汽车电子可靠性测试项目全to.docx
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汽车电子可靠性测试项目全to
进军国际AM/OEM市场 汽车电子可靠度验证势在必行
2009/5?
ISO16750攸关汽车电子装置验证要求，因此国内业者欲跨足汽车电子后装（AM）或者原始设备制造商（OEM）市场，对本身开发产品所需之环境可靠度验证不可轻忽。
ISO16750道路车辆电机电子设备环境条件/试验?
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ISO16750标准共分为五个部分，除第一部分通则之外，其余四个部分分别为电力负载、机械负载、气候负载及化学负载，另外，针对其电源系统分可适用于12伏特（乘客车）及24伏特（商用车）两类，而碍于篇幅限制，本文将仅针对使用占比较大之乘客车（PassengerCar）12伏特系统来分别依据四项负载要求做说明。
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此标准适用于安装在车辆特定位置上或内之汽车电子系统或组件，主要描述可能造成之潜在环境应力与特定试验要求。
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测试条件不一而足?
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通则主要定义第二至第五部分测试条件，以下将针对操作模式、功能状态分类、环境试验条件及试验编码制度作简单介绍。
其中操作模式定义三种模式，包括为电子装置测试在无电源要求情形下，电子装置仿真关闭引擎后，利用电瓶电力供应操作情形，以及电子装置以发电机/引擎电力操作下测试。
至于安装位置区分为以下五种：
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引擎室
包含车体、车架、引擎内/外、变速箱内外等。
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乘客室
包含暴露于直接太阳辐射及暴露于辐射热（太阳辐射除外）等。
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行李厢/装载厢（载货空间）
包含车体、车架、轮弧、车底、行李箱盖等。
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安装在外部/凹处内
包含车体、车架、车底、行李箱盖等。
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其他安装位置
对于无标准规格之特殊环境条件位置，如排气系统等。
另外，试验后之功能判定等级则分为以下五种：
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等级A
试验期间与试验后，电子装置所有功能符合原有设计。
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等级B
试验期间电子装置所有功能皆可执行，但其中一或多项可能超出规格。
在试验后，所有功能自动回复到正常范围内，惟记忆功能必须保持在等级A。
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等级C
试验期间电子装置有一项以上之功能无法执行，但试验后还能自动回复到正常操作。
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等级D
试验期间电子装置有一项以上之功能无法执行，并且在试验后无法自动回复到正常操作，直到电子装置以简单之操作/使用动作来重置。
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等级E
试验期间与试验后电子装置有一项以上之功能无法执行，须经过修理或更换后才可执行正确之操作。
电力负载测试不可或缺?
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电力负载的主要环境分为直流电压、过电压等十一项，此部分并无安装位置区分，适用于汽车任何部位之电子装置。
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其中，直流供应电压的试验目的在确认配备最小与最大供应电压功能，所有电子装置依表1之电压范围进行试验时，其功能须符合所定义之等级A。
而过电压试验仿真电压调整器故障，使发电机输出电压超出正常值时，此试验分为高温和室温下两种试验。
表1 直流试验电压范围
编码
供应电压（V）
最小电压?
Usmin
最大电压?
Usmax
A
6
16
B
8
16
C
9
16
D
10.5
16
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高温试验
将电子装置放入温度（Tmax-20℃），对于电子装置之所有相关的输入端施加18伏特电压，试验后电子装置之功能状态至少必须为等级C，更严格要求则是采用等级A。
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室温试验
此试验模拟跳接启动，于室温下对电子装置之所有相关输入端施加24伏特电压，试验后之功能状态至少必须等级D，若为更严格要求则采用等级C。
另外，迭加交流电压则为试验仿真直流电供应上残留之交流电压，并对其所有输入端（接头）同时进行下列试验，依照应用选择严苛度1或2，试验后之功能状态必须为等级A，试验波形如图1。
供应电压缓降缓升的试验模拟蓄电池逐渐充放电之状态，于电子装置之所有输入端（接头）同时进行电压稳定斜率变化，详细内容请参考ISO16750-2说明，试验后对于超出范围部分，至少必须为等级D，若为更严格要求则采用等级C。
而供应电压之不连续分为以下三种试验方法。
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图1 迭加交流电压波形
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供应电压瞬间压降
此试验模拟另一回路传统式保险丝熔融时之影响，于电子装置所有相关输入端（接头）同时施加试验压降脉冲。
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压降重置行为
此试验在确认电子装置于不同压降下之重置行为。
其适用有重置功能之配备（如含有微控制器），此试验对电子装置供应如图2之波形。
试验后功能状态应为等级C。
图2 压降重置试验波形
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启动波形
此试验在确认电子装置于引擎启动时与启动后之行为，如图3将电子装置所有相关输入端（接头）同时施加启动波形，与车辆启动期间操作有关之电子装置功能应为等级A。
图3 启动波形
反向电压的试验检查使用辅助启动装置时，电子装置对反向连接蓄电池之抵抗力，此试验不适用于发电机或无外部反极保护装置之嵌位二极管继电器，详细内容请参考ISO16750-2说明，功能状态应为等级C。
接地参考及电源供应偏移的试验在确认有两种或以上供电途径时，组件是否能够可靠操作，如组件之电源接地与讯号接地可能输出于不同回路，所有输入端与输出端应连接至代表负载或网络以仿真车内状态。
试验后所有功能群组之功能状态为等级A。
开路试验分为单线与多线断路两种试验。
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单线断路
此试验为模拟打开接点之情况。
连接并操作电子装置，将电子装置接口其中之一回路开路然后恢复连接，观察装置断路期间与断路后之行为，试验后之功能状态应为等级C。
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多线断路
此试验用来确认快速多线断路对电子装置之功能状态影响，移除电子装置联机然后恢复连接。
观察装置断路期间与断路后之行为，对于多接头之装置，每一种可能连接方式均应试验，试验后之功能状态应为等级C。
短路保护的试验为仿真装置讯号输入与输出端之短路，若为讯号回路，则将电子装置所有相关之讯号输入与输出端连接USmax?
（表1）与接地60秒，其他输入与输出端保持开回路或依规定连接，试验后之功能状态应为等级C，详细内容请参考ISO16750-2说明。
绝缘电阻试验确保最小电阻值之需求，以避免电流绝缘回路与电子装置导电部分之间流过电流，依照ISO16750-4规定进行湿热循环试验后，将电子装置施加500伏特直流试验电压60秒，试验之绝缘电阻应大于10M奥姆。
机械负载须配合温度循环合并测试
主要环境条件分为引擎产生之正弦振动、行驶路面引起之随机振动、搬运或凹凸路面引起之机械冲击、磨耗强度、碎石冲击及表面强度等六项。
正弦/随机振动依据安装部位可分下列几种，为试验过程中须搭配温度循环（图4）合并进行验证。
图4 振动期间温度曲线（详如ISO16750-4）
引擎
此试验为检查电子装置是否因振动而引起故障与损坏，分为正弦和随机振动要求。
正弦振动方面，五汽缸之引擎或以下之试验频谱如图5之曲线1，五汽缸以上引擎之试验频谱如图5之曲线2，电子装置之每一轴向进行22小时试验，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图5 引擎上之正弦振动频谱（详如ISO16750-3）
随机振动试验频谱如图6，电子装置之每一轴向进行22小时试验，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图6 引擎上之随机振动频谱（详如ISO16750-3）
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变速箱
此试验为检查电子装置是否因振动而引起故障与损坏，分为正弦与随机两种振动要求。
正弦振动的试验频谱如图7，电子装置之每一轴向进行22小时试验，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图7 变速箱上之正弦振动频谱（详如ISO16750-3）
随机振动试验频谱如图8，电子装置之每一轴向进行22小时试验，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图8 变速箱上之随机振动频谱（详如ISO16750-3）
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弹性充填室
弹性充填室（FlexiblePlenumChamber）试验适用于安装在弹性充填室上，且非稳固锁附之电子装置（图9），电子装置之每一方向应进行22小时试验，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图9 弹性充填室之正弦振动频谱（详如ISO16750-3）
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簧上承载件/车体
簧上承载件（SprungMasses）/车体振动为恶路行驶所引起之随机振动，此试验确认之主要失效为疲劳造成的损坏，电子装置每一轴向应进行8小时试验，试验频谱如图10，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图10 簧上承载件之随机振动频谱（详如ISO16750-3）
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非簧上承载件--车轮/车轮悬吊
车体之振动为恶路行驶所引起之随机振动，此试验所确认之主要失效为疲劳造成之损坏，电子装置之每一轴向应进行8小时试验，试验频谱如图11，操作模式3.2期间功能状态应符合等级A，而进行其他操作模式功能状态应符合等级C。
图11 非簧上承载件之随机振动频谱（详如ISO16750-3）
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机械冲击分为二种安装位置：
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车门或盖门内/上装置
此试验检查电子装置因车门猛烈关闭之冲击而引起的故障与损坏。
此负载之发生为车门猛烈关闭时，失效模式为机械损伤，如由于车门猛烈关闭所引起之高加速度，使得电子控制模块外壳内部之电容器等脱落，依表2选择一种严苛度，试验后功能状态应符合等级C。
表2 冲击次数
位置
供应电压（V）
冲击严苛度1
500m/s2；11ms
冲击严苛度2
300m/s2；6ms
驾驶座车门，货物装载厢门
13,000
100,00
乘客座车门
6,000
50,000
行李厢盖，尾门
2,400
30,000
引擎盖
720
3,000
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车体与车架上固定处装置
此试验检查电子装置因车体与车架之冲击而引起故障与损坏，此负载为高速行驶过路缘石而发生之冲击，失效模式为机械损伤如由于高加速度，使得电子控制模块外壳内部之电容器等脱落，冲击型式为半弦波，加速度500m/s2，每个方向冲击十次，试验后之功能状态应符合等级A。
自由落下试验检查电子装置因自由落下而引起故障与损坏，电子装置在搬运期间可能掉落至地板上，如在车辆制造商之生产线。
若系统/组件在掉落后明显损坏，即进行更换；但若无明显损坏，安装于车内应正常作动，失效模式为机械损伤如由于电子装置撞击地面之高加速度，使得电子控制模块外壳内部之电容器等脱落，掉落高度为1公尺自由落下，不应有隐藏之损坏。
只要不影响电子装置之性能，允许外壳有小部分之损坏，功能状态应符合等级C。
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表面强度/耐刮痕与磨耗试验与要求应取得买卖双方同意，如符号和卷标应保持可见。
碎石冲击试验则检查抗碎石冲击性（于暴露之安装位置，如前端）。
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气候负载须通过恒温试验?
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此负载之环境试验包含十六项，惟归纳其主要环境条件可分类为高/低温、温度变化、冰水冲击、温度冲击、防尘/防水、盐雾、气体腐蚀、湿热、太阳辐射等十类，各项试验之温度等级可参考表3定义，各安装部位所需之验证项目可参考表4说明。
表3 操作温度范围
编码
Tmin
℃
Tmax
℃
A
-20
65
B
-30
65
C
-40
65
D
70
E
75
F
80
G
85
H
90
I
95
J
100
K
105
L
110
M
115
N
120
O
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P
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