GB-T 42284.4-2022 中文版 道路车辆 电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验 第 4 部分：气候负荷

GB/T42284.4-2022中文版道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷前言本标准为GB/T42284《道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验》的第4部分，按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本标准修改采用ISO19453-4:2018《道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷》，在技术内容上与该国际标准保持基本一致，结合我国电动汽车行业技术发展实际和相关国家标准体系，进行了必要的结构调整和技术适配，以提升标准的可操作性和适用性，符合我国国家标准的编写规范。本标准由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）归口，由全国汽车标准化技术委员会电子与电磁兼容分会（SAC/TC114/SC29）执行，主管部门为工业和信息化部。本标准由中国汽车技术研究中心有限公司、上海汽车集团股份有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、长安汽车股份有限公司、深圳市航盛电子股份有限公司、苏州泰思特电子科技有限公司、上海市质量监督检验技术研究院共同起草，起草人包括许秀香、潘景文、李建明、卢兆明、何玉军、胡梦蛟、孙成明、张艳、王磊。本标准的实施旨在规范电动汽车驱动系统用电气及电子设备气候负荷试验的技术要求，明确设备在使用、存储和运输过程中可能面临的各类气候环境因素及对应的试验方法、试验条件和验收准则，验证设备对高低温、湿热、温度冲击、日晒、凝露等气候负荷的耐受能力，保障电动汽车驱动系统在各类气候环境下的可靠性、安全性和耐久性，为相关产品的设计、生产、检验和验收提供统一的技术依据，推动我国电动汽车驱动系统电气电子设备行业的标准化、规范化发展。本标准作为GB/T42284系列的重要组成部分，与系列其他部分（第1部分：一般规定、第3部分：机械负荷、第5部分：化学负荷等）配套使用，后续各部分的气候相关试验要求均需遵循本部分规定；若后续部分有特殊气候试验要求，优先执行其特殊要求，无特殊规定时，均以本部分要求为准。本标准适用于最大工作电压为B级电压的电驱动系统和部件，不适用于高压电池包（如动力电池包）和系统或其内部部件。1范围本标准规定了电动汽车驱动系统用电气及电子设备（以下简称“设备”）在使用、存储和运输过程中可能接触的气候负荷类型，以及针对这些气候负荷的试验方法、试验条件、技术要求、试验程序和验收标准，同时明确了试验设备、环境参数的通用要求。本标准适用于各类电动汽车（包括纯电动汽车、插电式混合动力电动汽车、增程式电动汽车等）驱动系统用所有电气及电子系统、组件和部件，包括但不限于驱动电机控制器、电机绕组、驱动系统线束、连接器、传感器、逆变器、转换器、车载充电机等与驱动系统直接相关的电气电子设备，涵盖设备的设计验证、生产检验、质量验收等各个环节的气候负荷试验。本标准不适用于专门设计用于极端气候环境（如极地、热带沙漠等）且有特殊气候耐受要求的电气及电子设备，此类设备的气候负荷试验要求可由供需双方另行协商确定，并在相关技术文件中明确；也不适用于电动汽车驱动系统以外的其他电气电子设备，此类设备的气候负荷试验应遵循对应的国家标准。2规范性引用文件下列文件对于本标准的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则GB/T2421.1-2008电工电子产品环境试验第1部分：总则GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.3-2016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GB/T2423.22-2012电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化GB/T42284.1-2022道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：一般规定（GB/T42284.1-2022，ISO19453-1:2018，MOD）GB/T42284.5-2022道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第5部分：化学负荷（GB/T42284.5-2022，ISO19453-5:2018，MOD）GB/T14048.1-2012低压开关设备和控制设备第1部分：总则ISO19453-4:2018道路车辆电动汽车驱动系统用电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷3术语和定义GB/T42284.1-2022中界定的术语和定义均适用于本标准，同时适用于GB/T42284系列所有其他部分，确保系列标准中术语的统一性和一致性，避免理解歧义。为便于理解和执行，此处重点明确与本部分核心内容相关的关键术语。3.1气候负荷：指电动汽车驱动系统用电气及电子设备在使用、存储和运输过程中，可能接触到的各类气候环境因素对设备产生的作用，包括但不限于高低温作用、湿热作用、温度冲击、日晒辐射、凝露、湿度变化等，可能导致设备材料性能衰减、电气性能下降、机械结构损坏、密封失效、功能失效等问题。3.2受试样品（DUT）：指按照本标准要求进行气候负荷试验的电动汽车驱动系统用电气及电子设备、组件或部件，可分为单个部件、组件总成或完整的电气子系统。3.3高低温试验：指将受试样品暴露在规定的低温或高温环境中，保持规定时间，模拟样品在极端低温或高温环境下的使用、存储状态，检验样品的高低温耐受能力。3.4湿热试验：指将受试样品暴露在规定的温度和相对湿度环境中，保持规定时间，模拟样品在潮湿、高温叠加环境下的使用状态，检验样品的抗湿热能力和密封性能。3.5温度冲击试验：指将受试样品交替暴露在规定的高温和低温环境中，快速切换温度，模拟样品在短时间内经历剧烈温度变化的场景，检验样品的温度冲击耐受能力和结构稳定性。3.6日晒试验：指将受试样品暴露在规定强度的模拟日光辐射环境中，保持规定时间，模拟样品在户外日晒环境下的使用状态，检验样品的抗日晒老化能力和材料稳定性。3.7凝露试验：指将受试样品暴露在规定的温湿度条件下，使样品表面产生凝露，模拟样品在高湿、温度骤变环境下的使用状态，检验样品的抗凝露能力和电气绝缘性能。3.8基准环境条件：指试验过程中作为参照的标准环境条件，用于试验前样品预处理、试验后样品恢复及性能检测，确保试验结果的准确性和可比性。4试验4.1一般规定电动汽车驱动系统用电气及电子设备应具备耐受本标准规定的各类气候负荷的能力，即在本标准规定的气候试验条件下，经过规定时间的试验后，设备的材料特性、电气性能、机械性能和功能状态不应发生超出允许范围的变化，确保驱动系统在各类气候环境下能够正常运行，无安全隐患。若有权威试验报告能够证明某一电气电子系统或组件对其实际使用过程中可能接触到的气候负荷具有足够的耐受能力，且该报告符合本标准的相关要求，经供需双方协商一致后，可免于进行相应的气候负荷试验，但需在产品检验报告中明确说明免于试验的依据和相关证明材料。试验设备的选型应符合本标准规定的精度要求，能够准确控制试验过程中的温度、湿度、辐射强度等参数，确保试验条件的稳定性和重复性。在设备选材过程中，应提前考虑材料对各类气候负荷的耐受能力，避免因材料选择不当导致设备无法承受气候负荷作用。试验过程中，应严格遵守气候试验安全操作规程，做好高温防烫伤、低温防冻伤、电气防短路等安全措施，操作人员需穿戴好相应的防护用品，避免试验环境对人身造成伤害；同时，需定期检查试验设备的运行状态，及时维护校准，确保设备正常运行。试验所用的试验设备应符合相关国家标准的要求，设备的精度、稳定性和安全性需满足本标准规定，温度控制精度不低于±2℃，湿度控制精度不低于±5%RH，辐射强度控制精度不低于±10%，避免因设备精度不足影响试验结果的准确性和可靠性。4.2试验目的本试验的核心目的是检验受试样品暴露在各类气候环境中的耐受能力，验证受试样品在经历高低温、湿热、温度冲击、日晒、凝露等气候负荷作用后，其电气功能、机械结构和材料性能是否仍能满足电动汽车驱动系统正常运行的要求，确保设备在实际使用过程中不会因气候负荷作用而出现故障、损坏，保障驱动系统的稳定性和安全性。需要特别说明的是，本试验仅用于评估受试样品的气候负荷耐受能力，不作为产品寿命试验使用，也不涵盖极端气候环境下的特殊耐受验证，仅针对电动汽车驱动系统正常使用过程中可能遇到的常规气候负荷场景进行验证。4.3通用试验条件在无其他特殊规定的情况下，所有气候负荷试验的基准环境条件为：标准大气压86kPa~106kPa，室温（23±5）℃，相对湿度25%~75%。试验前，受试样品应在该基准环境条件下放置至少2小时，直至样品状态稳定，避免初始温度、湿度差异影响试验结果的准确性。受试样品的安装位置主要分为驱动电机舱、底盘驱动区域、车内驱动控制区域及其他特殊位置，不同安装位置对应的气候负荷类型、强度和作用时间各不相同。其中，驱动电机舱和底盘驱动区域的气候环境相对恶劣，需承受剧烈的温度变化、高湿度、日晒辐射等气候负荷，负荷强度和作用时间相对较高；车内驱动控制区域的气候环境相对温和，温度、湿度变化较为平缓，主要需考虑车内温湿度波动、轻微日晒辐射的影响，气候负荷强度较低。每个受试样品仅需针对其实际安装位置对应的主要气候负荷类型完成试验，若受试样品可能接触多种气候负荷，需分别按照对应负荷的要求完成试验流程，试验之间需确保受试样品恢复至初始稳定状态，避免不同气候环境之间的相互影响，确保试验结果的真实性和可靠性。试验过程中，除另有规定外，受试样品应按照其额定工作条件进行通电运行，电源电压应稳定在其额定电压范围内，波动范围不超过±5%，确保样品在试验过程中处于正常工作状态，模拟实际使用场景下的气候负荷作用。4.4受试样品（DUT）条件在进行试验前，受试样品应进行初始目视检查和功能测试，详细记录检查数据和测试结果，作为试验后对比分析的依据，确保试验前后数据的可追溯性。检查内容包括样品无破损、无变形、无电气故障，表面清洁无污渍、无锈蚀，标志和标签清晰可见，电气连接部位牢固无松动，电气接口接触良好，密封部位无破损、无泄漏，符合产品技术规范的要求。受试样品需按照其在电动汽车驱动系统上的实际安装方式进行安装和固定，使用与实际车辆一致的安装支架、固定螺栓等配件，确保样品的安装角度、受力状态、电气连接方式与实际使用场景完全一致。若样品为组件或总成，应完整安装其配套部件，确保试验过程中样品的受力和电气连接符合实际情况，密封部位按照实际使用要求进行密封处理。对于需要通电运行的受试样品，试验前需检查其电气性能参数，确保其符合产品技术要求，试验过程中应按照其额定工作条件提供稳定的电源，必要时需连接相应的负载，模拟实际使用时的负载状态，避免因空载或负载异常影响试验结果。受试样品的数量应满足试验要求，对于破坏性气候试验（如长期高温试验、剧烈温度冲击试验等），每个试验项目需单独准备受试样品，不得重复使用；对于非破坏性试验，可根据试验要求重复使用同一受试样品，但需确保试验之间样品恢复至初始稳定状态，避免前一次试验对后一次试验结果产生影响。每个受试样品均应进行清晰标识，标注样品名称、型号、规格、生产厂家、生产批号、试验编号等信息，确保样品的可追溯性。4.5试验设备条件试验所用气候试验设备应符合相关国家标准要求，能够准确模拟各类气候环境，满足本标准规定的试验参数要求，设备的运行稳定性、参数控制精度需达到规定标准，确保试验条件的一致性和试验结果的准确性。常用气候试验设备包括高低温试验箱、湿热试验箱、温度冲击试验箱、日晒试验箱等，各类设备的具体要求如下：高低温试验箱应能够实现-50℃~150℃的温度调节范围，温度控制精度±2℃，温度均匀度±3℃，能够稳定保持设定温度；湿热试验箱应能够实现0℃~100℃的温度调节范围和20%~98%RH的相对湿度调节范围，温度控制精度±2℃，湿度控制精度±5%RH，能够稳定保持设定的温湿度条件；温度冲击试验箱应能够实现-50℃~150℃的温度调节范围，高低温切换时间不超过5分钟，温度控制精度±2℃，能够模拟快速温度变化场景；日晒试验箱应能够模拟自然日光辐射，辐射强度可调节范围为500W/m²~1200W/m²，辐射均匀度±10%，能够控制试验温度和湿度，模拟户外日晒环境。试验设备在使用前需进行校准，确保设备参数控制精度符合本标准要求，校准周期不超过12个月，校准记录需妥善保存，作为试验结果有效性的佐证。试验过程中，需实时监控设备运行参数，及时记录参数变化情况，若出现参数异常，应立即停止试验，排查设备故障，待设备校准合格后重新进行试验。试验设备的安装和使用应符合设备说明书要求，放置在通风、干燥、无振动、无腐蚀性气体的环境中，避免环境因素影响设备的运行稳定性和使用寿命。试验结束后，需对设备进行清洁、维护，关闭设备电源和水源，妥善处理试验过程中产生的冷凝水等废弃物。4.6操作方法本标准规定了五种主要的气候负荷试验操作方法，分别为低温试验、高温试验、湿热试验、温度冲击试验和日晒试验，每种方法的操作要求如下，试验过程中需严格按照操作步骤执行，确保试验规范、可重复。有多种温度调节方法时可选其中任意方法，提升试验的可操作性。低温试验：将受试样品按照实际安装方式固定在高低温试验箱内，确保样品与试验箱内壁无接触，避免影响温度均匀性。将试验箱温度调节至规定的低温值，待温度稳定后，开始计时，保持规定的试验时间。试验过程中，实时监控试验箱内温度和受试样品状态，确保温度稳定在规定范围内。试验结束后，停止试验，将受试样品留在试验箱内，缓慢升温至基准环境温度，升温速率不超过10℃/小时，避免温度骤升对样品造成损坏，待样品温度稳定后，取出样品，在基准环境条件下稳定2小时后进行后续检查。高温试验：将受试样品按照实际安装方式固定在高低温试验箱内，确保样品与试验箱内壁无接触，避免影响温度均匀性。将试验箱温度调节至规定的高温值，待温度稳定后，开始计时，保持规定的试验时间。试验过程中，实时监控试验箱内温度和受试样品状态，确保温度稳定在规定范围内，若样品为通电运行状态，需监控样品的电气性能参数，及时记录异常情况。试验结束后，停止试验，将受试样品留在试验箱内，缓慢降温至基准环境温度，降温速率不超过10℃/小时，避免温度骤降对样品造成损坏，待样品温度稳定后，取出样品，在基准环境条件下稳定2小时后进行后续检查。湿热试验：将受试样品按照实际安装方式固定在湿热试验箱内，确保样品与试验箱内壁无接触，避免影响温湿度均匀性。将试验箱温度和相对湿度调节至规定值，待温湿度稳定后，开始计时，保持规定的试验时间。试验过程中，实时监控试验箱内的温湿度和受试样品状态，确保温湿度稳定在规定范围内，定期检查样品表面是否产生凝露，记录凝露情况。试验结束后，停止试验，将受试样品留在试验箱内，保持温度不变，逐渐降低相对湿度至基准环境湿度，然后将温度调节至基准环境温度，待样品状态稳定后，取出样品，在基准环境条件下稳定2小时后进行后续检查。温度冲击试验：将受试样品按照实际安装方式固定在温度冲击试验箱的样品架上，确保样品在高低温区切换时无碰撞、无损伤。设置试验箱的高温值、低温值和停留时间，启动试验，试验箱将自动切换高低温环境，使受试样品交替暴露在高温和低温环境中，完成规定的循环次数。试验过程中，实时监控试验箱的温度和样品状态，确保温度切换时间和停留时间符合规定要求。试验结束后，停止试验，将受试样品放置在基准环境条件下，稳定2小时后进行后续检查。日晒试验：将受试样品按照实际安装方式固定在日晒试验箱内，调整样品角度，确保样品表面能够均匀接收模拟日光辐射，避免样品遮挡辐射光线。设置试验箱的辐射强度、试验温度和相对湿度，待参数稳定后，开始计时，保持规定的试验时间。试验过程中，实时监控辐射强度、温湿度和样品状态，定期转动样品，确保样品各表面均匀受辐照。试验结束后，停止试验，将受试样品取出，放置在基准环境条件下，稳定2小时后进行后续检查。4.7试验条件根据受试样品的安装位置和实际使用场景，确定各类气候负荷试验的具体条件，包括试验温度、相对湿度、试验时间、循环次数、辐射强度等，具体要求如下，供需双方可根据实际需求协商调整，但需在试验报告中明确说明。驱动电机舱安装的受试样品：低温试验的温度为-40℃~-30℃，试验时间为24小时~48小时；高温试验的温度为85℃~95℃，试验时间为24小时~48小时；湿热试验的温度为40℃~50℃，相对湿度为85%~95%，试验时间为72小时~120小时；温度冲击试验的高温为85℃，低温为-40℃，高低温停留时间各为1小时，循环次数为10~20次；日晒试验的辐射强度为800W/m²~1000W/m²，试验温度为45℃~55℃，相对湿度为40%~60%，试验时间为100小时~200小时。底盘驱动区域安装的受试样品：低温试验的温度为-35℃~-25℃，试验时间为12小时~24小时；高温试验的温度为75℃~85℃，试验时间为12小时~24小时；湿热试验的温度为35℃~45℃，相对湿度为80%~90%，试验时间为48小时~72小时；温度冲击试验的高温为75℃，低温为-35℃，高低温停留时间各为1小时，循环次数为5~10次；日晒试验的辐射强度为600W/m²~800W/m²，试验温度为40℃~50℃，相对湿度为30%~50%，试验时间为80小时~150小时。车内驱动控制区域安装的受试样品：低温试验的温度为-20℃~-10℃，试验时间为6小时~12小时；高温试验的温度为65℃~75℃，试验时间为6小时~12小时；湿热试验的温度为30℃~40℃，相对湿度为70%~80%，试验时间为24小时~48小时；温度冲击试验的高温为65℃，低温为-20℃，高低温停留时间各为1小时，循环次数为3~5次；日晒试验的辐射强度为500W/m²~600W/m²，试验温度为35℃~45℃，相对湿度为40%~60%，试验时间为50小时~100小时。其他特殊位置安装的受试样品，气候负荷试验条件可根据其实际使用环境，结合上述要求，由供需双方协商确定，确保试验能够充分模拟实际气候作用场景，全面验证样品的耐受能力。4.8试验步骤试验需按照“预处理—初始检测—试验加载—试验后处理—最终检测—结果评价”的流程执行，具体步骤如下，确保试验过程规范、可重复，试验结果真实可靠：第一步，预处理：将受试样品放置在基准环境条件下进行预处理，放置时间不少于2小时，确保样品状态稳定，记录样品的初始外观和电气性能参数。第二步，初始检测：对预处理后的受试样品进行目视检查和功能测试，详细记录检查结果和测试数据，包括样品的外观状态、电气性能参数、功能完整性、密封性能等，作为试验后对比分析的依据。第三步，试验加载：将受试样品按照规定的安装方式固定在试验设备上，根据试验类型调整试验设备参数至设定值，待设备参数稳定后，按照规定的操作方法进行试验加载，试验过程中实时监控样品状态、设备参数，及时记录异常情况，按照要求的间隔时间记录试验数据。第四步，试验后处理：试验达到规定要求后，停止试验，按照相应试验方法的要求，对受试样品进行后处理，如缓慢升温、降温、除湿等，避免样品因环境骤变造成损坏，然后将样品放置在基准环境条件下进行恢复，恢复时间不少于2小时，确保样品状态稳定。为了避免凝露残留影响试验结果，允许在检查前将样品表面的凝露清除。第五步，最终检测：对后处理后的受试样品进行再次目视检查和功能测试，详细记录检查结果和测试数据，与初始检测数据进行对比，分析样品的性能变化、外观变化和功能完整性。第六步，结果评价：根据最终检测结果和验收等级要求，评价受试样品的气候负荷耐受能力，判断样品是否符合试验要求，撰写试验报告。若试验过程中出现设备故障、参数异常或样品损坏等情况，应立即停止试验，切断试验设备电源，记录异常现象和试验参数，分析异常原因，待设备修复并校准合格后，重新进行试验，原试验数据无效，不得作为验收依据。4.9试验要求试验结束后，受试样品的功能状态应达到GB/T42284.1-2022中定义的C级及以上验收要求，即样品的基本功能正常，无明显损坏、变形、开裂、脱落等现象，电气性能指标在允许范围内，机械连接牢固，密封性能良好，能够满足电动汽车驱动系统正常运行的基本需求，无安全隐患。具体要求如下：材料性能方面，样品表面无明显变色、开裂、脆化、软化、剥离、锈蚀等气候老化现象，塑料部件无变形、龟裂，金属部件无锈蚀，密封件无老化、破损、泄漏；电气性能方面，样品的输入输出电压、电流、功率等参数与试验前的偏差不超过±10%，绝缘电阻不低于1MΩ，无短路、漏电、接触不良、信号中断等故障，能够正常实现其设计功能；机械性能方面，样品的外壳无变形、开裂、破损，电气连接部位无松动、脱落，连接器插拔可靠，线束无断裂、破损，标志和标签保持清晰可见，便于后续的识别和追溯。对于驱动电机控制器、逆变器等核心设备，试验后应达到B级及以上验收要求，即核心功能正常，次要功能可能出现轻微衰减但不影响驱动系统正常运行，电气性能参数偏差不超过±5%，无任何影响安全性的缺陷。若供需双方有其他特殊要求，可在试验前协商确定，明确试验参数、验收标准等内容，并在试验报告中详细说明。若试验后样品未达到规定要求，需分析不合格原因，重点排查样品设计、材料选择、密封工艺、防护措施等方面的问题，重新调整样品设计或工艺，再次进行试验验证，直至样品符合要求。附录A（资料性附录）试验设备参数参考本附录为资料性附录，仅提供电动汽车驱动系统用电气及电子设备气候负荷试验常用设备的参数参考，供需双方可根据实际需求协商确定具体的设备规格和参数，不强制要求采用。A.1高低温试验箱：温度调节范围-50℃~150℃，温度控制精度±2℃，温度均匀度±3℃，升温速率0.5℃/min~5℃/min，降温速率0.5℃/min~3℃/min，工作室容积根据受试样品大小选择，应满足样品放置后与箱壁的距离不小于5cm，确保温度均匀性。A.2湿热试验箱：温度调节范围0℃~100℃，相对湿度调节范围20%~98%RH，温度控制精度±2℃，湿度控制精度±5%RH，温湿度均匀度±3℃、±5%RH，工作室容积根据受试样品大小选择，具备自动加湿、除湿功能，能够稳定保持设定的温湿度条件。A.3温度冲击试验箱：温度调节范围-50℃~150℃，高温区温度控制精度±2℃，低温区温度控制精度±2℃，温度切