環能與車電工程處 謝易晉

隨著運輸載具朝向自駕化與電動化發展，因應長時間運作與高功率等特性，電氣安全性將受到更高度的重視，而車載電控電力系統的強健度，也從過去以功能（Functional）需求為主，提升至服務壽命（Service Life）期間的安全要求。傳統載具幾乎以機械式方式獨立運作，內部電力功能多以獨立迴路執行，較不易發生相互影響的問題；現代載具為提高系統整合度，則會使電路設計更加複雜。因此，需要透過標準化的電力模擬，大幅降低自駕車輛上路後因電路保護不足而導致大規模召回的風險，例如Tesla於2025年1月因自駕電腦（self-driving computer）短路問題召回20萬輛車。

圖1、自駕電動車因電控電力系統異常而召回〔註1〕

不同車廠皆有其相對應的廠規標準，例如SAE J1211，以及歐系車廠針對電力系統失效所制定的驗證規劃，原則上皆以ISO 16750-2為範本制定。ISO 16750-2針對電力失效的分類與測試方法，主要分為電源失效與I/O失效兩大類：

 (1) 電源失效主要模擬載具在電力供應不穩定或異常情況下的反應，以確保產品在電源波動、瞬時斷電或異常過載時，仍能維持安全性、資料完整性與預期的正常工作狀態。  

 (2) I/O失效核心在於模擬產品實際應用下介面接點（如連接器、接腳、傳輸通訊線）的連續性失效反應，其試驗輪廓大略如圖2所示。再加上溫濕度等環境因子的共同作用，可更貼近實際市場應用情境，並透過複合環境條件加速反應，呈現電源與I/O電子零件的整合狀態，以及電動化載具在不同環境下的實際使用效果，進而提早掌握產品的使用穩定度。

圖2、失效試驗的測試輪廓（車輛中心整理）

而隨著車載電控產品的功率逐漸提高，如驅控器（Inverter）、自駕運算電腦等，亦搭配水冷設計，以確保模組化產品的運作效能，因此驗證方針也逐漸朝向複合型測試發展，例如SAE J1211所介紹的複合環境可靠度測試（Combined Environmental Reliability Test，簡稱CERT），如圖3所示。其中，受測產品的12V供電方式採2萬次On/Off切換，並隨著測試溫度（環境溫度、水冷循環溫度）的調整，設定不同的運作電壓準位，如此才能更貼近智慧駕駛與電動化產品的服務壽命輪廓。

圖3、複合環境可靠度試驗（來源：SAE J1211）

電力模組運作的過程中，往往在初期階段，其電力失效的表現較不容易被明顯察覺，因此需要透過不同且完整的電力擾動試驗，提早偵測可能發生的異常狀況。例如，電力模組在電力輸入與輸出狀態下緩步充放電所造成的供電異常、電力訊號處理與傳輸錯誤導致微處理器失效，進而引起積體電路誤判行駛行為，以及單線與多線短路、開路等情況下的抗干擾能力不足，造成系統進入不可復歸狀態，如圖4所示。透過多種電力試驗方式，可確保產品在整體使用期間的可靠度，避免電動化系統搭載後造成立即性的安全風險。

圖4、電力訊號失效造成產品出現異常波形（車輛中心整理）

透過完整的電力檢測與驗證，提早檢測出電力模組的失效盲點，才能盡量避免不可逆的損害。自駕載具產品的電路晶片在整合搭配電力模組後，若發生電力失效，晶片控制腳位可能造成過熱，甚至出現超出規格且無保護機制的情況，如圖5所示。由於各產品配套的應用零件需求皆不相同，即使是相同功能的晶片，應用於不同電動化載具時，也可能產生不同的使用結果。同時，在驗證過程中記錄系統電壓、電流及溫度的變化，以滿足電力模組因應不同供電狀況的需求。

圖5、電力失效試驗模擬後出現零件異常（車輛中心整理）

若需進一步了解相關檢測內容與細節，歡迎聯絡車輛中心環境測試課  曾友彥工程師

電話：04-7811222分機2452、E-mail：richard@artc.org.tw 

註1：https://electrek.co/2025/01/10/tesla-issues-recall-on-over-200000-for-the-self-driving-computer-failure/