناء قصر الدائرة لتقييم قدرة الحماية من التيار الزائد للأجهزة.

يُجهز نظام الاختبار المتكامل ISO 16750-2:2023 ببرنامج تحكم آلي يعمل بنظام ويندوز، مما يتيح للمستخدمين تعديل تسلسلات الاختبار المخصصة وإجراء أكثر من عشرة اختبارات إجهاد كهربائي متتالية بنقرة واحدة دون الحاجة إلى التبديل اليدوي بين أجهزة الاختبار طوال العملية. بعد الاختبار، تُصدّر تقارير PDF تلقائيًا مع بيانات شكل الموجة الأصلية لتلبية متطلبات تتبع البيانات الخاصة بـ CNAS للمختبرات الخارجية.

جدول مقارنة تغطية العناصر القياسية لنظام اختبار LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023

أبرز التحسينات التقنية الأساسية لنظام اختبار ISO 16750-2:2023

بالمقارنة مع مخططات الاختبار الموزعة التقليدية، يتميز نظام الاختبار المتكامل LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 بأربعة ترقيات تقنية متميزة تتناسب مع متطلبات الاختبار للمعيار الجديد ومنتجات المركبات التي تعمل بالطاقة الجديدة.

تتمثل الميزة الرئيسية الأولى في التحكم المتزامن في ربط وحدات متعددة. يستطيع البرنامج جدولة مصادر الجهد، ومولدات تفريغ الأحمال، ومفاتيح الفصل، ووحدات قصر الدائرة بشكل متزامن لإخراج إجهاد مركب في آن واحد، محاكياً بذلك ظروف التشغيل القاسية التي تحدث فيها أعطال كهربائية متعددة في الوقت نفسه في المركبات الحقيقية. لا تستطيع المعدات المنفصلة التقليدية تحقيق تزامن التوقيت، وبالتالي تعجز عن محاكاة أعطال الأجهزة في ظل التداخل المركب.

ثاني أبرز الميزات هي مواصفات الأجهزة القابلة للتوسيع على نطاق واسع. تدعم وحدة تزويد الطاقة الأساسية، ومحاكي تفريغ الحمل، ومفتاح فصل أسلاك التوصيل، تخصيص معلمات الجهد والتيار. يمكن مطابقة مواصفات التيار المنخفض (10 أمبير) لأجهزة الاستشعار المصغرة، ومواصفات الطاقة العالية (150 أمبير) لأجهزة الشحن المدمجة، حسب الحاجة. يمكن لنظام اختبار واحد متوافق مع معيار ISO 16750-2:2023 تغطية اختبارات المكونات لمركبات الركاب ذات جهد 12 فولت، والمركبات التجارية ذات جهد 24 فولت، والمركبات الهجينة ذات جهد 48 فولت، مع تحسين ملحوظ في معدل إعادة استخدام المعدات.

الميزة الثالثة البارزة هي جمع البيانات وتتبعها تلقائيًا بالكامل. يتضمن الجهاز راسم إشارة متزامن متعدد القنوات لتسجيل بيانات شكل الموجة لحظة كل تغير في الجهد، أو ارتفاع مفاجئ في النبضة، أو قصر في الدائرة. تُربط تقارير الاختبار تلقائيًا بأرقام معايرة الجهاز، وتوقيتات الاختبار، وسجلات المعلمات، ما يفي تمامًا بمتطلبات تدقيق الشركة المصنعة الأصلية ومتطلبات تتبع قياسات مختبرات CNAS، ويُزيل الأخطاء وإجراءات تسجيل البيانات اليدوية المرهقة.

الميزة الرابعة البارزة هي التوافق مع المعايير المخصصة للعديد من ماركات السيارات. فبالإضافة إلى بنود معيار ISO 16750-2:2023 الأساسية، يتضمن النظام قوالب اختبار كاملة لمعايير VW 80000 وGM 3172 وLV 124 وNissan 28401. وبذلك، لا يحتاج المهندسون إلى تعديل تسلسلات الاختبار المعقدة يدويًا، ويمكنهم إجراء اختبارات إضافية خاصة لمصنعي السيارات من خلال استدعاء القوالب، مما يُقصر دورة التحقق من البحث والتطوير.

سيناريوهات الصناعة المطبقة على نظام اختبار ISO 16750-2:2023

يُغطي نظام اختبار LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 سيناريوهات الاختبار عبر سلسلة صناعة الإلكترونيات في قطاع السيارات بأكملها. يُمكن لمختبرات البحث والتطوير التابعة لمصنعي مكونات المركبات استخدامه للتحقق الأولي من الموثوقية الكهربائية للنماذج الأولية، وتحديد العيوب في حماية مصدر الطاقة، ودوائر التأريض، وواجهات أسلاك التوصيل في مرحلة التصميم لتقليل تكاليف إصلاح أعطال اختبارات القيادة الفعلية للمركبات. كما يُمكن لمصنعي أنظمة إدارة بطاريات الطاقة الجديدة، وأجهزة الشحن المدمجة، ومحولات التيار المستمر، إجراء التحقق الكامل من الحمل الكهربائي للمكونات المساعدة عالية الجهد 48 فولت باستخدام هذا الجهاز. ويُمكن لمنتجي أجهزة الاستشعار المدمجة، ولوحات العدادات، ووحدات التحكم في هيكل السيارة، نشره في نهاية خطوط الإنتاج لإجراء فحص إجهاد كهربائي معياري لكل منتج قبل التسليم، والتحكم في اتساق المنتجات المنتجة بكميات كبيرة. كما يُمكن لمختبرات اختبار السيارات التابعة لجهات خارجية إنشاء منصة اعتماد متكاملة لإصدار تقارير اختبار معتمدة تتوافق مع المعايير الدولية ومواصفات الشركات المصنعة الأصلية، مما يدعم عمليات تدقيق الوصول إلى سلسلة التوريد للعملاء. يمكن للجامعات ومعاهد أبحاث السيارات تطبيق ذلك على الأبحاث التجريبية المتعلقة بمواضيع موثوقية الكهرباء في السيارات، وإعادة إنتاج مختلف الضغوط القصوى على شبكة الطاقة لأبحاث الآليات.

إذا احتاجت المؤسسات إلى دعم اختبارات المناعة التي تُجرى وفقًا لمعيار ISO 7637 في الوقت نفسه، فيمكنها تجهيزها بشكل إضافي LISUN EMS-ISO7637 مولد تداخل عابر لتشكيل مختبر متكامل لاختبار التوافق الكهرومغناطيسي وأداء الأنظمة الكهربائية في السيارات. يغطي الجهاز المدمج جميع بنود الاختبار القياسية الدولية للأنظمة الكهربائية الإلكترونية في السيارات.

خاتمة

أدخل معيار ISO 16750-2:2023 الجديد تحديثات على العديد من بنود اختبار الإجهاد الكهربائي الصارمة التي تستهدف الطاقة الجديدة والإلكترونيات الذكية للسيارات. لم تعد أجهزة الاختبار الموزعة التقليدية قادرة على تلبية متطلبات الاختبار الكامل والفعال والقابل للتتبع، مما يجعل الأجهزة المتكاملة المعيارية ضرورية. أنظمة الاختبار ISO 16750-2:2023 معدات أساسية لمختبرات شركات الإلكترونيات في قطاع السيارات. كحل متكامل ناضج أطلقته شركة LISUNيدمج نظام اختبار الأداء الكهربائي الإلكتروني المدمج LS-ISO16750 خمس وحدات وظيفية أساسية، تشمل محاكاة الجهد في أربعة أرباع، وتوليد نبضات تفريغ الحمل، وانقطاع التيار المتقطع في حزمة الأسلاك، ومحاكاة انحراف التأريض، ومحاكاة قصر الدائرة. ويغطي النظام جميع فئات بنود اختبار الحمل الكهربائي الاثنتي عشرة المحددة في معيار ISO 16750-2:2023، وهو متوافق مع مواصفات الاختبار المخصصة لشركات تصنيع السيارات الرائدة مثل فولكس فاجن وجنرال موتورز وVDA. وبفضل ثلاث ميزات تقنية بارزة، تشمل الربط المتزامن متعدد الوحدات، ومواصفات الأجهزة القابلة للتوسيع، وجمع البيانات التلقائي الكامل للعملية، يحل النظام المشكلات التي تواجهها المعدات المنفصلة في الصناعة، مثل التوقيت غير المتزامن، والتشغيل المعقد، وصعوبة تتبع البيانات.

بالنسبة لشركات البحث والتطوير في مجال إلكترونيات السيارات، ومصانع الإنتاج الضخم، ومؤسسات الاختبار الخارجية، يتيح شراء نظام اختبار متكامل وفقًا لمعيار ISO 16750-2:2023 إنشاء منصة اختبار موثوقية كهربائية متكاملة من المرة الأولى، متوافقة مع أحدث المعايير الدولية، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف الشراء والتشغيل والعمالة للأجهزة المنفصلة المتعددة، ويسرع من عملية الحصول على شهادات المنتجات الدولية. إنه جهاز احترافي معياري مُصمم خصيصًا لتلبية المتطلبات الحالية لاختبارات الإلكترونيات في قطاع السيارات.