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文档简介
ISO16750-1:2023(E)中文版道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验,第1部分:一般规定前言本文件由ISO/TC22道路车辆技术委员会SC32小组委员会编制,电气和电子元件以及一般系统方面。第四版取代了经过技术修订的第三版(ISO16750-1:2018)。主要变化如下:—整合和协调ISO19453-1:2018中的内容(例如增加5.5);—整合ISO19453-1:2018中的术语,并添加考虑通用术语的术语.ISO16750系列;—修改以细分与ISO16750-4气候负荷测试相匹配的安装位置;—增加48VDUT和电压等级BDUT的工作模式(第5条);—重组工作模式表以便于理解(第5条);—关于参数检查和物理分析的试验程序说明(7.6、7.7);—集成电压等级ADUT和电压等级BDUT的编码系统的更新(第8条);—与机械和气候荷载相关的质量和体积等级的定义(附录C)。ISO16750系列中所有零件的列表可以在ISO网站上找到。有关本文件的任何反馈或问题应直接提交给用户的国家标准机构。
介绍ISO16750系列的目的是帮助用户根据预期的实际环境系统地定义和/或应用一套国际公认的环境条件、测试和操作要求,设备将在其生命周期中运行和暴露在其中。注:本版本的ISO16750系列(2023)不包含ISO16750-2中关于电压等级B组件的电压等级B电路以及48V组件的48V电路的电气测试条件或要求。有关电压等级为B的部件和48V部件的48V电路的电气测试条件或要求,请参阅ISO21498系列(电压等级为B的部件)和ISO21780(48V的部件)。在编制本文件时考虑了以下环境因素。—世界地理和气候:道路车辆几乎在地球上所有的陆地区域都有运行。因此,由于气候环境,包括昼夜和季节性周期,环境条件可能会发生显著变化。考虑到了全球范围内的温度、湿度、降水量和大气条件,包括灰尘、污染和海拔高度。—车辆类型:道路车辆内和道路车辆上的环境条件可能取决于车辆的设计属性,例如是否配备内燃机和/或电动机用于车辆推进、车辆质量、车辆尺寸、电源电压等,轻型卡车和商用(重型)公共汽车和卡车不仅由柴油或汽油发动机驱动,而且由电动机驱动。这些考虑因素包括混合动力电动汽车、电池电动汽车、增程混合动力电动车辆和燃料电池汽车,但不包括燃料电池系统专用设备。—车辆使用条件和工作模式:车内和车上的环境条件因道路质量、路面类型、道路地形、车辆使用(如通勤、牵引、货物运输等)和驾驶习惯而异。考虑了储存、启动、行驶、停车等工作模式。此外,已经考虑到,在传统车辆和混合动力电动车辆之间存在发动机转速分布的差异,其中存在关闭内燃机的驾驶模式。—设备生命周期:电气和电子设备旨在抵抗制造、运输、搬运、储存、车辆组装以及车辆维护和维修过程中所经历的环境条件。此类条件和测试(例如,通过自由落体测试进行的跌落处理)在本文件的范围内。—车辆供电电压:电源电压随车辆使用、工作模式、配电系统设计甚至气候条件而变化。—部件质量和体积:部件的质量和体积对被测器件(DUT)对环境负载的响应有重大影响,尤其是对振动和热负载的响应。对于热负载,DUT的较高热容量是主要影响因素。对于振动负载,高动态系统耦合(由高质量和惯性矩以及重心引起)变得相关。电动道路车辆的驱动系统的当前部件,例如电动机、逆变器或DC-DC转换器,往往比小型和轻型E/E设备(例如小型传感器、ECU或燃料喷射设备)大得多且重得多。添加此类设备后,本文件考虑了电动动力系部件的尺寸和质量,例如,在振动测量过程中,将这些部件的惯性质量视为对测量激励的影响。此外,当应用热轮廓时,尺寸和质量显著影响在低温和高温下的必要暴露时间,如ISO16750-4,因为在部件的核心达到预期温度需要更长的时间(稳定时间)。为了根据不同的部件质量和体积进行适当的测试,典型的解决方案之一是根据质量分类应用不同的测试剖面。本文件展示了此类质量分类的一个示例(见附录C)。—车辆中的安装位置:在当前或未来的车辆概念中,系统/部件几乎安装在车辆的任何位置。每个特定应用的环境要求在很大程度上取决于其安装位置。车辆中的每个位置都有一组不同的环境负荷。例如,发动机舱/电动机舱内的温度范围与乘客舱内的范围有很大不同。振动载荷也是如此,只是在这种情况下,不仅振动水平不同,而且振动载荷的类型也不同。车身安装的部件通常暴露在随机振动中,而对于发动机安装的系统/部件,则考虑来自发动机的额外正弦振动。此外,安装在门上的装置会受到门砰砰声的大量机械冲击。车辆制造商希望将不同的环境负荷类型和水平分组为合理数量的标准要求集。该策略使系统/部件从一个车辆项目转移到另一个项目成为可能。此外,在为未来的车辆概念设计部件时,确切的需求水平通常是未知的。预期的环境载荷通常由具有类似条件的其他车辆概念汇编而成。分组通常是通过安装位置来完成的,但很难定义正确数量的不同安装位置和各自的负载配置文件,因为只有几个需求类别和根据每个应用程序调整需求级别之间存在目标冲突。原因是环境负荷不仅取决于安装位置。还有其他主要因素会影响系统/组件的应力水平。例如,车身样式、传动系概念或封装密度可能会对安装在几乎相同位置的不同车辆上的设备产生绝对不同的需求水平。ISO16750系列的目的是为不同的负载类型定义需求类别。它区分了电气、机械、热力、气候和化学负荷。对于每种负载类型,都定义了几个需求类。每个需求类别都由一个特定的代码字母决定。通过定义代码字母组合来创建完整的环境要求集。代码字母在本文件的相应条款中进行了定义。此外,每个零件附件中的表格显示了通常的安装位置,并给出了各自代码字母的示例。对于正常应用程序,使用这些代码字母。如果一个应用程序非常具体,因此无法使用给定的代码字母组合,则可以创建新的代码字母结合来达到此目的。如果给定的代码字母都不可用,则可以使用代码字母Z来创建新的需求级别。在这种情况下,具体的需求是单独定义的,但最好不要改变测试方法。就热、机械、气候和化学负载而言,DUT至少应考虑第4条中提及的以下安装位置。制造商责任的适用性。由于技术限制或车辆设计的变化,车辆制造商可能需要将部件放置在无法承受ISO16750系列中所述环境条件的位置。在这种情况下,车辆制造商有责任提供必要的环境保护。线束、电缆和电气连接器的适用性。尽管ISO16750系列中的一些环境条件和测试可能与车辆线束、电缆及连接器有关,但其范围不足以用作一个完整的标准。因此,不建议将ISO16750系列直接应用于此类装置和设备。适用于设备内或设备上的零件或组件ISO16750系列描述了应用于直接安装在车辆中或车辆上的电气和电子设备的环境条件和测试。它不适用于作为设备一部分的零件或组件。例如,ISO16750系列不应直接应用于连接在设备中或设备上的集成电路(IC)和分立元件、电连接器、印刷电路板(PCB)、仪表等。此类零件和组件的电气、机械、气候和化学负载可能与ISO16750系列中描述的负载大不相同。另一方面,希望使用ISO16750系列来帮助推导用于道路车辆设备的零件和组件的环境条件和测试要求。例如,对于温度范围为−40°C至70°C且额外温升为20K的设备内的零件或组件,可规定温度范围为-40°C至90°C。与系统集成和验证相关的适用性ISO16750系列的用户应注意,ISO16750的范围仅限于设备级别的条件和测试,因此并不代表车辆系统完整验证和确认所需的所有条件和测试。可能需要对设备部件和车辆系统进行环境和可靠性测试。例如,ISO16750系列不一定能确保满足焊点、无焊连接、集成电路等的环境和可靠性要求。此类项目在零件、材料或装配层面得到保证。此外,可能需要车辆和系统级测试来验证车辆应用中的设备.尽管ISO16750-3中的机械负载和ISO16750-4中的气候负载的一些环境条件和测试可能与高压电池组(例如用于牵引)和内部系统或组件有关,但其范围不足以用作完整的标准。因此,不建议将ISO16750系列直接应用于此类装置和设备。专门的国际标准ISO19453-6也被考虑在内。
道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分:一般规定范围本文件适用于车辆的电气和电子系统及部件,包括根据电压等级B具有最大工作电压的电力推进系统及部件。本文件描述了潜在的环境应力,并规定了车辆上/车内特定安装位置的测试和要求。本文件包含ISO16750系列的术语和一般要求。本文件不适用于摩托车和轻便摩托车系统和部件的环境要求或测试。本文件不包括电磁兼容性(EMC)。与上一版本相比,已发布用于生产的系统及其组件,或在本文件发布日期之前已经在开发的系统及其部件,可以免于履行本版本中的更改。引用标准参考以下文件在文本中的引用方式使其部分或全部内容构成本文件的要求。对于注日期的参考文献,仅引用的版本适用。对于未注明日期的引用文件,其最新版本(包括任何修订)适用。ISO6469-3电动道路车辆—安全规范—第3部分:电气安全ISO16750-2道路车辆—电气和电子设备的环境条件和试验—第2部分:电气负载ISO16750-3道路车辆—电气和电子设备的环境条件和试验—第3部分:机械负载ISO16750-4道路车辆—电气和电子设备的环境条件和试验—第4部分:气候负荷ISO16750-5道路车辆—电气和电子设备的环境条件和试验—第5部分:化学负荷ISO20653道路车辆—防护等级(IP代码)—电气设备对异物、水和通道的防护ISO21498-1电动道路车辆—电压等级B系统和部件的电气规范和试验—第1部分:电压等级和特性ISO21780道路车辆—48V供电电压—电气要求和试验EN13018无损检测—目视检测—一般原则3.术语和定义3.1activeoperatingmode,工作模式—带电气操作和控制的运行模式,注1:该术语是为了避免重复,在描述时用于需求试验方法中提到的工作模式。示例要求中描述的术语“主动运行模式”替代了“运行模式”3.2、3.3和/或3.4”。客户(customer)—使用电气和电子设备的一方试验装置(DUT)(Deviceundertest)—待测设备、单个部件或部件组合(系统)保持时间(dwelltime)—系统/部件达到并保持在指定条件(例如温度、电压、发动机转速)内的时间电力推进系统(Electricpropulsionsystem)—牵引电机、电力电子设备及其相关控制装置的组合,用于将电能转换为机械能,反之亦然[来源:ISO6469-1:2019,3.8,修改——术语最初为“电力驱动”。]电动推进车(electricpropulsionvehicle)—具有一个或多个用于车辆推进的电力推进系统(3.5)的车辆[来源:ISO6469-1:2019,3.9,修改——该术语最初是“电动车辆”。]暴露时间(exposuretime)—系统/组件暴露于恒定测试条件(如温度、湿度)的完整时间功能测试(functionaltest)—基本测试,以验证系统/组件是否按照专门设计的方式运行,以满足代表性功能或特性,如输出信号、输出功率和绝缘性能等.—注1:功能测试在尽可能短的时间内进行,以避免系统/组件因自加热而温度上升。在可能的最短时间内执行和检查的功能或特性由客户(3.2)和供应商(3.19)之间的协议确定.热浸透温度(hot-soaktemperature),TmaxHS—在车辆停止且发动机关闭后,发动机/电动机室中可能暂时出现的环境温度的最大值最高工作温度(maximumoperatingtemperature),Tmax—系统/部件设计运行的环境温度的最大值最高工作电压(maximumworkingvoltage)—根据客户(3.2)规范,在任何正常操作条件下可能出现的交流电压(RMS)或直流电压的最高值,不考虑瞬态和纹波最低工作温度(minimumoperatingtemperature),Tmin—系统/部件设计运行的环境温度的最小值标称电压(nominalvoltage),UN—用于描述车辆12/24V电气系统的电压值油漆修补温度(paintrepairtemperature),TmaxPR—在车辆油漆修补过程中可能出现的最高温度。峰-峰电压(peaktopeakvoltage),Upp—叠加的交流电压。冗余电源电压(redundantsupply)—独立于其他电压电源运行的车辆供电电压网络中的电压电源(例如DC-DC转换器、电池、交流发电机、集成启动发电机等),示例两个单独的12V铅酸蓄电池,每个蓄电池为车辆提供一个单独的、独立的12V电网。冗余供应的DUT(redundantlysuppliedDUT)—DUT(3.3),具有两个或多个电源端口(可以包括电压线和接地线),如果其中一个电源端口上的电源中断或受到干扰,则允许以满容量或降低容量继续运行。示例:具有两个复制内部电路以实现相同功能的DUT,由两个独立的(例如电压A级)电源供电,目的是提高可用性,允许故障检测,或为单个故障提供功能容差,最常用于确保安全关键应用的可用性。稳定时间(stabilisationtime)—系统/组件达到规定条件(如温度、湿度)所需的时间供应商(supplier)—提供电气和电子设备的一方供电电压(supplyvoltage),US—随系统负荷和发电机的运行条件而变化的车辆电气系统电压最高供电电压(supplyvoltagemaximum),USmax—在规定的供电电压范围内DUT达到A级的最高供电电压。最低供电电压(supplyvoltageminimum),USmin—在规定的供电电压范围内DUT达到A级的最低供电电压。工作模式2时供电电压(supplyvoltageoperatingmode2),UB—12/24V蓄电池的电源电压(3.20),无需充电工作模式3,4时,供电电压(supplyvoltagefor48Vsystemoperatingmode3and4),U48N—48V电池/DC-DC转换器的电源电压(3.20),无需充电工作模式3,4时,供电电压(supplyvoltageoperatingmode3and4),UA—12/24V蓄电池的供电电压(3.20),外加充电实验电压(testvoltage)—实验期间施加到DUT(3.3)的电压,示例:UA和UB(见表4)热平衡(thermalequilibrium)—除非系统/部件规范另有规定,否则系统/部件中/上所有部件的温度在其最终温度的3K范围内时的状态注1:3K的公差符合IEC60068-1:2013,3.11:热稳定性,该标准提供了有散热和无散热测试设备的技术信息。无限制工作能力电压UX(unlimitedoperatingcapabilityvoltage)—指定的电源电压(3.20),在电压等级B(3.30)的电压范围(3.31)内,DUT(3.3)根据功能状态等级A执行电压等级A(voltageclassA)—最大工作电压(3.11)分别≤30Va.c.(RMS)或≤60Vd.c.的电气部件或电路的分类电压等级B(voltageclassB)—最大工作电压(3.11)分别为(>30和≤1000)Va.c.(RMS)或(>60和≤1500)Vd.c.的电气部件或电路的分类电压范围(voltagerange)—涵盖电压子类、工作电压(3.32)和工作电压偏差的通用术语工作电压(workingvoltage)—根据客户(3.2)规范,在正常操作条件下,电气系统中可能出现的交流电压(RMS)或直流电压,不考虑瞬态和纹波按安装位置分类发动机舱/电动机舱安装的设备:a).车身上:1).前端,上部;2).前端,较低3).高于侧梁;4).低于侧梁;b).车架上:1).前端,上部;2).前端,较低;3).高于侧梁;4).低于侧梁;c).车厢盖下方(发动机罩、驾驶室地板);d).在柔性充气室上,未刚性连接;e).在柔性充气室中,未刚性连接;f).在发动机/电机上:1).顶部和中部;2).底部;g).在发动机/电机中;h).在变速箱/变速箱/减速器上;i).在变速箱/变速箱/减速器中。乘客舱安装在以下位置的设备:—无特殊要求;—暴露于直接的太阳辐射;—暴露在辐射热下(例如天花板)。行李箱/货舱—设备安装在内部。安装在外部/凹洞内安装的设备:a)至车身(车身下方除外):1)-顶部;2)-侧面部分;3)-底部;b)-商用车车架:1)-框架构件之间的空间;2)-框架构件的外部空间c)-至车底/轮罩:1)-簧下质量;2)-簧载质量:i)-轴距;ii)-地面隧道;iii)-后悬;d)-至乘客舱门:1)-外部;2)-内部;e)-至发动机/电机舱盖(外侧);f)-行李箱盖/车门内/上:1)-外部;2)-内部;g)-空腔内:1)-向内部开放;2-)对外开放;h)-在特殊的隔间里。其他安装位置对于某些具有特殊环境条件的位置(例如排气系统),无法给出标准规范。在这些情况下,应在设备规范中说明荷载。载荷数据应从车辆中的相关测量中获取,并根据本文件相关部分中规定的指南,可以制定合适的试验曲线。注:例如,ISO16750-3:2023附录A和ISO16750-4:2023附录B可用于测试配置文件。工作模式一般规定表1、表2和表3给出了根据本标准的DUT工作模式的概述。每个负载条件的具体细节(例如典型模式、最大负载)由客户和供应商之间的协议确定。
表1:12/24V电系工作模式工作模式是否连线束12/24V电系供电电压负载条件辅助设备(例如冷却装置)1.1否无供电电压无负载已停用1.2是无供电电压无负载已停用2.1是UBa睡眠模式已停用2.2是UBa典型模式已停用2.3是UBa最小负载已停用2.4是UBa最大负载已停用3.1是UAa待机模式b已停用3.2是UAa典型模式已停用3.3是UAa最小负载已停用3.4是UAa最大负载已停用4.1是UAa待机模式b已激活4.2是UAa典型模式已激活4.3是UAa最小负载已激活4.4是UAa最大负载已激活.a:对于电气测试,单独的测试说明中规定了其他电压水平和电压分布(见ISO16750-2)。.b:带有微处理器的ECU,如音频、平视显示器、仪表盘等,将被激活并保持待机状态具有基本功能的模式。
表2-48VDUT的工作模式(带有12/24V电路)工作模式是否连接线束12/24V电系供电电压48V电系供电电压负载条件辅助设备(例如冷却装置)1.1否无供电电压无供电电压无负载已停用1.2是无供电电压无供电电压无负载已停用2.1是UBa无供电电压睡眠模式已停用2.2是UBa无供电电压典型模式已停用2.3是UBa无供电电压最小负载已停用2.4是UBa无供电电压最大负载已停用3.1是UAaU48N待机模式b已停用3.2是UAaU48N典型模式已停用3.3是UAaU48N最小负载已停用3.4是UAaU48N最大负载已停用4.1是UAaU48N待机模式b已激活4.2是UAaU48N典型模式已激活4.3是UAaU48N最小负载已激活4.4是UAaU48N最大负载已激活.a:对于电气测试,单独的测试说明中规定了其他电压水平和电压分布(见ISO16750-2)。b:带有微处理器的ECU,如音频、平视显示器、仪表盘等,将被激活并保持待机状态具有基本功能的模式。.注:工作模式3.X和4.X对应于ISO21780中定义的工作模式2.X
表3—电压等级为B的DUT的工作模式(具有12/24V电路)工作模式是否连接线束12/24V电系供电电压B级电路电源电压负载条件辅助设备(例如冷却装置)1.1否无供电电压无供电电压C无负载已停用1.2是无供电电压无供电电压C无负载已停用2.1是UBa无供电电压C睡眠模式已停用2.2是UBa无供电电压C典型模式已停用2.3是UBa无供电电压C最小负载已停用2.4是UBa无供电电压C最大负载已停用3.1是UAaUX待机模式b已停用3.2是UAaUX典型模式已停用3.3是UAaUX最小负载已停用3.4无应用无应用无应用无应用无应用4.1是UAaUX待机模式b已激活4.2是UAaUX典型模式已激活4.3是UAaUX最小负载已激活4.4是UAaUX最大负载已激活.a:对于电气测试,单独的测试说明中规定了其他电压水平和电压分布(见ISO16750-2)。b:带有微处理器的ECU,如音频、平视显示器、仪表盘等,将被激活并保持待机状态具有基本功能的模式。C:对于电压等级为B的电路,没有施加电压通常意味着接触器断开。工作模式1不向DUT供电—工作模式1.1:DUT未连接到线束;—工作模式1.2:DUT模拟在车辆上的安装位置,连接到线束。工作模式2DUT在测试电压UB的情况下进行电气操作,就像在关闭内燃机、断开高压电池和/或DC-DC转换器并进行所有电气连接的车辆中一样。对于特定的测试情况,可以应用其他测试电压或其他电压分布。—工作模式2.1:系统/组件功能未激活(例如睡眠模式)。—工作模式2.2:典型工作模式下具有电气操作和控制的系统/部件。—工作模式2.3:在最小负载下进行电气操作和控制的系统/部件。—工作模式2.4:在最大负载下进行电气操作和控制的系统/部件。工作模式3DUT以测试电压UA和UX进行电气操作,并进行所有电气连接。但是,没有安装辅助机器(例如冷却系统)。对于所有电压系统,可以通过客户和供应商之间的协议将工作模式3.4更改为3.2,以避免DUT过热或不可行的测试设置。在DUT具有48V电路而不具有电压等级B的电路的情况下,施加U48N而不是UX。在DUT只有12/24V电路的情况下,只提供12/24V的电压。对于特定的测试情况,可以应用其他测试电压或其他电压分布。—工作模式3.1:系统/组件功能未激活。—工作模式3.2:典型工作模式下具有电气操作和控制的系统/组件。—工作模式3.3:在最小负载下进行电气操作和控制的系统/部件。—工作模式3.4:在最大负载下进行电气操作和控制的系统/部件。注1:工作模式3.4不适用于电压等级为B的部件和系统。注2:具有48V电路负载的DUT的工作模式对应于定义的工作模式2工作模式4DUT以测试电压UA和UX进行电气操作,并进行所有电气连接。此外,还安装了一台辅助机器(如冷却系统)。工作模式(最小、典型、最大)应由客户和供应商商定。通过客户和供应商之间的协议,工作模式4.4可以更改为4.2,以避免DUT过热或不可行的测试设置。在DUT具有48V电路而不具有电压等级B的电路的情况下,施加U48N而不是UX。在DUT只有12/24V电路的情况下,只提供12/24V的电压。对于特定的测试情况,可以应用其他测试电压或其他电压分布。—工作模式4.1:系统/组件功能未激活。—工作模式4.2:典型工作模式下具有电气操作和控制的系统/部件。—工作模式4.3:在最小负载下进行电气操作和控制的系统/部件。—工作模式4.4:在最大负载下进行电气操作和控制的系统/部件。注:具有48V电路负载的DUT的工作模式对应于ISO21780中定义的工作模式2。功能状态分类一般规定该元素描述了测试期间和测试之后DUT的功能状态。应在每次试验中给出最低功能状态。设备/系统的功能及其规定的公差应由客户和供应商商定。客户和供应商可就测试设置产生的额外测试要求和限制达成一致。以下任何类别中都不允许对DUT进行不必要的操作(见6.2至6.6)。应在以下所有类别中保持符合ISO6469-3的电气安全,但E类除外,其中应特别小心处理DUT。A类在试验中和试验后,装置/系统所有功能满足设计要求。B类试验中装置/系统所有功能满足设计要求,但允许有一个或多个超出规定允差。试验后所有功能应自动恢复到规定限值。存储器功能应符合A级。C类试验中装置/系统一个或多个功能不满足设计要求,但试验后所有功能能自动恢复到规定运行。D级试验中装置/系统一个或多个功能不满足设计要求且试验后不能自动恢复到规定运行,需要对装置/系统简单操作重新激活。E级试验中装置/系统一个或多个功能不满足设计要求且试验后不能自动恢复到规定运行,需要对装置/系统修理或更换。实验与要求一般规定ISO16750-2至ISO16750-5中规定的值用作基本要求。应测试具有多个安装位置的DUT,以满足最严格的要求。应在ISO16750-3和ISO16750-4中选择适用于机械和气候载荷的适当试验剖面,参考附录C中所示的质量分类示例。DUT应接受相关规范规定的外观、尺寸和功能测试,该规范应提供在所有测试前后接受或拒绝DUT的标准(例如电气、热或机械允许限值)。DUT中配备的软件程序和存储设备应完全正常工作,直到DUT被停用。如果设备具有非易失性存储器,则应始终按照要求确保非易失存储器的完整性(而非当前状态)。通用实验条件除另有规定,所有试验在+23℃±5℃和相对湿度25%~75%的室温(RT)条件下进行。除在其他部分另有规定,试验电压应按表1的规定。如用户同意采用高于表1的试验电压,应记录在试验报告中。表4—运行模式2至4的试验电压(见5.3至5.5)电压单位为伏特实验电压A级电系B级电系12V级电系24V级电系48V级电系UA14±0.228±0.2--UB12±0.224±0.2--U48N--48±0.24-UX无限制工作能力的电压a,公差为±1%.a:根据ISO21498-1,客户和供应商之间的协议规定了无限制运行能力的电压。)试验顺序实验试前,应制定一份实验计划,说明实验的串联或并联进行的的类型、数量和组,并考虑测试的经济性和持续时间。寿命测试应专门针对产品进行定义,并在测试计划中予以考虑。附件A给出了一个例子。示例对于既有机械致动又有电路可能发生电气故障的DUT,电路的寿命测试和机械部件磨损的寿命测试都可能具有相关性。实验设置实验设置、操作负载(例如触发、原始传感器、原始执行器和更换电路)和所需边界条件的细节应由客户和供应商商定。这些细节应记录在实验计划和实验报告中。实验设备应确保满足DUT规定性能所需的所有接口都已填充并功能达到要求的水平。如果未使用整车或硬件在环(HIL)模拟,则可模拟从车辆控制器接收或传输至车辆控制器以确保DUT按预期功能的信号或消息。试验步骤试验步骤应由客户和供应商决定,并记录在实验计划中。每次试验开始时,DUT应处于规定试验条件下的温度和湿度稳定状态。DUT应完全启动,并通过功能测试进行检查。每次试验前后,应根据规范对DUT进行7.6中所述的参数检查。7.6中所述的关键参数与试验前/试验后的关键参数可能仅在规定的允许公差范围内有所不同。测量值的任何变化超过测量精度时,应按规定进行说明。应检查结果的根本原因,以便识别部件的任何异常、老化或故障。在A类至D类功能状态下,不允许损坏DUT。功能状态的证据至少通过7.6中所述的参数检查提供。应将损坏的DUT(功能状态等级E)从试验循环中移除,分析故障的根本原因并记录在案。在这种情况下,应使用新的DUT重复测试,或者应使用新DUT执行测试计划中的以下测试。该程序应由客户和供应商商定。7.7中所述的物理分析应在每个测试序列后至少对一个DUT进行。应记录处于最终验证阶段的DUT的所有零部件。这些部件的任何变更都需要重新验证或证明无影响。参数检查一组被称为关键参数的敏感参数应在部件规范中定义,并与客户协商(例如静态电流消耗、工作电流、输出电压、接触电阻、输入阻抗、信号和总线性能,例如上升和下降时间、信号电平和通信速度)。应测量关键参数,并检查DUT在室温和表4中规定的测试电压下的功能行为。对于提供错误存储器的组件功能(如过去的诊断结果),应在测试前清除存储器,并在测试期间激活存储器功能。测试结束后,应读取并记录错误记忆(例如诊断结果)。如果在测试过程中需要对关键参数进行持续监测,则客户和供应商应在测试计划中达成一致。所有结果应记录在测试报告中。物理分析(目视检查)应打开DUT,并根据EN13018进行包括外部检查在内的目视检查。损坏/变化包括裂纹、碎屑/剥落、变色和变形。注:IPC-A-610和/或IPC-J-STD-001可用作视觉质量可接受性要求。根据被检查的DUT的特性以及预期的损坏/变化类型,其他标准也可以适用于更详细地定义目视检查。部件级物理分析和附加分析(如X射线、SEM分析、截面调查以及硬件设计和连接技术的金相检查)是可选的。试验结果应记录在试验报告中。编号标识编号图1通过技术规范和/或其他文件的代码表描述了设备的参考试验。提交试验的样品应按图1的描述或其他文件确定代码/典型电压,实验电压见ISO21498-1和ISO21780化学负荷,要求见ISO16750-5典型电压,实验电压见ISO21498-1和ISO21780化学负荷,要求见ISO16750-5工作温度,要求见ISO16750-4供应电压12V/24V要求见ISO16750-2编码ISO16750-(1)-(2)-(3)-(4)-(5)-(6)-(7)防护等级要求见ISO20653防护等级要求见ISO20653气候负荷要求见ISO16750-4机械振动/机械冲击机械振动/机械冲击要求见ISO16750-3图1-编码示例示例:ISO16750-A-A-Ha-A-A-IP6K9K-A_48/B_420。此示例显示了系统/组件的环境要求的指定,其中:—ISO16750-2中代码字母A中定义的电源电压要求;—ISO16750-3中代码字母A中定义的机械载荷要求;—ISO16750-4中代码字母Ha中定义的工作温度要求;—ISO16750-4中代码字母A中定义的气候负荷要求;—ISO16750-5中代码字母A中定义的化学负荷要求;—防护等级为IP6K9K,符合ISO20653;—电压等级A测试电压48V,电压等级B测试电压420V,如表4中代码所定义字母A_48/B_420。自定义编码Z的使用ISO16750系列通过“按约定”使用代码Z来满足特殊需求和情况。代码Z的使用应仅限于客户和/或供应商确定ISO16750系列中定义的条件或测试是:文件是充分的。:—不能适当的达到期望的产品质量/可靠性目标,和/或—不实用。当使用“约定”的代码Z时,以下要求和建议适用:—应记录不使用所提供条件或测试的理由(原因);—应记录“约定”条件或测试的完整描述;—支持“约定”条件或试验适用性的数据和基本原理应记录在案;—应记录ISO16750-2至ISO16750-5中包含的与代码Z“约定”有关的任何具体信息;—客户和供应商应同意“按约定”的文件是充分的。
附件A(提供信息)实验计划示例实验计划是一份文件,描述了系统/组件测试和评估的详细要求、标准、方法、责任和总体规划、一般实验条件(见7.2)、实验顺序(见7.3)、实验设置(见7.4),实验程序(见7.5)和必要的检查和分析(见7.6和7.7)。图A.1显示了作为实验计划中的实验序列进行的测试组示例。这只是一个示例,不打算作为实际测试计划的确切模板。根据单个部件的故障机制,需要设计合适的实验顺序。考虑到实验的经济性和持续时间,单个实验序列可以并行进行。见附件B。备注:N是每个测试组的样本量。图A.1—试验组/试验顺序示例
附件B(提供信息)寿命测试/可靠性声明示例B.1.概述除了环境载荷外,车辆中使用的产品还受到其自身功能引起的载荷,以下称为功能载荷。载荷通过寿命试验模拟,寿命试验通常包括同时发生的功能载荷和相关环境载荷的组合。这些测试是根据实际操作中得出的程序进行的。B.2.寿命试验的目的B.2.1.概述根据问题的类型,需要区分两种根本不同的情况。B.2.2.潜在的设计弱点使用实时寿命测试或加速寿命测试(相应的载荷增加),可以检查设计的功能载荷与进一步的环境载荷,以发现设计弱点。通常,只有少量的DUT就足以实现这一点。这种情况是迄今为止最常见的。然而,由于DUT的数量对于统计上正确的陈述来说太低,因此结果不适合推导可靠性陈述。B.2.3可靠性确定可靠性是一项完全不同的任务。建议采用以下分步方法。确定与使用寿命相关且特定于产品的负载类型,并确定要进行的测试。确定实际负载(例如运行时间、平均温度等)。指定生存概率和置信水平,并基于统计相关性,根据实际负荷计算必要的DUT数量或测试持续时间。一般来说,这种计算需要大量的测试。基于实践经验和测试之间的适当相关性,可以通过允许的负载增加来将步骤c)产生的这种广泛测试减少到可行值。载荷的增加不会导致预期损伤过程的改变。一般来说,与检查潜在的设计弱点相比,需要进行更广泛的测试。在检查设计的第一种情况下,也应使用逐步方法;但是省略了步骤c)(统计计算)B.3.根据试验数据计算特性可靠性值B.3.1.一般统计相关性如果需要特征可靠性值,例如说明一段时间t的生存概率R(t),并具有必要的指定置信水平PA,则可以使用寿命测试数据,通过公式(B.1)中描述的统计计算来评估这些值。计算基于将威布尔分布与二项式分布相关联,得出以下结果:(B.1)公式中R(ttest):是在试验持续时间(ttest)中给定的指定使用寿命(tlife))下的生存概率;PA:是置信水平(假设);N:是DUT的数量;tlife:是指规定的使用寿命(时间、周期或操作);ttest:是测试持续时间(时间或周期或操作);β:是威布尔形式因子。当应用这种相关性时,满足两个条件。—测试期间无故障;如果发生故障,则仅使用直到第一次故障的测试持续时间进行计算。—实践中预期的故障具有威布尔分布。根据任务,求解公式(B.1)以给出所需数量;其他的量应该是已知的。如果不是这样,这些数量是通过实验或使用基于经验的数字来确定的。B.3.2中,通过一个示例对该方法进行了说明。B.3.2.1.DUT在这个例子中,选择了一种没有移动部件的塑料涂层线圈用于乘用车发动机舱。规格如下:—使用寿命:10年;—生存概率R=0,99(失败率1%);—置信水平PA=0.9(正常值)。B.3.2.2.确定特定于产品且与使用寿命相关的负载.根据用该产品和类似产品进行的实验,主载荷可以确定为由温度循环应力引起的各种部件的各种热膨胀过程引起的机械应力所产生的载荷
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