Décryptage de la dernière norme : principales améliorations et points forts du système de test ISO 16750-2:2023

Abstract

En tant que norme internationale universelle pour les essais de charge électrique des composants électroniques et électriques automobiles, l'ISO 16750-2:2023 a mis à jour de nombreuses clauses relatives aux essais de contrainte électrique, notamment pour les véhicules à énergies nouvelles et les systèmes de contrôle embarqués intelligents. Les équipements de test traditionnels ne permettent pas de couvrir l'ensemble des points de test de la dernière norme, et la cohérence et la traçabilité des données d'essai ne répondent pas aux exigences de certification des constructeurs automobiles et des laboratoires CNAS. Le système de test ISO 16750-2:2023 est une plateforme de test complète et intégrée, adaptée à la nouvelle norme. Le système de test de performance électrique embarqué LS-ISO16750 a été lancé par LISUN Ce système de test standardisé est conforme à la norme ISO 16750-2:2023. Il est conçu pour les composants électroniques et électriques automobiles tels que les calculateurs, les capteurs embarqués, les chargeurs embarqués (OBC) et les convertisseurs CC-CC. L'équipement complet intègre plusieurs unités de simulation de signaux, capables de reproduire toutes les contraintes électriques rencontrées en fonctionnement, notamment les fluctuations de tension, les surtensions transitoires, les décalages de potentiel de masse, les interruptions intermittentes du faisceau de câbles et les courts-circuits. La plateforme de contrôle unifiée assure un contrôle automatisé complet du processus, évalue la fiabilité électrique des composants selon les normes nationales et internationales, dont ISO 16750-2:2023, VW 80000 et GM 3172, et identifie en amont les risques de défaillance tels que les collisions, les pertes de communication et les dommages aux puces causés par une alimentation électrique anormale ou des variations de charge soudaines. Ce système répond ainsi aux exigences complètes de la vérification en R&D, du contrôle qualité en production et de la certification de conformité par des laboratoires tiers. S’appuyant sur le système de test ISO 16750-2:2023, cet article compare les différences d’exigences de test entre les anciennes et les nouvelles normes, analyse la structure matérielle et les points de mise à niveau fonctionnelle du système LS-ISO16750 et illustre la capacité de couverture des équipements à l’aide d’un tableau de correspondance des articles standard. 

Évolution des exigences en matière d'équipement suite aux mises à jour de la nouvelle norme ISO 16750-2:2023

Comparée à la norme précédente, la norme ISO 16750-2:2023 ajoute de nombreux articles d'essai pour les composants auxiliaires haute tension des véhicules hybrides légers 48 V et des véhicules électriques purs. Elle affine les conditions d'essai, notamment en ce qui concerne les interruptions intermittentes du faisceau de câbles, les décalages de masse, les cycles de tension dynamiques et les courbes de régulation de tension des générateurs intelligents. De plus, elle renforce les exigences de mesure relatives à la synchronisation des formes d'onde, à la précision de la tension et à la vitesse de commutation. Le schéma d'essai traditionnel, constitué d'alimentations, de générateurs d'impulsions et de commutateurs de court-circuit, présente l'inconvénient d'une liaison asynchrone des équipements, d'un étalonnage complexe des paramètres et d'une durée importante pour la réalisation de plusieurs essais. Un seul équipement ne permet pas de réaliser simultanément divers essais, tels que les variations d'alimentation, les décharges de charge et la simulation de défauts de circuit. Les entreprises doivent donc acquérir plusieurs instruments adaptés, ce qui augmente considérablement les coûts d'aménagement des laboratoires et les contraintes opérationnelles.

Demande du marché pour des produits standardisés Systèmes d'essai ISO 16750-2:2023 Le coût ne cesse d'augmenter. L'équipement intégré complet permet d'intégrer toutes les unités de simulation dans une armoire unifiée, de programmer tous les modules de manière uniforme via un logiciel dédié, d'enregistrer automatiquement les courbes de tension, de courant et de temps de chaque test et de générer des rapports complets conformes aux spécifications d'audit des constructeurs. Il résout fondamentalement les problèmes tels que la discontinuité des données et la difficulté à reproduire les conditions de fonctionnement causés par des équipements discrets, ce qui constitue le point de départ essentiel pour LISUN développer le système de test de performance électrique électronique embarqué LS-ISO16750.

Système d'essai des perturbations électriques automobiles ISO 16750-2:2023

Architecture générale et unités centrales du système de test LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023

Le système de test complet LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 adopte une configuration standard intégrée dans une armoire de 19 pouces. Il intègre cinq unités matérielles analogiques. Chaque module peut fonctionner indépendamment ou générer une contrainte électrique composite de manière synchrone, couvrant ainsi l'intégralité des 12 catégories de tests de base spécifiées dans la nouvelle norme, ainsi que des tests personnalisés supplémentaires pour les constructeurs automobiles tels que Volkswagen et General Motors. Les fonctions de chaque unité et les clauses de la norme correspondantes sont détaillées ci-dessous.

Le premier élément est le simulateur de tension bipolaire à quatre quadrants LIS-APS-4030K300, cœur de l'alimentation du système de test ISO 16750-2:2023. Il prend en charge une sortie bidirectionnelle à quatre quadrants de ±40 V/30 A avec une fréquence maximale de 300 kHz et peut simuler des conditions de fonctionnement telles que les montées et descentes de tension lentes, les surtensions prolongées, les sous-tensions instantanées, l'ondulation CA superposée, l'inversion de polarité et les impulsions de démarrage. Il est également équipé de sondes de tension et de courant de haute précision et de canaux d'acquisition d'oscilloscope pour capturer en temps réel les variations électriques dynamiques au niveau de l'alimentation de l'équipement testé, conformément aux clauses de test relatives à l'alimentation des articles 4.2 à 4.7 de la norme. Les spécifications de tension et de courant sont personnalisables et extensibles jusqu'à ±80 V/150 A pour le test des composants d'alimentation embarqués de grande taille.

La deuxième unité est la EMS-ISO7637Le simulateur de décharge de charge P5 reproduit fidèlement les impulsions de décharge de charge 5a et 5b spécifiées dans la clause 4.6.4 de la norme ISO 16750-2:2023 afin de simuler les surtensions transitoires haute tension générées par la déconnexion de charges de forte puissance d'un véhicule. Il délivre une énergie de décharge maximale de 200 joules avec une tension réglable en continu de 10 à 210 V, répondant ainsi aux exigences spécifiques du test de décharge de charge E-05 de Volkswagen. Il peut être associé à une alimentation à quatre quadrants pour réaliser des essais de contrainte composites, combinant une alimentation normale et des impulsions de décharge de charge.

Le troisième module est le simulateur d'interruption intermittente de faisceau de câbles PFS-80V50A, divisé en canaux d'alimentation et canaux de signal. Chaque canal d'alimentation supporte 80 V/50 A, tandis que chaque canal de signal supporte un maximum de 2 A. Le temps d'interruption minimal est de 1 microseconde, avec une vitesse de commutation inférieure ou égale à 200 ns, conformément aux tests d'interruption de faisceau simple et multiple de la clause 4.9 de la norme. Il satisfait également aux tests de durabilité des connecteurs E-13 et E-14 de Volkswagen, simulant les coupures de courant instantanées causées par des connecteurs de faisceau de câbles mal branchés pendant le fonctionnement du véhicule.

La quatrième unité est le simulateur de décalage de masse LIS-OFFSET, qui génère une tension de décalage de ±10 V/10 A basée sur une architecture d'alimentation à quatre quadrants, couvrant intégralement le test de décalage du potentiel de référence de masse de la clause 4.8 de la norme ISO 16750-2:2023. Elle reproduit les interférences de différence de potentiel causées par une mise à la terre déséquilibrée de l'ensemble du faisceau de câbles du véhicule et une mauvaise mise à la terre, et vérifie la stabilité d'acquisition du signal des capteurs.

Le cinquième module est le simulateur de court-circuit de faisceau de câbles LIS-LSCS, équipé en standard de 30 canaux indépendants et, en option, d'un modèle extensible à 50 canaux. Il permet de configurer séparément différents modes de défaut, tels que le court-circuit sur une ligne de signal, le court-circuit à la terre sur une ligne d'alimentation et le court-circuit mutuel entre lignes d'alimentation, conformément aux clauses de test relatives aux courts-circuits de circuit de la clause 4.10 de la norme. Il enregistre automatiquement le courant d'impulsion instantané lors d'un court-circuit afin d'évaluer la capacité de protection contre les surintensités des dispositifs.

Le système de test complet conforme à la norme ISO 16750-2:2023 est équipé d'un logiciel de contrôle automatique sous Windows. Ce logiciel permet aux utilisateurs de personnaliser les séquences de test et d'exécuter plus de dix tests de contrainte électrique consécutifs en un seul clic, sans intervention manuelle sur le matériel. Après les tests, des rapports PDF contenant les données de forme d'onde originales sont automatiquement exportés afin de répondre aux exigences de traçabilité des données CNAS des laboratoires tiers.

Tableau comparatif de la couverture des éléments standard pour le système de test LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023

Principales améliorations techniques du système de test ISO 16750-2:2023

Comparé aux schémas de test distribués traditionnels, le système de test intégré LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 présente quatre améliorations techniques différenciées adaptées aux exigences de test de la nouvelle norme et des produits de véhicules à énergies nouvelles.

Le premier point fort réside dans la commande synchrone de plusieurs modules. Le logiciel permet de gérer de manière synchrone les sources de tension, les générateurs de décharge, les interrupteurs de coupure et les dispositifs de court-circuit afin de générer simultanément une contrainte composite, simulant ainsi les conditions de fonctionnement extrêmes où de multiples défauts électriques surviennent simultanément sur les véhicules réels. Les équipements discrets traditionnels ne permettent pas une synchronisation temporelle et ne peuvent donc pas reproduire les défaillances des dispositifs en cas d'interférences complexes.

Le deuxième atout majeur réside dans la grande flexibilité des spécifications matérielles. L'unité d'alimentation principale, le simulateur de décharge de charge et le commutateur d'interruption du faisceau de câbles permettent tous la personnalisation des paramètres de tension et de courant. Des faibles intensités (10 A) pour les capteurs miniatures et des puissances élevées (150 A) pour les chargeurs embarqués peuvent être adaptées selon les besoins. Un seul système de test conforme à la norme ISO 16750-2:2023 permet de réaliser des tests de composants pour les véhicules de tourisme 12 V, les véhicules utilitaires 24 V et les véhicules hybrides 48 V, avec un taux de réutilisation des équipements considérablement amélioré.

Le troisième atout majeur réside dans la collecte et la traçabilité automatiques des données tout au long du processus. Un oscilloscope d'acquisition synchrone multicanal intégré enregistre les données de forme d'onde à chaque variation de tension, surtension et court-circuit. Les rapports de test sont automatiquement associés aux numéros d'étalonnage des équipements, aux durées des tests et aux enregistrements des paramètres, répondant ainsi pleinement aux exigences d'audit des équipementiers et de traçabilité des mesures des laboratoires CNAS, et éliminant les erreurs et les procédures fastidieuses de saisie manuelle des données.

Le quatrième atout majeur réside dans sa compatibilité avec les normes personnalisées de plusieurs marques automobiles. Outre les clauses de base de la norme ISO 16750-2:2023, le système intègre des modèles de test complets pour VW 80000, GM 3172, LV 124 et Nissan 28401. Les ingénieurs n'ont plus besoin de modifier manuellement des séquences de test complexes et peuvent réaliser des tests supplémentaires spécifiques aux constructeurs automobiles en utilisant ces modèles, ce qui raccourcit le cycle de vérification R&D.

Scénarios industriels applicables au système de test ISO 16750-2:2023

Le système de test LS-ISO16750 ISO 16750-2:2023 couvre l'ensemble de la chaîne de valeur de l'électronique automobile. Les laboratoires de R&D des fabricants de composants automobiles peuvent l'utiliser pour la vérification préliminaire de la fiabilité électrique des prototypes, identifiant les défauts de protection de l'alimentation, des circuits de mise à la terre et des interfaces de faisceaux de câbles dès la conception, afin de réduire les coûts de correction des défauts constatés lors des essais routiers. Les fabricants de systèmes de gestion de batteries pour véhicules électriques, de chargeurs embarqués et de convertisseurs CC-CC peuvent réaliser une vérification complète de la charge électrique des composants auxiliaires haute tension 48 V grâce à cet équipement. Les producteurs de capteurs embarqués, de tableaux de bord et de calculateurs de carrosserie peuvent l'utiliser en fin de ligne de production pour effectuer un contrôle standardisé des contraintes électriques de chaque produit avant livraison et garantir la conformité des produits fabriqués en série. Les laboratoires d'essais automobiles tiers peuvent mettre en place une plateforme de certification complète pour délivrer des rapports d'essais faisant autorité, conformes aux normes internationales et aux spécifications des constructeurs automobiles, et faciliter les audits d'accès à la chaîne d'approvisionnement de leurs clients. Les universités et les instituts de recherche automobile peuvent l'appliquer à la recherche expérimentale sur la fiabilité électrique automobile, en reproduisant diverses contraintes extrêmes sur le réseau électrique pour la recherche sur les mécanismes.

Si les entreprises ont besoin de tests d'immunité conformes à la norme ISO 7637 en parallèle, elles peuvent également équiper le LISUN EMS-ISO7637 Un générateur d'interférences transitoires constitue un laboratoire intégré complet pour les essais de compatibilité électromagnétique (CEM) et de performances électriques automobiles. L'équipement combiné couvre tous les points de test normalisés internationaux pour l'électronique automobile.

Conclusion

La nouvelle norme ISO 16750-2:2023 a mis à jour de nombreuses clauses rigoureuses relatives aux essais de contrainte électrique, ciblant les énergies nouvelles et l'électronique automobile intelligente. Les instruments de test distribués traditionnels ne répondent plus aux exigences d'essais complets, efficaces et traçables, ce qui rend nécessaire l'utilisation d'instruments de test intégrés normalisés. Systèmes d'essai ISO 16750-2:2023 Équipement essentiel pour les laboratoires des entreprises d'électronique automobile. Solution complète et éprouvée lancée par LISUNLe système de test de performances électriques embarqué LS-ISO16750 intègre cinq unités fonctionnelles essentielles : simulation de tension à quatre quadrants, génération d'impulsions de décharge de charge, interruption intermittente du faisceau de câbles, correction du décalage de masse et simulation de court-circuit. Il couvre intégralement les 12 catégories d'éléments de test de charge électrique spécifiées dans la norme ISO 16750-2:2023 et est compatible avec les spécifications de test personnalisées des principaux constructeurs automobiles tels que Volkswagen, General Motors et VDA. Grâce à trois atouts techniques majeurs (liaison synchrone multi-modules, spécifications matérielles extensibles et collecte automatique des données de processus complet), il résout les problèmes rencontrés avec les équipements discrets, tels que la synchronisation asynchrone, la complexité d'utilisation et l'impossibilité de tracer les données.

Pour les entreprises de R&D en électronique automobile, les usines de production en série et les organismes de contrôle tiers, l'acquisition d'un système de test complet conforme à la norme ISO 16750-2:2023 permet de mettre en place en une seule fois une plateforme de test de fiabilité électrique répondant aux dernières normes internationales. Ce système réduit considérablement les coûts d'acquisition, d'exploitation et de main-d'œuvre liés à l'utilisation de plusieurs instruments distincts et accélère le processus de certification internationale des produits. Il s'agit d'un équipement professionnel standardisé, adapté aux exigences actuelles des tests électriques automobiles.