新能源电动汽车驱动器可靠性试验规范V2.0

.新能源汽车驱动器环境可靠性试验规范目录一目的和范围2二引用标准2三试验设备要求3四术语定义31. 标准大气条件32. 高温贮存试验33. 低温贮存试验34. 高温运行试验35. 低温运行试验36. 恒定湿热试验37. 温度循环试验38. 高温极限试验49. 低温极限试验410. 冷启动试验411. 冷热冲击试验412. 盐雾试验413. 粉尘试验414. 防水试验415. 符号定义4;,.16. 正弦振动517. 随机振动518. 跌落519. halt （ highly accelerated life test ）520. 加速寿命试验521. 绝缘电阻5五规范内容61. 一般试验步骤62. 试验应力62.1 高温贮存62.2 低温贮存72.3 高温运行82.4 低温运行92.5 恒定湿热试验102.6 温度循环试验112.7 交变湿热试验122.8 低温极限测试142.9 高温极限测试142.10 盐雾试验152.11 冷热冲击162.12 正弦振动试验162.13 粉尘试验172.14 防水试验172.15 包装随机振动试验182.16 包装跌落试验182.17 halt 试验192.18 随机振动寿命试验19六顺序应力测试20七附录211. 附录一：不同环境应力对应的失效模式212. 附录二： ipxx （防尘等级 & 防水等级），参考如下21八注意事项22九电动汽车驱动器可靠性试验时间统计22一目的和范围本文档描述了电动汽车驱动器可靠性试验规范，包含气候（环境）试验（含高低温储存试验，高低温运行试验，湿热存储及运行试验，温度循环试验，冷热冲击试验、高低温极限试验、 ip 防护试验、盐雾试验）和机械（环境）试验（含振动、跌落试验）。本文档旨在规范电动汽车驱动器可靠性试验方法，适用于研发阶段电动汽车驱动控制器的摸底及型式试验等。二引用标准gbt18488.1-2006 电动汽车用电机及其控制器，第1 部分：技术条件gbt18488.2-2006 电动汽车用电机及其控制器，第2 部分：试验方法iso 16750-2006 道路车辆：电气及电子设备的环境条件和试验iso 20653-2006 道路车辆防护等级，电气设备对外来物、水和接触的防护qct_413-2002 汽车电气设备基本技术条件gb-t 2423.01-2008电工电子产品环境试验第 2 部分试验方法试验 a ： 低温gb-t 2423.02-2008电工电子产品环境试验第 2 部分试验方法试验 b：高温gb-t 2423.03-2006电工电子产品环境试验第 2 部分试验方法试验 cab：恒定湿热试验gb-t 2423.04-2008 电工电子产品环境试验第 2 部分 试验方法试验 db 交变湿热（ 12h 12h 循环）gb-t 2423.17-2008电工电子产品环境试验第 2 部分试验方法 _试验 ka 盐雾gb-t 2423.18-2012环境试验第 2 部分：试验方法试验 kb：盐雾，交变(氯化钠溶液 ) gbt 2423.37-2006电工电子产品环境试验第 2 部分：试验方法试验 l 沙法试验gb-t 2423.34-2012环境试验第 2 部分：试验方法试验 zad ：温度湿度组合循环试验gbt 2423.56-2006电工电子产品环境试验第 2 部分：试验方法试验 fh：宽带随机振动 （数字控制）和导则试验三试验设备要求试验设备定期校准，保证试验设备温度的容许偏差范围为2，湿度容许偏差范围为 5%。四术语定义1. 标准大气条件温度： +15 +35 ，相对湿度：25%rh-75%rh ，大气压力约为1.013 105pa。2. 高温贮存试验确定测试样品（在包装状态下）在高温条件下贮存的适应性。3. 低温贮存试验确定测试样品（在包装状态下）在低温条件下贮存的适应性。4. 高温运行试验确定测试样品在高温条件下工作的适应性。5. 低温运行试验确定测试样品在低温条件下工作的适应性。6. 恒定湿热试验确定测试样品在高温高湿条件下工作的适应性。7. 温度循环试验确定测试样品在温度变化条件下工作的适应性。8. 高温极限试验找产品的高温工作极限，目的是找产品薄弱点，同时观察产品高温规格之上有多大余量。9. 低温极限试验找产品的低温工作极限，目的是找产品薄弱点，同时观察产品低温规格之下有多大余量。10. 冷启动试验验证产品低温条件下能否正常启动，本文定义产品在低温条件下冷冻半小时后，上电运行。在低温工作和低温极限试验中都应进行冷启动试验，低温工作时应进行两次冷启动试验，低温极限试验每个温度点进行一次冷启动试验。11. 冷热冲击试验考察器件、或单板在高低温交替环境的适应性。12. 盐雾试验确定产品在盐雾环境中的适应性。13. 粉尘试验确定产品在有粉尘环境中的适应性。14. 防水试验防水试验是用于确定、评价设备在使用过程中耐受湓淋或降落在其上面的液态水影响的能力。15. 符号定义th，保持时间，tr，升温时间，tf ，降温时间。16. 正弦振动正弦振动试验使用变化或固定频率和幅值的正弦信号，在每一瞬时仅施加一个频率，试验条件包括频率范围（频带）或固定频率、振幅和试验持续时间。17. 随机振动未来任一给定时刻的瞬时值不能预先确定的机械振动，无法用确定性函数而须用概率统计方法定量描述其运动规律的振动叫随机振动，如运输过程中汽车上的物品所受的振动。18. 跌落跌落试验用于模拟产品包装后不同的棱、 角、面于不同的高度跌落于地面时的情况， 从而评估产品受损情况及评估产品包装组件在跌落时所能承受的跌落高度及耐冲击强度。从而根据产品实际情况进行改进、完善结构设计或完善包装设计19. halt （ highly accelerated life test）高加速寿命试验。halt 是一种发现缺陷的工序，它通过设置逐级递增的环境应力，来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱点，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到提升可靠性的目的，最大的特点是设置高于样品设计运行限的环 境应力，从而使暴露故障的时间大大短于正常可靠性应力条件下的所需时间。20. 加速寿命试验加速寿命试验 （ accelerated life test）是指采用加大应力的方法促使样品在短期内失效， 以预测在正常工作条件或储存条件下的可靠性，但不改变受试样品的失效分布。即试验应力不能超过样品任何一个器件或材料的额定应力。21. 绝缘电阻绝缘电阻是电气设备和电气线路最基本的绝缘指标。五规范内容1. 一般试验步骤初始检测在进行任何试验之前，试验样品应在试验的标准大气条件下进行电性能（含绝缘电阻） 测量以及外观检查。试验对试验样品施加规定的环境应力，以便确定这种应力对样品工作状态或存储状态的影响。恢复存储类试验在试验之后最后检测之前，为使试验样品性能稳定，应使样品恢复到正常的大气条件下。最后检测恢复期结束后，试验样品应按产品相关标准进行电性能（含绝缘电阻）测量以及外观检查。2. 试验应力2.1 高温贮存初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温箱内，使箱内温度升（1 /min）至105或85（水冷机型105，风冷为 85），保持 48h。恢复将温度降（ 1 /min ）至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内降温时间不计入恢复时间。最后检测.检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.1.2.1 节2.2 低温贮存初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温箱内，使箱内温度降至-40，保持24h。升降温速率为1/min 。恢复将温度升至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内升温时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.1.1.1 节2.3 高温运行初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温箱内，使箱内温度升至85或 65（水冷机型85，风冷为65）， 上电运行，保持96h。升降温速率为1 /min。恢复下电停机，将温度降至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内降温时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.1.2.2 节2.4 低温运行初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验受试样品放入温箱内，设备下电，降温速率为1 /min ，使箱内温度降至-40，温箱温度在 -40保持4h 后，设备上电，-40温度停留时间为24h，低温试验结束后升温至常温， 设备下电，升温速率为1 /min。为了防止冷凝发生，升至常温后应保持1 小时以上。恢复下电停机，将温度升至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内升温时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.1.1.2 节2.5 恒定湿热试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温湿箱内，使箱内温度升至40，湿度升至93%，上电运行，保持21天。升降温速率为1 /min 。恢复下电停机，将温湿度恢复至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内降温降湿时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.7 节2.6 温度循环试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温湿箱内，使箱内温度降（ 1 /min）至 -40，在 -40保持 1 小时 30 分钟，然后升温至 85或 65（水冷机型 85， 风冷为 65），在 85保持 1 小时 30 分钟， 升降温速率为 1 /min，共计 30 个循环。设备上电运行：上电运行阶段为低温 -40保持阶段最后 30 分钟，以及升温到 20开始运行至 85保持结束。表一时 间 min温度变化及保持参考表格温度02060-40150-4021020275853658543020恢复下电停机，将温湿度恢复至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内降温降湿时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso 16750-4 ， 5.3 节2.7 交变湿热试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验交变湿热共执行10 个循环，单个循环描述如下：a）试验箱的温度在1.5h 内，应连续升到（652）或（ 852）（水冷机型85，风冷为 65）。相对湿度为（933） %。b) 试验箱的温度和相对湿度分别保持为（652）和（ 933）%，直到循环试验开始后 5.5h 止。c) 试验箱的温度在1.5h 内降至 （252）。在此期间相对湿度应保持在80% 96%范围内，在 25时保持1h。d） 自循环开始后8h 起，试验箱的温度应在1.5h 2.5h 内应连续升到（652）。相对湿度为（ 933） %。e） 试验箱的温度和相对湿度分别保持为（ 652）和（ 933）%，直到循环开始后13.5h止。f） 试验箱的温度在1.5h 内降至（ 252）。在此期间相对湿度应保持在80%96% 范围内。g） 试验箱继续稳定保持为温度（252）、相对湿度（933）%，直到低温循环开始或 24h 循环结束，即在26保持 9 小时。表二交变湿热试验参考表102593%不工作21.56593%不工作346593%不工作41.52593%不工作512593%不工作61.56593%不工作746593%工 作 10min81.52593%不工作992593%工 作 10min恢复变化阶段持续时间温度湿度是否工作循环次数10下电停机，将温湿度恢复至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内降温降湿时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.6.2.3 节2.8 低温极限测试初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温箱内，使箱内温度降(1 /min) 至-10 ，半小时后上电运行，-20共保持 1h，然后分别降至-30、 -40、 -50， -60，每个温度点做冷启动一次，每个温度点共保持1 小时。 -50内能正常启动。恢复试验结束后将温箱内温度升（1 /min ）至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内升温时间不计入恢复时间。最后检测恢复条件下产品应能正常工作。然后上电（含绝缘电阻）测试。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.2.1 节2.9 高温极限测试初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入温箱内，使箱内温度升高（1 /min ）至 65并保持1h，然后分别升至75、 85、 95、 105，每个温度点共保持1 小时，直到产品报过温保护或其他原因导致的不能正常运行则停止试验。根据试验结果判断过温告警上报是否满足设计要求，或不能正常工作的原因是否可以接受。恢复试验结束后将温箱内温度降（1 /min ）至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内升温时间不计入恢复时间。最后检测恢复条件下产品应能正常工作。然后上电（含绝缘电阻）测试。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.2.1 节2.10 盐雾试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能测试。条件试验盐雾箱指标：盐水浓度：5%，盐水 ph 值： 6.5，试验对象为整机，盐雾箱放置7*24 小时。恢复将温度升至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，箱内升温时间不计入恢复时间。最后检测检查外观应符合产品标准的要求，然后检查外观、功能性能检测，应无异常。注：参考iso16750-4 ， 5.5 节2.11 冷热冲击初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电性能（含绝缘电阻）测试。条件试验将受试样品放入冲击箱内，低温-40，高温80，高低温各保持30min ，温度恢复时间3min ，共计 200 个循环。恢复下电停机，将温度恢复至正常大气条件。最后检测检查密封，检查外观应符合产品要求，然后上电（含绝缘电阻）测试，应能正常工作。试验参考曲线：注：参考iso16750-4 ， 5.5 节2.12 正弦振动试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验垂直 z 方向： 1025hz ，振幅 1.2mm，峰峰值2.4mm;25500hz ，加速度30m/s2。水平 x 、y 方向 : 1025hz，振幅0.6mm，峰峰值1.2mm;25500hz ，加速度15m/s2 要求上电运行。每个方向8 小时。恢复振动停止。最后检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。注：参考qct_413-2002_ 汽车电气设备基本技术条件，3.12 节2.13 粉尘试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验防尘等级执行ip6x ，振动 10s，吹尘 1 分钟， 静置 59 分钟， 为一个循环， 8 个循环。恢复将温度升至正常大气条件，并在此条件下恢复1h，从粉尘箱拿出样品，拆开外壳观察是否有粉尘入内。最后检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。注：参考iso60253 道路车辆防护等级，第5 节2.14 防水试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验风冷机器执行ipx5 ，各个方向喷水总共3min ，水冷机器执行ipx7 ， 1m 深水浸泡半小时。恢复将温度升至正常大气条件。最后检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。注：参考iso60253 道路车辆防护等级，第6 节2.15 包装随机振动试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验测试条件如下最后检测拆开包装检查，包装无破损、样品无撕裂、变形、脱落，上电后样品无异常，。注：参考gb/t 2423.56-2006 ， 第 5 节2.16 包装跌落试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验跌落条件参考下表：表三 包装跌落参考参考重量（ kg）跌落高度(mm)99 -1818 - 2727 - 3636 - 4545 - 6868 - 113113760660600450380300250200最后检测拆开包装检查，包装无破损、样品无撕裂、变形、脱落，上电后样品无异常。注：参考gb-t 2423.08-1995 ， 第 8 节2.17 halt试验halt 试验主要针对单板级或子系统级（如一个驱动器）进行试验，用于发现其薄弱点， halt 试验参考 step 产品 halt 试验规范v1.0 2.18 随机振动寿命试验初始检测按相关规范规定对试验样品进行外观检查及电气性能（含绝缘电阻）测试。条件试验测试条件如下.最后检测样品无撕裂、变形、脱落，上电后样品无异常，。注：参考iso16750-3 ， 4.1.2.7.2节六顺序应力测试顺序应力试验思路是根据试验先后顺序来安排试验，先后顺序的依据可以是实际应用可能出现的应力顺序，如产品一般先进行包装运输、存储再安装运行，也可以根据试验特点任意安排，这样安排的目的是通过有限的样品尽可能多的发现产品缺陷。七附录1. 附录一：不同环境应力对应的失效模式;,.缺陷类型表四 环境应力对应的失效模式或失效机理环境应力温度循环虚焊、冷焊高温低温（含冷热冲击）湿度盐雾振动及跌落器件参数漂移电路板开短路错 用 器 件 密封件失效器件污染、锈蚀劣质器件结构裂缝、撕裂接插件松动结构件变形器件过热时序不当2. 附录二：ipxx （防尘等级& 防水等级），参考如下防护范围说明无防护防止直径大于体外物侵入50mm的固对外界的人或物无特殊的防护防止人体（如手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸 (直径大于 50mm) 的外物侵入表五，防尘等级参考数字01防止直径大于12mm 的 固2体外物侵入防止大于直径2.5mm 的 固3体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸(直径大于12.5mm) 的外物侵入防止直径或厚度大于2.5mm 的工具、 电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件4防止大于直径1.0mm 的固防止直径或厚度大于1.0mm 的工具、 电线及类似的小型外物侵入体外物侵入而接触到电器内部的零件5防止外物及灰尘完全防止外物侵入，但灰尘的侵入量不会影响电器的正常运作6防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入表六，防水等级参考数防护范围说明字0 无防护对水或湿气无特殊的防护垂直落下的水滴（如凝结水）不会对产品造成损坏，模拟1 防止水滴侵入1分钟 1mm 降雨量，持