车辆电气和电子组件气候环境负荷与关键试验

本文针对3.5吨以下乘用车辆中电子电气部件、模块和组件等产品，深入研究并模拟车辆实际行驶中或使用在特定应用场景下遭受的气候环境负荷，详细解析了汽车部件检测中关于水防护的几个关键试验项目：高压清洗和压力冲洗、飞溅水热冲击、热冲击-浸没，以及热冲击（无外壳）试验，并给出测试目的以及试验后对产品的防护性能、可靠性等方面的参数指标和要求。在现有通用环境试验设备的基础上，引入车辆电子电气部件进行综合气候环境试验的缺失项，使得人工模拟环境条件更全面也更逼近产品使用的真实环境，实现国内实验室对于汽车电子类产品的全方位系统化环境负荷的测试系统。

本文主要研究汽车产业电子电气设备关于气候环境的检测要求，依据国际标准ISO16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验气候负荷》和ISO20653 《道路车辆 - 防护程度(国际防护等级代码) - 电气设备针对外界物体进入、水侵蚀及人为接触危险零部件的防护》，同时基于国际上主流汽车企业实际应用的新版供货规范，关于3.5吨以下汽车电气、电子部件和模块等产品在气候环境试验部分的测试要求和试验方法，重点模拟车辆在特殊使用环境下（车辆清洗、行驶过水域或浸没水中等使用场景）部件或组件遭受冷热冲击、溅水、水流压力喷射等严酷环境负荷时耐受性和水防护方面的性能表现，给出了几个关键试验项目，包括：高压清洗和压力冲洗、飞溅水热冲击、热冲击-浸没，以及无外壳汽车部件的热冲击试验。这些检测方法研究和标准化工作不仅有利于推动我国汽车电子行业的质量监督和管理工作的全面开展，对于促进我国汽车电子产品的自主开发及国际市场推广也有不可忽视的带动和指导作用。

高压清洗和压力冲洗

01  目的

试验模拟在车辆清洗过程中遭受到水作用的部件上的负荷。针对可直接暴露于高压清洗/压力喷射水洗涤或底部洗涤的部件或组件，旨在验证当暴露于高压清洗/压力喷射冲洗时部件的功能完整性。

02  测试

按ISO 20653中IP X9K的配置要求及下表1中的参数设置进行测试。实施试验期间，应重构对应部件在车辆中的安装位置。

表1.高压清洗/压力喷射冲洗试验的配置参数


03  要求

试样应达到ISO 20653中防护等级IP X9K的要求，不允许有水渗入试样。试样应在整个环境测试序列计划中的项目均完成后方可打开。

试件应在试验前、试验后功能完好且所有参数符合规范要求。应通过持续参数监测和参数测试（小）（即，在室温和工作电压条件下试样无瑕疵功能的关键参数测试）进行验证。

飞溅热水冲击

01  目的

试验模拟当车辆驶过水坑时暴露于飞溅水中的部件上的负荷。针对安装在外部区域或发动机舱内的部件或组件，这些部件预计会遭受到飞溅水（例如：车辆驶过水坑时），旨在验证其在遭受到突然冷却水时功能的完整性。

02  测试

具有飞溅水的温度冲击试验的参数配置情况和试验条件要求详见下表2。实施试验期间，应重构对应部件在车辆中的安装位置。试验配置（如：安装位置、遮盖面、装饰面板、运行状态）应由承包商提出、购买方批准，并记录在册，其中，结合GB/T 28046.4要求，试样放置方向一般与装车/车载方向一致。如果冷却回路在线，则冷却液的温度应能跟踪相应试验温度达到限值，即最大冷却温度Tcool,max。仅环境温度在高于冷却液的温度限值上波动。

表2.飞溅水热冲击试验的配置参数






图1.飞溅水热冲击试验设置 a.(左)飞溅水冲击循环的运行状态；b.(中)飞溅水喷嘴；c.(右)试样和设备配置

03  要求

试样不允许有水渗入。试样应在整个环境测试序列计划中的项目均完成后方可打开。试件应在试验前、试验后功能完好且所有参数符合规范要求。应通过持续参数监测和参数测试（小）进行验证。

热冲击-浸没

01  目的

试验模拟浸泡在水中时部件上的负荷。针对安装在涉水深度以下，预期会遭受（盐）水短时浸泡的部件或组件（例如：当车辆驶过水域时，IP X7），旨在验证受热部件突然遭受冷却水浸没时功能的完整性。

02  测试

按ISO 20653中IP X7的配置要求和表3中的试验参数设置进行测试。

实施试验期间，应重构对应部件在车辆中的安装位置。如果冷却回路在线，则冷却液的温度应能跟踪相应试验温度达到限值，即最大冷却温度Tcool,max。仅环境温度在高于冷却液的温度限值上波动。

表3.热冲击-浸没试验的配置参数


03  要求

试样不允许有水渗入。试样应在整个环境测试序列计划中的项目均完成后方可打开。试件应在试验前、试验后功能完好且所有参数符合规范要求，通过持续参数监测和参数测试（小）进行验证。

热冲击（无外壳）

01  目的

该项技术试验不模拟任何实际负荷。确切地说，试验旨在探查模块的机械连接区域中的薄弱点，如焊接点。试验应使用部件中的模块来完成，不带外壳和机械部分。应构建必要的支撑以保证不会有额外的机械应力作用在模块上。

02  测试

按IEC 60068-2-14关于温度变化的试验要求及表4中的参数设置进行测试。

表4.热冲击（无外壳）试验的配置参数


03  要求

试件应在试验前、试验后功能完好且所有参数符合规范要求，通过持续参数监测和参数测试（大）（即：在提供特定温度（最高环境温度（Tmax）、室温（TRT）和最低环境温度（Tmin））和电压（最小工作电压限值（Vopmin）、工作电压（Vop）和最大工作电压限值(Vopmax)条件下试件无瑕疵功能的验证）进行验证。