基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及方法转让专利
申请号 : CN201910537201.8
文献号 : CN112114573B
文献日 : 2021-12-24
发明人 : 刘浩 , 谢明明 , 宾彬 , 杨宝娟 , 汪谢丹 , 汤家师 , 欧阳理 , 肖本郁 , 方奇 , 谭宇轩
申请人 : 株洲中车时代电气股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，包括自动供电系统（2）、路由切换模块（5）、冷却水系统（3）、自动测量系统（6）、负载系统（8）、测试控制计算机（9）和电机旋变信号模拟模块（1）；所述路由切换模块（5）与自动测量系统（6）相连；所述自动测量系统（6）分别与测试控制计算机（9）和负载系统（8）相连；所述冷却水系统（3）与测试控制计算机（9）相连；所述测试控制计算机（9）与产线主PLC模块（12）相连；
所述路由切换模块（5）包括继电器模块、高压继电器模块和数字IO卡，用于实现电源及测量通道路由切换；所述自动测量系统（6）包括电流传感器、电压传感器、数字功率计、高速CAN通信卡和万用表；所述负载系统（8）包括直流程控负载和三相电抗器负载，其中三相电抗器负载用于充当电机控制器（4）的三相主输出消耗负载，直流程控负载用于充当电机控制器（4）中DC/DC模块的负载；
所述电机旋变信号模拟模块（1）包括隔离变压器1～3#、信号调理模块、模数转换模块、数模转换模块、运算放大器模块、高电压基准源、FPGA可编程逻辑器件模块、ARM处理器、以太网接口和USB通信接口；所述隔离变压器1#、信号调理模块、模数转换模块和FPGA可编程逻辑器件模块依次相连；所述隔离变压器2～3#均与所述运算放大器相连，所述运算放大器经数模转换模块与所述FPGA可编程逻辑器件相连；所述高电压基准源分别与所述模数转换模块和数模转换模块相连；所述FPGA可编程逻辑器件与所述ARM处理器相连，所述ARM处理器分别与以太网接口和USB通信接口相连；
所述冷却水系统（3）包括冷水机组、水箱、进水管道、出水管道和通气压力检测及吹排水模块，所述进水管道的两端连接水箱和待测电机控制器（4），所述进水管道上设有电磁阀Y7；所述出水管道的两端连接水箱和待测电机控制器（4），所述出水管道上设有电磁阀Y4；
所述进水管道和出水管道之间设有电磁阀Y3；所述通气压力检测及吹排水模块包括通气管路，所述通气管路上依次设置有气阀、调压阀、电磁阀Y1、压力开关、电磁阀Y2和止回阀，所述通气管路靠近止回阀的一端通过电磁阀Y6与待测电机控制器（4）的出水口相连，通过电磁阀Y9与待测电机控制器（4）的进水口相连；所述待测电机控制器（4）的出水口经电磁阀Y5与水箱相连；所述待测电机控制器（4）的进水口经电磁阀Y8与水箱相连；
功能测试步骤为：功能测试开始前，测试控制计算机（9）将对各个子模块、系统进行初始化、资源配置，待初始化完成后，首先执行的是连接器互锁信号测试，路由切换模块（5）的高压继电器模块分别将电机控制器（4）的2芯母线、4芯熔断器输出连接器的互锁信号切换至34461A万用表进行通断测量；之后，IT6861B程控直流精密电源启动使能并输出DC12V经过继电器模块给电机控制器（4）上控制电源，电机控制器（4）得电后便开始执行测试应用程序的刷写操作，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议给电机控制器（4）的MCU刷写应用程序；在继电器模块分别开启、关闭电机控制器（4）的KEY钥匙信号条件下读取IT6861B程控直流精密电源的DC12V控制电源电流，以此来判断电机控制器（4）的硬件唤醒及下电功能是否合格；接着，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡启动与被试电机控制器（4）的XCP通用测量与校准协议功能；此时，旋变信号模拟模块和N8954A程控直流电源启动输出，DC320V母线电压经高压电流继电器输入给被试电机控制器（4），测试控制计算机（9）通过XCP通信协议分别读取CAN1与CAN2通道自检、旋变的速度及角度值、电机温度、控制器温度、控制器故障代码、直流母线电压值进行值测量与数据记录；之后，高压继电器模块将两路熔断器输出电压路由切换至34461A万用表进行电压值测量，以此判断熔断器的输出功能是否正常；如前述步骤测试都合格后，测试控制计算机（9）通过XCP通信协议向被试电机控制器（4）发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器4的三相功率输出；电机控制器（4）的三相动力输出经电流及电压传感器连接至0.46uH/450A三相电抗器负载，以此来模拟实际电机负载；测试控制计算机（9）通过XCP通信协议的电压值来控制电机控制器4输出三相电流的大小，其分别输出50A、100A、140A、200A、250A的不同功率等级，此时数字功率计WT333E通过电流及电压传感器分别测量输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断，并计算出三相电流是否平衡；三相动力输出测试时，需用XCP通信监视电机、控制器的实时温升情况和电机控制器（4）故障代码，如发生异常需及时切断输出使能信号；之后执行DC/DC功率输出测试，DC/DC的输入为DC320V母线，输出为DC15.5V，直流程控负载IT8816程控设置为恒功模式1.3kW，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡与DC/DC模块进行通信，并启动DC/DC输出使能，读取直流程控负载IT8816的电流值、实际功率值进行判断以此确定DC/DC模块的功能是否正常；为确保安全还需进行主、被动放电测试，先高压大电流继电器断开母线电压，XCP通信连续读取电机控制器（4）内部母线电压值，6s后母线电压≤290V，即被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器（4）主动输出卸放掉母线电压，2s后母线电压≤36V，即主动放电合格，之后关闭XCP通信；最后是出厂应用程序刷写，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议给电机控制器（4）的MCU刷写出厂应用程序；刷写完之后，重新上控制电源，通过CAN通信获取出厂应用程序版本，完成程序版本的校验；为便于产品出厂后的生产信息追溯，还需进行生产信息固件写入，将从OPC服务器获取的生产信息通过KWP2000协议写入至电机控制器MCU的指定Flash地址中；至此，电机控制的功能测试完成，测试系统初始化子模块、系统，并整理各测试步骤结果数据，如前述步骤有测试不合格项也将直接跳转至此结束测试。
2.根据权利要求1所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置，其特征在于，所述测试控制计算机（9）通过以太网交换机（10）与测试工位PLC模块（13）相连，所述以太网交换机（10）分别与产线OPC服务器（11）和MES信息系统（14）相连，所述测试工位PLC模块（13）与产线主PLC模块（12）相连。
3.一种基于权利要求1至2中任意一项所述的基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置的测试方法，其特征在于，包括三相动力输出测试：测试控制计算机（9）向被试电机控制器（4）发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器（4）的三相功率输出，进行三相动力输出测试；自动测量系统（6）分别测量电机控制器（4）输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断，并计算出三相电流是否平衡，并监视电机、电机控制器（4）的实时温升情况和电机控制器（4）故障代码；
功能测试步骤为：功能测试开始前，测试控制计算机（9）将对各个子模块、系统进行初始化、资源配置，待初始化完成后，首先执行的是连接器互锁信号测试，路由切换模块（5）的高压继电器模块分别将电机控制器（4）的2芯母线、4芯熔断器输出连接器的互锁信号切换至34461A万用表进行通断测量；之后，IT6861B程控直流精密电源启动使能并输出DC12V经过继电器模块给电机控制器（4）上控制电源，电机控制器（4）得电后便开始执行测试应用程序的刷写操作，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议给电机控制器（4）的MCU刷写应用程序；在继电器模块分别开启、关闭电机控制器（4）的KEY钥匙信号条件下读取IT6861B程控直流精密电源的DC12V控制电源电流，以此来判断电机控制器（4）的硬件唤醒及下电功能是否合格；接着，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡启动与被试电机控制器（4）的XCP通用测量与校准协议功能；此时，旋变信号模拟模块和N8954A程控直流电源启动输出，DC320V母线电压经高压电流继电器输入给被试电机控制器（4），测试控制计算机（9）通过XCP通信协议分别读取CAN1与CAN2通道自检、旋变的速度及角度值、电机温度、控制器温度、控制器故障代码、直流母线电压值进行值测量与数据记录；之后，高压继电器模块将两路熔断器输出电压路由切换至34461A万用表进行电压值测量，以此判断熔断器的输出功能是否正常；如前述步骤测试都合格后，测试控制计算机（9）通过XCP通信协议向被试电机控制器（4）发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器4的三相功率输出；电机控制器（4）的三相动力输出经电流及电压传感器连接至0.46uH/450A三相电抗器负载，以此来模拟实际电机负载；测试控制计算机（9）通过XCP通信协议的电压值来控制电机控制器4输出三相电流的大小，其分别输出50A、100A、140A、200A、250A的不同功率等级，此时数字功率计WT333E通过电流及电压传感器分别测量输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断，并计算出三相电流是否平衡；三相动力输出测试时，需用XCP通信监视电机、控制器的实时温升情况和电机控制器（4）故障代码，如发生异常需及时切断输出使能信号；之后执行DC/DC功率输出测试，DC/DC的输入为DC320V母线，输出为DC15.5V，直流程控负载IT8816程控设置为恒功模式1.3kW，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡与DC/DC模块进行通信，并启动DC/DC输出使能，读取直流程控负载IT8816的电流值、实际功率值进行判断以此确定DC/DC模块的功能是否正常；为确保安全还需进行主、被动放电测试，先高压大电流继电器断开母线电压，XCP通信连续读取电机控制器（4）内部母线电压值，6s后母线电压≤290V，即被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器（4）主动输出卸放掉母线电压，2s后母线电压≤36V，即主动放电合格，之后关闭XCP通信；最后是出厂应用程序刷写，测试控制计算机（9）通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议给电机控制器（4）的MCU刷写出厂应用程序；刷写完之后，重新上控制电源，通过CAN通信获取出厂应用程序版本，完成程序版本的校验；为便于产品出厂后的生产信息追溯，还需进行生产信息固件写入，将从OPC服务器获取的生产信息通过KWP2000协议写入至电机控制器MCU的指定Flash地址中；至此，电机控制的功能测试完成，测试系统初始化子模块、系统，并整理各测试步骤结果数据，如前述步骤有测试不合格项也将直接跳转至此结束测试。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，还包括DC/DC功率输出测试：测试控制计算机（9）与DC/DC模块进行通信，并启动DC/DC输出使能，读取负载系统（8）的电流值、实际功率值进行判断以此确定DC/DC模块的功能是否正常。
5.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，还包括主被动放电测试：先高压大电流继电器断开母线电压，连续读取电机控制器（4）内部母线电压值，如预定时间后的母线电压小于预设值，则判断被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器（4）主动输出卸放掉母线电压，如预定时间后的母线电压小于预设值，则主动放电合格。
6.根据权利要求3至5中任意一项所述的测试方法，其特征在于，还包括测试控制计算机（9）与产线主PLC模块（12）之间的数据交互：自动化产线的OPC服务器定时查询MES信息系统（14）中的乘用车电机控制器（4）生产订单信息，当查询到有电机控制器（4）时OPC服务器会自动将订单信息下载至产线OPC服务器（11）上，产线OPC服务器（11）再将单个产品信息与产线托盘对应的RFID标签进行信息绑定；
生产开始，产品托盘按预先配置好的工艺流程在产线上进行流转作业，当测试工位PLC接收到产线主PLC模块（12）发送的托盘号、进站请求信号后将其传送给测试控制计算机（9）；
测试控制计算机（9）再用接收到的托盘号向OPC服务器请求开工，如开工成功后，OPC服务器将向测试控制计算机（9）返回当前生产信息；
测试控制计算机（9）根据生产信息中的产品图号，加载对应的测试序列程序，并控制测试工位PLC执行托盘入站动作、压紧定位动作、水路及电气连接器对接动作；
待所有动作完毕，冷水机系统启动通气压力检测功能，确保水路连接器接插密封正常后，启动冷却水循环和主测试程序开始执行当前电机控制器（4）的功能测试。
7.根据权利要求3至5中任意一项所述的测试方法，其特征在于，所述电机控制器（4）开始执行测试应用程序的刷写操作步骤为：
向电机控制器（4）MCU发送ECU Reset命令，让其进入Boot更新模式；
然后连续发送两次Tester Present命令，提出通信保持后，依次连续发送两次Diagnostic Session Control命令，进入诊断时域控制；
发送DTC Control命令，进入诊断故障代码控制；
发送Communication Control命令，进入通信控制；
发送Security Access命令，进入安全访问，同时再发送Security Access Send Key 命令，向电机控制器（4）发送安全访问的密钥；如安全密钥通过授权后便可正式开始执行程序刷写操作。
说明书 :
基于自动化产线的新能源乘用车电机控制器功能测试装置及
方法
技术领域
背景技术
元，是电机驱动级控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块、主电路、控制系统、散热
组件及其关联等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。严酷的使用环境加之
高效率、高性能、低污染、低成本及高可靠性等要求向电机控制器的批量化生产提出了高难
度挑战，而功能测试又是检验产品出厂性能、质量的关键工艺过程。目前乘用车电机控制器
普遍采用人工手动方式实现功能测试，测试效率低，单产品测试时间超过30分钟，无法满足
汽车产品的批量化、产业化生产效率及质量要求。在测试技术方面，现有技术无法解决测试
设备与自动化生产线融合及MES信息系统交互问题，在测试过程中出厂应用程序的烧录、出
厂应用程序版本校验、生产过程固件信息的采集与写入等都无法通过设备或方法自动实
现，只能人工操作完成，导致产品质量一致性差、效率无法提升。目前测试使用的冷水机系
统无法实现通气压检防错与排水功能，给生产现场的安全、产品外观洁净度带来风险。同
时，现有测试设备技术参数覆盖率低，无法同时满足峰值功率55～140kW电机控制器测试，
常常需要搭建多套测试设备才能满足生产要求。
发明内容
及方法。
模拟模块；所述路由切换模块与自动测量系统相连；所述自动测量系统分别与测试控制计
算机和负载系统相连；所述冷却水系统与测试控制计算机相连；所述测试控制计算机与产
线主PLC模块相连。
CAN通信卡和万用表；所述负载系统包括直流程控负载和三相电抗器负载，其中三相电抗器
负载用于充当电机控制器的三相主输出消耗负载，直流程控负载用于充当电机控制器中
DC/DC模块的负载。
以太网接口和USB通信接口；所述隔离变压器1#、信号调理模块、模数转换模块和FPGA可编
程逻辑器件模块依次相连；所述隔离变压器2～3#均与所述运算放大器相连，所述运算放大
器经数模转换模块与所述FPGA可编程逻辑器件相连；所述高电压基准源分别与所述模数转
换模块和数模转换模块相连；所述FPGA可编程逻辑器件与所述ARM处理器相连，所述ARM处
理器分别与以太网接口和USB通信接口相连。
所述出水管道的两端连接水箱和待测电机控制器，所述出水管道上设有电磁阀Y4；所述进
水管道和出水管道之间设有电磁阀Y3；所述通气压力检测及吹排水模块包括通气管路，所
述通气管路上依次设置有气阀、调压阀、电磁阀Y1、压力开关、电磁阀Y2和止回阀，所述通气
管路靠近止回阀的一端通过电磁阀Y6与所述待测电机控制器的出水口相连，通过电磁阀Y9
与所述待测电机控制器的进水口相连；所述待测电机控制器的出水口经电磁阀Y5与水箱相
连；所述待测电机控制器的进水口经电磁阀Y8与水箱相连。
连。
发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器的三相功率输出，进行三相动
力输出测试；自动测量系统分别测量电机控制器输出时的三相交流电压、电流、频率值进行
判断，并计算出三相电流是否平衡，并监视电机、电机控制器的实时温升情况和电机控制器
故障代码。
常。
率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器主动输出卸放掉母线电压，如预定时间
后的母线电压小于预设值，则主动放电合格。
线OPC服务器再将单个产品信息与产线托盘对应的RFID标签进行信息绑定；
程序刷写操作。
车产品的批量生产效率要求，对实现新能源乘用车电机控制器的产业化带来阻碍，而采用
本发明的测试方法及装置可将电机控制器测试生产节拍控制在≤5min；
器，人工手动烧录产品应用程序）；
版本控制方法来对其进行严格管控）；
试过程需通水冷却，且测试给定电压有350V，输出最大电流也有250A，如电机控制器水管接
头漏接或接插密封不严将出现漏水、喷水事件，将会导致严重的安全事故）；
控制器水道腔体内壁氧化，阻塞水道，影响产品出厂质量）；
机，也就没有旋变信号输入）；
在汽车维保时可通过诊断仪读取电机控制器相关的生产固件信息；
新能源乘用车电机控制器的出厂功能测试。
附图说明
制计算机；10、以太网交换机；11、产线OPC服务器；12、产线主PLC模块；13、测试工位PLC模
块；14、MES信息系统。
具体实施方式
制计算机9和电机旋变信号模拟模块1；自动供电系统2用于提供各部件的电源，路由切换模
块5与自动测量系统6相连；自动测量系统6分别与测试控制计算机9和负载系统8相连；冷却
水系统3与测试控制计算机9相连；测试控制计算机9与产线主PLC模块12相连。
IT6861B为电机控制器4测试提供低压控制电源DC0～20V；路由切换模块5包括由继电器模
块、高压继电器模块和PCI‑6514数字IO卡组成的，主要功能是为测试提供电源、测量通道路
由切换；电机控制器4功率输出测试时的冷却水系统3由水管自动快接模块、通气压检及吹
排水模块和水冷机组构成；自动测量系统6由电流及电压传感器、数字功率计WT333E、高速
CAN通信卡PCI‑8512和万用表34461A组成；电机控制器4功率输出负载系统8由3kW的直流程
控负载IT8816和0.46uH/450A三相电抗器负载组成，其中三相电抗器负载主要充当电机控
制器4的三相主输出消耗负载，直流程控负载IT8816作为电机控制器4DC/DC模块的负载；测
试控制计算机9通过以太网交换机10与产线OPC服务器11、MES信息系统14、测试工位PLC模
块13、冷却水系统3进行TCP/IP通信，测试工位PLC模块13与产线主PLC模块12之间通过CC‑
Link通信协议进行数据交换。环境温度采集模块7（如TH11S‑B）主要负责采集测试时的环境
温度、湿度信息，旋变信号模拟模块当接收到被试电机控制器4的激励信号后，返回预设的
旋变角度、速度值给被试电机控制器4。
处理器、以太网接口和USB通信接口；隔离变压器1#、信号调理模块、模数转换模块和FPGA可
编程逻辑器件模块依次相连；隔离变压器2～3#均与运算放大器相连，运算放大器经数模转
换模块与FPGA可编程逻辑器件相连；高电压基准源分别与模数转换模块和数模转换模块相
连；FPGA可编程逻辑器件与ARM处理器相连，ARM处理器分别与以太网接口和USB通信接口相
连。
Y7；出水管道的两端连接水箱和待测电机控制器4，出水管道上设有电磁阀Y4；进水管道和
出水管道之间设有电磁阀Y3；通气压力检测及吹排水模块包括通气管路，通气管路上依次
设置有气阀、调压阀、电磁阀Y1、压力开关、电磁阀Y2和止回阀，通气管路靠近止回阀的一端
通过电磁阀Y6与待测电机控制器4的出水口相连，通过电磁阀Y9与待测电机控制器4的进水
口相连；待测电机控制器4的出水口经电磁阀Y5与水箱相连；待测电机控制器4的进水口经
电磁阀Y8与水箱相连。
相动力输出测试为：测试控制计算机9向被试电机控制器4发送频率、电压、输出模式及输出
使能信号，启动电机控制器4的三相功率输出，进行三相动力输出测试；自动测量系统6分别
测量电机控制器4输出时的三相交流电压、电流、频率值进行判断，并计算出三相电流是否
平衡，并监视电机、电机控制器4的实时温升情况和电机控制器4故障代码。DC/DC功率输出
测试：测试控制计算机9与DC/DC模块进行通信，并启动DC/DC输出使能，读取负载系统8的电
流值、实际功率值进行判断以此确定DC/DC模块的功能是否正常。主被动放电测试：先高压
大电流继电器断开母线电压，连续读取电机控制器4内部母线电压值，如预定时间后的母线
电压小于预设值，则判断被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电
机控制器4主动输出卸放掉母线电压，如预定时间后的母线电压小于预设值，则主动放电合
格。
息系统14中的乘用车电机控制器4生产订单信息，当查询到有电机控制器4时OPC服务器会
自动将订单信息下载至服务器上，产线OPC服务器11再将单个产品信息与产线托盘对应的
RFID标签进行信息绑定。生产开始，产品托盘按预先配置好的工艺流程在产线上进行流转
作业，当测试工位PLC接收到产线主PLC模块12发送的托盘号、进站请求信号后将其传送给
测试控制计算机9。此时，测试控制计算机9再用接收到的托盘号向OPC服务器请求开工，如
开工成功后，OPC服务器将向测试控制计算机9返回当前生产信息。测试控制计算机9根据生
产信息中的产品图号，加载对应的测试序列程序，并控制测试工位PLC执行托盘入站动作、
压紧定位动作、水路及电气连接器对接动作。待所有动作完毕，冷水机系统启动通气压检功
能，确保水路连接器接插密封正常后，启动冷却水循环和主测试程序开始执行当前电机控
制器4的功能测试。
结果，不合格现象等信息向OPC服务器请求报功操作。完成测试报工后，冷却水系统3将启动
排水功能，将电机控制器4内残留的冷却水排回至水箱中，测试相关的路由切换系统也将完
成复位动作，测试工位PLC模块13将完成水路及电气连接器拆卸、压紧定位松开、托盘出站
动作，当前在制电机控制器4托盘将移出测试工位，完成整个测试流程。
个子模块、系统进行初始化、资源配置，待初始化完成后，首先执行的是连接器互锁信号测
试，路由切换模块5的高压继电器模块分别将电机控制器4的2芯母线、4芯熔断器输出连接
器的互锁信号切换至34461A万用表进行通断测量。之后，IT6861B程控直流精密电源启动使
能并输出DC12V经过继电器模块给电机控制器4上控制电源，电机控制器4得电后便开始执
行测试应用程序的刷写操作，测试控制计算机9通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议
给电机控制器4的MCU刷写应用程序。在继电器模块分别开启、关闭电机控制器4的KEY钥匙
信号条件下读取IT6861B程控直流精密电源的DC12V控制电源电流，以此来判断电机控制器
4的硬件唤醒及下电功能是否合格。接着，测试控制计算机9通过PCI‑8512高速CAN卡启动与
被试电机控制器4的XCP通用测量与校准协议功能。此时，旋变信号模拟模块和N8954A程控
直流电源启动输出，DC320V母线电压经高压电流继电器输入给被试电机控制器4，测试控制
计算机9通过XCP通信协议分别读取CAN1与CAN2通道自检、旋变的速度及角度值、电机温度、
控制器温度、控制器故障代码、直流母线电压值进行值测量与数据记录。之后，高压继电器
模块将两路熔断器输出电压路由切换至34461A万用表进行电压值测量，以此判断熔断器的
输出功能是否正常。如前述步骤测试都合格后，测试控制计算机9通过XCP通信协议向被试
电机控制器4发送频率、电压、输出模式及输出使能信号，启动电机控制器4的三相功率输
出。电机控制器4的三相动力输出经电流及电压传感器连接至0.46uH/450A三相电抗器负
载，以此来模拟实际电机负载。测试控制计算机9通过XCP通信协议的电压值来控制电机控
制器4输出三相电流的大小，其分别输出50A、100A、140A、200A、250A的不同功率等级，此时
数字功率计WT333E通过电流及电压传感器分别测量输出时的三相交流电压、电流、频率值
进行判断，并计算出三相电流是否平衡。三相动力输出测试时，需用XCP通信监视电机、控制
器的实时温升情况和电机控制器4故障代码，如发生异常需及时切断输出使能信号。之后执
行DC/DC功率输出测试，DC/DC的输入为DC320V母线，输出为DC15.5V,直流程控负载IT8816
程控设置为恒功模式1.3kW，测试控制计算机9通过PCI‑8512高速CAN卡与DC/DC模块进行通
信，并启动DC/DC输出使能，读取直流程控负载IT8816的电流值、实际功率值进行判断以此
确定DC/DC模块的功能是否正常。为确保安全还需进行主、被动放电测试，先高压大电流继
电器断开母线电压，XCP通信连续读取电机控制器4内部母线电压值，6s后母线电压≤290V，
即被动放电合格；再给定频率、电压、输出模式及输出使能信号，让电机控制器4主动输出卸
放掉母线电压，2s后母线电压≤36V，即主动放电合格，之后关闭XCP通信。最后是出厂应用
程序刷写，测试控制计算机9通过PCI‑8512高速CAN卡，应用KWP2000协议给电机控制器4的
MCU刷写出厂应用程序；刷写完之后，重新上控制电源，通过CAN通信获取出厂应用程序版
本，完成程序版本的校验。为便于产品出厂后的生产信息追溯，还需进行生产信息固件写
入，将从OPC服务器获取的生产信息通过KWP2000协议写入至电机控制器MCU的指定Flash地
址中。至此，电机控制的功能测试完成，测试系统初始化子模块、系统，并整理各测试步骤结
果数据，如前述步骤有测试不合格项也将直接跳转至此结束测试。
通信协议将指定路径下的目标应用程序码刷写至电机控制器MCU芯片的Flash上。首先向电
机控制器MCU发送ECU Reset命令，让其进入Boot更新模式，然后连续发送两次Tester
Present命令，提出通信保持后，依次连续发送两次Diagnostic Session Control命令，进
入诊断时域控制；发送DTC Control命令，进入诊断故障代码控制；发送Communication
Control命令，进入通信控制。之后，发送Security Access命令，进入安全访问，同时再发送
Security Access Send Key 命令，向电机控制器4发送安全访问的密钥，如安全密钥通过
授权后便可正式开始执行程序刷写操作。刷写前需擦除欲刷写的MCU Flash地址空间，发送
Routine Control Erase 命令，擦空Flash 0x20000～0x40000地址空间。接着从起始地址
0x20000发送Request Download 命令和Transfer Data命令，向MCU发送数据，数据接收完
毕后，再发送Request Transfer Exit命令，请求退出下载。上述过程一直循环至最后地址
0x40000后发送 Routine Control Verify 命令，同时发送 Routine Control Checksum
命令进行CRC校验，如电机控制器4返回的CRC校验和正确后，再发送 Write Data By
Identifier 命令写入数据标识码。最后，发送ECU Reset命令，重新软复位电机控制器4，重
启后的电机控制器4将运行新应用程序。
程序文件后，按产品图号名称将目标程序文件存放至产线OPC服务器11磁盘中，并将出厂程
序相关版本号信息、目标程序文件在OPC服务器的磁盘存储路径信息配置至测试工位工艺
参数中。在出厂应用程序烧写时，通过文件共享方式获取OPC服务器的程序文件，待出厂应
用程序刷写完毕后，重启电机控制器4。测试控制计算机9再通过CAN通信读取电机控制器4
的出厂应用程序版本信息帧，并将读取的信息帧数值转换为可识别的ASII码，此ASII码便
为出厂应用程序版本号，将其与预先OPC端配置的工艺参数版本信息进行校验，如校验成
功，便表示出厂应用程序版本校验合格。
产线OPC服务器11，当在制产品流转至测试工位后，测试工位请求开工，OPC服务器将产品图
号、序列号、关键件信息返回给测试工位。同时测试控制计算机9将采集当前测试登录人员
的工号信息、当前测试的时间，读取预置的出厂程序编号等信息，再通过CAN通信读取当前
产品的出厂程序版本信息，完成预写入信息的采集。之后，将采集获取的生产固件信息分组
为三个Ecu Identity对应地址下的数据结构体，并通过KWP2000通信协议将三个Ecu
Identity地址对应的结构体数据写入电机控制器4的Flash中。最后，控制电源断电，重启电
机控制器4，并再通过KWP200协议进行固件信息回读校验，如写入信息与回读信息一致，表
示校验成功，完成固件信息的写入流程。
MK60DN512VMC10）主要负责通过RJ45/100M以太网接口、USB通信接口与上位测试控制计算
机9进行通信，同时将接收的数据通过并行GPIO传递给FPGA可编程逻辑器件模块（如
XC3S500）。电机控制器4的旋变信号主要由输出激励信号R+、R‑，旋变 cos+、cos‑和旋变sin
+、sin‑组成，电机控制器4输出的激励信号R+、R‑为幅值11.5V±1.5V、频率9.6kHz±0.5kHz
的正弦信号经隔离变压器1‑HR219307至信号调理模块再到16位ADC‑AD7654的模拟输入端，
16位ADC‑AD7654根据激励信号特征转换出其实际频率与幅值给FPGA可编程逻辑器件模块
XC3S500，FPGA可编程逻辑器件模块XC3S500再通过ARM处理器MK60DN512VMC10传递给测试
控制上位机进行信号特征判断。同时FPGA可编程逻辑器件模块XC3S500将激励的频率做为
旋变的振荡源，通过16位DAC‑DAC7734解码成正弦包络、余弦包络，再通过运算放大器模块
将正弦包络、余弦包络转换正弦旋变、余弦旋变信号后，经隔离变压器2、隔离变压器3返回
给被试电机控制器4的旋变 cos+、cos‑和旋变sin+、sin‑。其中，高精度电压基准源给16位
ADC‑AD7654和16位DAC‑DAC7734提供外部基准电压。
阀、水箱、蒸发器、液位探头、液位计、加水口球阀、排水口球阀及排气口组成。低温低压的气
态制冷剂经过压缩机，被压缩成高温高压的气体，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器，向外
界传递热量变成高温高压的液态制冷剂后，经过滤器1#再到膨胀阀变成低温低压的气体，
通过蒸发器向外界吸收热量，把水箱的水温降低，低温低压的气体再回到压缩机，如此完成
一个制冷循环。液位探头、液位计主要为监测水箱水位，当水位过低时，通过加水口球阀补
水；水位过高时，通过排水口球阀排水，排气口可将水箱内气体排出。
流量计监测出水口流量、压力传感器监测出水口压力值反馈给控制系统，控制系统根据反
馈值与预设值的偏差情况再调整压缩机功率、比例电动球阀开闭程度、水泵功率以此形成
闭环控制。
Y1、Y2、Y6进入被试电机控制器4散热腔体内，此时冷水机循环系统处于内循环待机状态，电
磁阀Y3开启，电磁阀Y4、Y5、Y7、Y8、Y9闭合。0.2Mpa的气压一直保持在被试电机控制器4的散
热腔体中，过程中压力开关一直监测整个循环腔体的气压变化情况，此过程持续10s。如过
程中压力开关监测的压力值≤0.15Mpa，则表示循环腔体内存在漏气点，电机控制器4水管
与水管自动快接模块接合有泄漏，不能进行通水测试。
至电磁阀Y4，再经过滤器2回到水箱中。过滤器2#可过滤掉冷却水中的杂质，以保持水质。止
回阀2#可防止电磁阀切换的瞬间水压逆流至气压端。
阀Y3开启，冷水机循环系统处于内循环待机状态，电磁阀Y1、Y2、Y9、Y5开启，电磁阀Y4、Y6、
Y7、Y8闭合，0.2Mpa的气压从电机控制器4的IN端进入，OUT排除，再经电磁阀Y5排回水箱中；
反排水时，电磁阀Y3开启，冷水机循环系统处于内循环待机状态，电磁阀Y1、Y2、Y6、Y8开启，
电磁阀Y4、Y7、Y5、Y9闭合，0.2Mpa的气压从电机控制器4的OUT端进入，IN排除，再经电磁阀
Y8排回水箱中；此方法能有效的将通水测试后的残水排除干净，整个测试过程中也无需冷
却水消耗。
旨在加强MRP计划的执行功能，把MRP计划同车间作业现场控制，通过执行系统联系起来。现
场控制包括PLC程控器、数据采集器、条形码、各种计量及检测仪器、机械手等。MES系统设置
了必要的接口，与提供生产现场控制设施的厂商建立合作关系。
变量，这个时候就会用到XCP，例如电机控制器4的PID参数，可能根据汽车的负载不一样需
要调整，这个时候就可通过XCP来标定。XCP主要的用处以下总结为：标定、测量（反馈一些变
量供上位机或测试系统查看，如转速等）、编程和刷新（例如更新一部分地址的数据值，甚至
重编程等，这部分用的较少一般用UDS）、对ECU功能进行旁路，简单来说就是模拟ECU的数
据。
车产品的批量生产效率要求，对实现新能源乘用车电机控制器4的产业化带来阻碍，而采用
本发明的测试方法及装置可将电机控制器4测试生产节拍控制在≤5min；
器，人工手动烧录产品应用程序）；
版本控制方法来对其进行严格管控）；
（测试过程需通水冷却，且测试给定电压有350V，输出最大电流也有250A，如电机控制器4水
管接头漏接或接插密封不严将出现漏水、喷水事件，将会导致严重的安全事故）；
控制器4水道腔体内壁氧化，阻塞水道，影响产品出厂质量）；
机，也就没有旋变信号输入）；
在汽车维保时可通过诊断仪读取电机控制器相关的生产固件信息；
新能源乘用车电机控制器的出厂功能测试。
普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护
范围。