ISO 16750-2:2023汽车电气测试新标准解读

 随着汽车电气系统集成度、功率密度与开关频率的持续攀升，车载电子设备所面对的电源环境愈发严苛。除传统 12V/24V 供电外，DC/DC 变换器、高频开关电源以及新能源动力系统等扰动源相继加入，使得电子设备的电气鲁棒性面临更大考验。

ISO 16750-2:2023 系国际标准化组织（ISO）颁布的《道路车辆 —— 电气和电子设备的环境条件及试验 —— 第 2 部分：电气负荷》（Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 2: Electrical loads）第五版，自 2023 年 7 月起实施。

新标准取代 2012 年发布的第四版，适用范围为道路车辆（摩托车与轻便摩托车除外）上的电气和电子系统及部件，对车辆电气环境中可能出现的各类电气应力，以及对应的试验方法、参数指标和功能状态判定准则作出系统性规定。

该版标准聚焦 12V、24V 及车载低压 48V 系统，针对新能源汽车（EV/HEV/PHEV）、高开关频率 DC/DC 变换器、48V 轻混系统与冗余供电架构等新技术引发的电气环境变化作出重点回应。凭借更严苛的瞬态定义、更宽的频率覆盖以及 DUT 端闭环控制等要求，新版标准的测试可重复性、严苛程度及与整车实际工况的匹配度均得到显著增强。

现阶段，国际主流整车厂与 Tier 1 供应商已相继着手新标准导入和测试方案升级，国内汽车电子产业亦进入标准切换的过渡期。企业需结合自身产品的装车平台和目标市场，合理安排标准切换与测试设备升级的进度，尽早完成合规验证，以免因标准差异影响产品准入及量产交付。

标准定位与适用范围

ISO 16750-2:2023 适用于装设于道路车辆上的各类电气和电子设备，涵盖范围主要包括：

- ECU、控制器、执行器、传感器；

- 车载信息娱乐系统；

- 电源管理模块、DC/DC 变换器；

- 新能源及混合动力车辆低压系统相关设备。

该标准着重考察设备在正常供电、异常供电以及瞬态电气扰动等条件下，功能稳定性与结构安全性是否达标。

2023 版标准的主要技术变化

与 2012 版相比，ISO 16750-2:2023 的修订并非流于表面，而是在测试理念与技术细节上全面向真实车辆电源环境靠拢，主要变化如下。

2.1 供电扰动覆盖范围明显拓宽

新标准加大了对电压瞬态、纹波、高频噪声及微中断等现象的测试力度，并针对 DC/DC 变换器带来的高频成分制定了明确的规范。

- 叠加交流电压测试的频率范围拓宽至 10Hz～200kHz；

- 对电压波形的监测与控制提出了更严格的要求。

2.2 测试可重复性与一致性进一步提升

标准明确要求在受试设备（DUT）端开展闭环测量与控制，具体要求包括：

- 电压、电流采样点须设置在紧邻 DUT 的位置（典型值不超过 10cm）；

- 测试系统应具备实时反馈和动态调节能力；

- 测量精度、源阻抗及响应速度均须达到明确要求。

上述规定大幅提升了测试系统的准入门槛，同时有效确保了各实验室之间测试结果的一致性与可比性。

2.3 更贴近整车实际运行状态

新标准增加或加强了多项模拟真实行车场景的测试项目，推动测试模式由 "理想实验室电源模型" 向 "整车真实供电环境模型" 过渡。

- 微秒级电压微中断；

- 慢速电压下降 / 上升（模拟电池 SOC 变化）；

- 多种异常供电条件的组合工况。

ISO 16750-2:2023

核心测试项目解读

3.1 直流供电电压试验

该试验用于确认设备在给定最小、额定及最大供电电压下的功能表现，既是 12V、24V 系统的必备基础项目，也适用于车载低压 48V 系统的供电电压验证。

〔测试波形〕

重点关注功能是否正常、参数是否存在漂移，以及设备在异常状态下的恢复能力。

3.2 过电压试验

〔瞬态过电压试验曲线〕

过电压试验涵盖两种工况，旨在评价设备的电源防护能力、电压抑制能力及长期耐久性：

- 长时间过电压工况用于模拟发电机调节异常等持续过压情况；

- 瞬态过电压工况则模拟负载突变、电源切换等瞬态事件。

3.3 叠加交流电压（纹波）试验

在 2023 版中，该试验的技术难度和工程要求明显提升，对新能源汽车和混合动力车辆的低压电子设备尤为关键。

〔交流电压的试验曲线〕

试验在直流供电之上叠加交流纹波，频率范围同时覆盖低频（发动机转速、负载波动）和高频（DC/DC 开关噪声），并须在 DUT 端对纹波幅值实施闭环控制。

3.4 电压跌落、缓降及微中断试验

此类试验用于复现启动瞬间、电池接触不良、线束或电源开关抖动等真实工况，微中断的持续时间最短可达微秒级。

重点观察设备是否复位、是否出现功能异常或数据丢失。

〔电压为 12V 的系统的短电压降〕

〔电压为 24V 的系统的短电压降〕

〔测试用例 1 - 可变中断时间〕

〔测试用例 2 - 可变恢复时间〕

〔电压降下重置行为的测试曲线〕

〔启动特性〕

3.5 反向电压试验

〔反向电压测试用例 1〕

〔反向电压测试用例 2〕

该试验用以检验设备在电源极性反接时的承受能力，重点包括：设备是否发生永久性损坏、保护电路是否按预期动作。

3.6 开路、短路与过载试验

该试验考察设备在单线或多线开路、对地或对电源短路、过流等异常情况下的行为表现，重点关注保护策略是否有效、热效应是否可控以及故障解除后的恢复情况。

〔短期开路事件的中断模式〕

3.7 绝缘与耐压试验

该试验用于评定设备内部及对外接口的绝缘性能，确保其在规定电压等级下保有充分的安全裕度。针对新能源汽车低压及 48V 系统的电气隔离安全需求，试验的严苛程度与测试电压等级须与系统额定电压相匹配，从而保障车载电气设备的人身与设备安全，尤其适用于 48V 系统或带隔离接口的设备。

ISO 16750-2:2023 

测试涉及的主要仪器设备

从实施角度看，新标准对测试系统能力提出了明确要求，典型配置包括以下设备类型。

4.1 可编程直流电源

其功能要求主要有：具备双极性输出能力（支持反向电压）、电压电流控制精度高、瞬态响应速度快，并可视测试需求模拟内阻。

4.2 电压瞬态与脉冲发生器

该设备用于生成瞬态过电压、跳跃启动电压及特定脉冲波形等信号，须具备良好的波形一致性与重复性。

4.3 交流纹波注入与叠加系统

其关键能力在于：输出频率范围宽（最高达 200kHz）、幅值与波形可调、支持 DUT 端闭环反馈控制，并能与直流电源协同工作。

4.4 微中断与开关模拟装置

该类装置一般由高速电子开关或专用模块组成，可精确控制中断时间、中断顺序及单线或多线动作。

4.5 测试控制与数据采集系统

一体化测试系统通常可实现自动化测试流程、实时波形记录、合规性判定和测试报告自动生成等功能。按照新标准要求，测试数据的完整记录与可追溯性尤为关键。

4.6 测试设备选型核心考量指标

基于 ISO 16750-2:2023 的严格规定，设备选型应重点把握以下 5 项核心指标：

- 闭环控制能力：须实现 DUT 端就近采样与实时反馈，满足采样点不超过 10cm 的标准要求，以保证测试可重复性；

- 带宽与响应速度：纹波测试设备带宽至少应覆盖 10Hz～200kHz，瞬态发生器须能够响应微秒级微中断；

- 测量精度：电压、电流采集精度需符合标准规定，防止数据偏差造成合规判定错误；

- 兼容性与扩展性：应兼容 12V/24V/48V 多系统测试，支持多种工况组合，以适应新能源汽车测试需求升级；

- 自动化与追溯性：应具备自动化测试流程、完整数据记录和报告生成能力，满足实验室审核与客户验厂对可追溯性的要求。

ISO 16750-2:2023 的意义不在于单纯提高测试 "难度"，而是通过更真实、更精细的电气扰动模型，推动汽车电子设备向更高可靠性与一致性方向发展。

对整车厂、零部件供应商和第三方实验室而言，新标准意味着：测试系统能力需要系统性升级、测试方案需要更贴近真实工况、设备选型将直接影响测试结果的有效性。

从工程实践来看，ISO 16750-2:2023 的实施有助于在研发阶段提前暴露潜在的电源可靠性风险，为整车电气电子系统的长期稳定运行提供有力保障。