ISO 16750-3-2018 道路车辆 电气电子设备环境条件与试验 第3部分：机械负荷试验

ISO16750-3:2018道路车辆电气电子设备环境条件与试验第3部分：机械负荷试验前言本标准由国际标准化组织ISO道路车辆技术委员会牵头组织编制并发布，为ISO16750系列道路车辆电气电子设备环境试验核心分项标准，替代过往老旧版本机械负荷相关试验规范，是全球范围内各类乘用车、商用载货车、专用作业车辆及新能源汽车全品类车载电气电子零部件机械环境适应性设计研发、样品定型验证、量产一致性考核、年度型式合规试验、产品改型确认及售后失效溯源测试的基础性权威国际通用标准。本标准与ISO16750-1通用总则基础标准配套协同实施，专门针对道路车辆整车全生命周期服役过程中各类机械力学载荷工况，统一规范车载电气电子设备专属机械负荷试验严酷等级、试验工况条件、安装固定要求、试验操作流程、功能判定准则及失效否决依据，构建全球统一的车规级电气电子产品机械可靠性试验认证技术体系。本标准编制全程遵循国际电工电子环境试验通用基础准则、道路车辆整车实际行驶力学载荷实测数据、车载电控电器零部件长期服役可靠性工程要求，全面适配传统燃油车辆、纯电动车辆、插电混动车辆、增程式车辆全品类车载电气电子设备，覆盖整车不同安装位置对应的差异化机械负荷严苛等级，包含发动机舱安装件、车身底盘安装件、座舱内饰安装件、悬架周边安装件、高压电控舱安装件等不同区域零部件专属试验分级要求。标准充分兼顾车辆常规铺装路面行驶、颠簸坏路行驶、越野复杂路况行驶、车辆启停加速减速交变工况、长期路面随机振动、行车突发机械冲击、车辆运维拆装机械磕碰、安装固定静态机械载荷等全场景机械服役工况，系统明确车载电气电子设备通用机械设计基础要求、各类振动试验专项规范、机械冲击试验技术细则、静态恒定加速度试验要求、机械安装强度负荷试验规范、外部机械磕碰防护试验准则、试验样品预处理规程、试验过程功能监测要求、合格判定与失效否决规则、试验报告编制规范及产品试验配套管控全链条技术条款，所有技术要求以保障车载电气电子设备全生命周期机械结构完好、电气功能稳定、行车运行安全为核心底线。本ISO16750-3:2018国际标准自正式生效实施之日起，全球所有汽车整车制造企业、车载电气电子设备研发生产厂商、零部件配套供货机构、第三方车规检测认证实验室及汽车零部件运维服务单位，均需严格遵照本标准各项条款开展车载电气电子产品机械负荷试验验证与质量合规管控工作。凡装车配套使用的各类车载电控单元、配电装置、连接器线束、传感器执行器、高压低压电气模块等电气电子设备，必须满足本标准对应安装位置分级的机械负荷试验全部技术条件及合格判定要求，未通过本标准机械负荷试验验证及合规判定的车载电气电子产品，严禁整车装车配套、批量生产销售及市场售后替换使用。本标准最终解释权归国际标准化组织ISO所有，后续将根据全球汽车电动化技术迭代、整车底盘悬架结构升级、车载电子集成度提升及市场实际应用质量反馈，适时开展标准修订升级与机械负荷试验条款增补优化工作。1范围本ISO16750系列标准第3部分规定了道路车辆用各类车载电气电子设备的专属术语和定义、规范性引用支撑文件、产品机械负荷试验通用基础总则、按整车安装位置划分的试验严酷等级分级准则、各类机械负荷专项试验技术要求、试验样品安装固定与夹具适配要求、试验前置预处理规范、试验过程样品工作模式配置要求、振动试验冲击试验静态载荷试验统一操作规程、试验期间功能监测管控要求、试验后样品外观结构复检与电气性能复测要求、产品合格判定与失效否决判定规则、试验记录与试验报告编制规范、产品试验配套管控全维度基础性机械负荷试验技术条件与合规管控细则。本标准适用于所有道路车辆搭载的全部车载电气电子系统及配套零部件，涵盖低压信号控制类电子设备、低压功率供电类电气设备、新能源汽车高压驱动及高压配电类电气电子装置，适配标准规定的B级电压及以下所有车载电气电压等级设备。本标准按照车载设备实际整车安装区域划分差异化试验严酷等级，精准适配发动机本体安装、发动机舱固定安装、底盘车架安装、车身座舱安装、悬架系统周边安装、车门车身活动部位安装等不同位置设备的机械载荷差异工况。本标准核心聚焦车载电气电子设备长期随机振动、正弦扫频振动、多方向机械冲击、静态恒定加速度、安装固定机械强度、外部机械磕碰挤压等各类机械力学负荷下的结构完整性与功能稳定性验证，适用于车载电气电子产品研发设计DV设计验证试验、量产批次PV生产验证试验、量产产品一致性抽检试验、年度型式全项合规试验、产品结构材料工艺改型变更确认试验、产品市场售后失效质量溯源复测及国际车规市场准入认证全部应用场景，不适用于摩托车、轻便两轮机动车及非道路专用工程机械电气电子设备的机械负荷试验管控。2规范性引用文件下列引用文件为本标准编制及全球车规领域落地执行的必备支撑依据，凡是标注具体发布日期及版本编号的引用文件，仅对应标注版本适配本标准执行要求；凡是未标注发布日期的引用文件，其最新有效修订版本及所有补充修改单内容均统一适配本标准各项执行条款。本标准未尽机械负荷试验相关技术事宜均遵循对应国际通用引用文件基础规定，若本标准针对道路车辆车载电气电子设备的专项机械负荷试验要求与通用电工电子环境试验标准存在差异，一律以本ISO16750-3:2018车规专用机械负荷试验标准严苛技术条款为全球统一试验执行及产品合格判定唯一依据。国际标准化组织及国际电工委员会发布的ISO16750-1道路车辆电气电子设备环境试验通用总则标准、IEC60068系列电工电子产品环境机械试验通用基础规范、IEC60068-2-27机械冲击试验方法标准、IEC60068-2-6正弦振动试验规范、IEC60068-2-64随机振动试验标准、道路车辆零部件试验样品安装固定通用规范、车规电气电子产品试验功能状态分级判定标准、机械试验样品失效分类判定国际规则等相关基础性国际标准文件，所有引用标准共同构成道路车辆车载电气电子设备机械负荷试验设计、测试、认证、量产管控全流程全球统一合规管控完整基础体系。3术语和定义、试验严酷等级与安装位置分级3.1车载电气电子设备：安装布置于道路车辆整车各个位置，用于车辆信号控制、电能传输、动力驱动、功能执行、状态监测的各类电控单元、传感器、执行器、配电模块、连接线束及插接附件等电气电子元器件及总成部件，是实现车辆整车电气功能及智能化控制的核心车载配套产品。3.2机械负荷：道路车辆行驶全过程及运维使用周期内，车载电气电子设备持续或瞬时承受的各类力学载荷总称，包含长期持续振动载荷、瞬时突发冲击载荷、静态恒定加速度载荷、安装固定夹紧机械载荷、运维拆装磕碰挤压载荷等各类会对设备结构及电气连接产生影响的外部机械作用力。试验严酷等级：根据车载电气电子设备整车实际安装位置对应的机械载荷恶劣程度划分的试验强度等级，等级数值越高对应试验振动幅值越大、冲击加速度越高、试验持续时间越长，模拟车辆极限恶劣行驶工况下的最严苛机械受力状态。随机振动试验：模拟车辆实际道路行驶过程中路面不平度产生的无规律宽频复合振动工况，采用功率谱密度量化振动能量分布的试验模式，贴合车辆日常铺装路面、颠簸坏路、高速行驶等真实复合振动服役场景，是车载电子设备核心耐久振动试验项目。正弦扫频振动试验：模拟发动机本体旋转激励、底盘传动系统周期性运转产生的规律周期性振动工况，按照设定频率区间连续扫频测试，验证设备共振区间结构强度及电气连接稳定性，排查共振工况下零部件松动、开裂、接触不良等隐患。机械冲击试验：模拟车辆行车过坎、磕碰撞击、紧急制动、越野颠簸突发瞬时机械受力工况，采用半正弦标准冲击脉冲波形，在设备三个互相垂直轴向分别开展冲击测试，验证设备抗瞬时冲击破坏能力及冲击后功能可靠性。静态恒定加速度试验：模拟车辆极速加速、紧急制动、高速转向离心工况下设备长期承受恒定惯性加速度载荷的受力状态，验证设备安装固定结构强度、内部元器件粘接牢固性及电气端子连接可靠性，杜绝高加速度工况下部件脱落移位故障。安装位置分级：按照车载设备整车安装区域机械振动与冲击恶劣程度，划分为发动机本体安装高严苛等级、底盘悬架安装中高严苛等级、发动机舱常规安装中等严苛等级、车身座舱安装低严苛等级四类分级，不同分级对应差异化试验参数，确保试验模拟工况与实际装车受力完全匹配。4通用基础机械设计与试验前置基础要求4.1设备机械设计基础要求。所有车载电气电子设备结构设计必须适配对应安装位置的机械负荷严酷等级，设备外壳采用机械强度达标、抗振动疲劳、抗冲击开裂的专用工程材质，内部电路板、电子元器件、接线端子、固定卡扣及密封结构需做加固强化处理，耐受长期振动疲劳往复受力及瞬时冲击载荷不出现壳体开裂、螺丝松动、焊点脱落、端子移位、密封失效等结构故障。设备外部接线及线束连接部位需具备抗拉扯、抗弯折、抗振动疲劳结构设计，避免长期行车振动导致线束折断、端子接触不良、线路断路短路等电气隐患。所有设备出厂量产结构、材质选型、固定工艺需与试验送检样品完全一致，严禁试验样品采用加固特制优化结构，确保试验结果真实反映量产品实际机械可靠性。4.2试验样品安装固定要求。所有机械负荷试验过程中，试验样品必须采用与整车实际装车完全一致的安装支架、固定螺栓、减震衬套及安装固定方式，模拟真实装车安装姿态与受力状态，试验夹具刚度及固定强度不得对试验样品起到额外加固减震效果，不得改变样品实际振动冲击受力传递特性。样品安装三个轴向需与车辆整车行驶X、Y、Z标准坐标系严格对应，确保振动冲击试验受力方向与车辆实际行车受力方向完全匹配，杜绝安装偏差导致试验数据失真、试验验证结果无效的情况发生。多台样品并行测试时，样品之间不得相互接触干涉、不得传递额外振动冲击载荷，保障每台样品试验受力独立可控。4.3试验前置预处理与初始检测要求。所有送检待试验车载电气电子设备样品，在开展各类振动、冲击、静态载荷专项机械负荷试验前，必须逐一完成外观目视全面复检、结构装配完整性核验、固定连接紧固性检查、初始电气功能全项测试、初始电气性能参数复测记录工作，所有初始结构状态及电气功能指标必须全部符合标准基础合格要求。凡是初始外观存在破损缺陷、结构装配缺失错位、固定连接松动、电气功能异常、基础性能参数不达标的送检样品，直接判定为不合格样品，无需后续开展各类机械负荷专项试验测试，直接做报废或退换处理，杜绝初始自带缺陷样品投入试验影响试验有效性。试验样品预处理需在标准常温基准环境下静置足够时长，消除样品储运过程温度应力及机械应力，确保试验初始状态稳定统一。5振动试验专项技术要求及试验验证判定5.1正弦扫频振动试验要求。按照设备安装位置对应的严酷等级设定试验频率区间、振动位移幅值及扫频速率，在样品三个互相垂直坐标轴方向分别开展连续循环正弦扫频振动测试，精准模拟发动机周期性激励及底盘传动系统规律振动工况。试验过程中持续监测样品实时工作电气功能，全程保持样品处于标准规定正常工作模式，观测样品是否出现共振异响、结构松动、壳体开裂、元器件脱落、电气信号波动、功能瞬时中断等异常情况。扫频振动试验需完整覆盖设备所有潜在共振频率区间，每个轴向试验循环次数严格遵循标准规定限值，试验过程共振点不得出现永久性结构损伤及功能性失效，试验结束后复测样品结构完整性及电气功能性能，参数衰减不得超出标准允许误差范围。5.2随机振动试验要求。采用功率谱密度PSD量化设定随机振动试验谱形，匹配不同整车安装位置对应的道路实测随机振动载荷特征，低频区间模拟车身大振幅颠簸振动，中高频区间模拟发动机及底盘高频细碎振动，全频段复合叠加贴合车辆真实行车振动工况。随机振动试验在样品三个正交轴向分别持续规定试验时长，试验过程样品保持额定正常工作状态，实时监测电气输出稳定性、信号传输连续性及功能运行可靠性。试验严酷等级严格按照安装位置分级适配，高负荷安装部位适当提升振动功率谱密度及试验持续时长，模拟极限恶劣路况长期振动疲劳损伤工况。试验完成后样品不得出现结构开裂、螺丝松脱、焊点脱落、线束断裂、端子接触不良等机械故障，电气功能需恢复初始正常状态，性能参数无明显劣化衰减。5.3振动共振耐久考核要求。针对正弦扫频试验过程中识别的设备共振关键频率点，增设固定频率共振耐久专项考核试验，在共振频率下持续振动规定时长，强化验证设备共振工况下的抗疲劳耐久性能，排查长期共振导致的结构疲劳开裂、电气连接虚接等潜在隐患。共振耐久试验过程样品功能运行不得出现异常波动，试验后结构无永久性疲劳损伤，电气性能复测全部达标，确保设备整车实际共振工况下长期可靠运行。5.4振动试验合格判定要求。所有振动试验全过程样品电气功能运行稳定无异常中断、无功能降级、无信号漂移，试验后样品外观结构完好无开裂、无变形、无松动、无脱落，内部元器件及连接部位无机械损伤，复测电气性能参数符合标准限值要求，即为振动试验合格；任意轴向振动试验过程出现功能失效、结构破损、性能超标衰减任一情况，直接判定振动试验不合格，产品不得通过机械负荷合规验证。6机械冲击试验专项技术要求及试验验证判定6.1标准冲击脉冲与试验参数要求。机械冲击试验统一采用半正弦标准冲击脉冲波形，按照设备安装位置严酷等级设定冲击加速度峰值及冲击持续时间，冲击波形偏差严格控制在标准允许误差范围内，确保冲击载荷精准贴合车辆实际行车突发磕碰冲击工况。试验在样品三个互相垂直正交轴向的正反两个方向分别开展规定冲击次数，每个方向冲击测试独立完成，冲击过程无连续叠加干扰，精准模拟车辆过坎、低速碰撞、紧急制动、越野颠簸等瞬时突发机械冲击受力状态。冲击试验参数不得随意调低弱化，严格按照对应安装位置最高严苛等级执行，保障试验覆盖车辆极限冲击工况。6.2冲击试验样品工作模式要求。机械冲击试验过程中，车载电气电子设备按照标准规定常规工作模式持续通电运行，实时监测设备电气功能响应状态、信号传输连续性及工作输出稳定性，模拟车辆行车过程突发冲击工况下设备实时工作状态，考核冲击瞬时及冲击后设备功能是否保持正常可靠。部分安全关键类车载电子设备需额外增加断电冲击考核工况，模拟设备断电静置状态下承受机械冲击的结构防护能力，兼顾工作与静置双场景冲击防护需求。6.3冲击后结构与功能复检要求。每次机械冲击完成后及时目视检查样品外观结构状态，全部冲击试验结束后全面拆解检查设备内部固定结构、元器件安装、端子连接及焊点完好状态，同步复测设备全项电气功能及核心性能参数。样品不得出现壳体开裂、固定卡扣断裂、内部元器件移位脱落、线束端子松脱、焊点开裂脱焊、密封结构破损等机械损伤，电气功能无瞬时中断、无永久失效、无性能大幅衰减，冲击后设备可正常稳定工作。6.4冲击试验合格判定要求。机械冲击试验全过程设备功能运行正常无失效、无异常报警、无信号中断，试验后样品结构完整无破损、连接紧固无松动，电气性能复测符合标准限值规定，即为冲击试验合格；任意冲击方向出现结构破损、功能失效、性能超标任一问题，直接判定机械冲击试验不合格，产品机械负荷验证不通过。7静态恒定加速度与机械安装强度试验要求7.1静态恒定加速度试验要求。模拟车辆极速加速、紧急制动、高速转向产生的恒定惯性加速度载荷工况，在样品三个正交轴向分别施加标准规定恒定加速度值，持续规定保持时长，考核设备安装固定结构强度、内部元器件粘接牢固性及电气连接抗移位能力。试验过程样品保持正常通电工作，监测设备功能运行稳定性，加速度加载及卸载过程缓慢平稳，无瞬时冲击叠加，模拟车辆长期稳态惯性受力状态。试验后样品不得出现安装支架变形、固定螺栓拉伸松动、内部部件移位脱落、电气端子接触偏移等故障，功能运行恢复正常无异常。7.2机械安装固定强度试验要求。针对车载电气电子设备安装螺栓、固定卡扣、减震安装基座等连接部位，施加标准规定静态机械夹紧及拉扯载荷，模拟整车安装紧固长期受力及运维拆装外力工况，考核设备自身安装结构及配套安装附件的机械承载强度。试验载荷持续保持规定时长，加载过程无结构塑性变形、无开裂破损、无连接松脱，卸载后设备安装尺寸及装配精度无变化，不影响后续正常装车安装及使用功能。7.3外部机械磕碰挤压试验要求。模拟车辆装配运维、维修拆装、行车轻微剐蹭导致的设备外部机械磕碰挤压工况，对设备外壳可接触部位施加标准规定轻微机械撞击及挤压载荷，考核设备外壳抗机械磕碰防护能力。试验后设备外壳无破损开裂、无明显变形凹陷，内部电气结构不受损伤，功能运行不受磕碰影响，保障设备日常运维拆装过程机械防护可靠性。8试验通用操作规范与功能状态管控要求所有车载电气电子设备机械负荷试验均需在经专业计量校准且在校准有效期内的专用振动冲击试验设备上开展，试验基础环境温湿度条件、样品安装固定方式、试验加载速率、试验持续时长、数据采样记录频率均严格遵循本ISO16750-3:2018标准统一规定执行。所有送检试验样品必须与量产供货产品结构设计、原材料材质、生产加工工艺、安装固定配件完全一致，严禁采用特制加固优选样品开展试验测试工作。每项机械负荷试验严格按照标准规定样品数量开展平行对比测试，所有试验原始数据、试验过程影像、样品状态记录完整留存归档，试验过程出现设备异常、样品损坏、数据偏差等特殊情况需及时记录备案，停机排查原因后重新补做试验。全部试验完成后按照国际车规标准规范整理出具正式机械负荷试验检测报告，作为产品机械可靠性合格判定及国际市场准入认证核心依据，所有试验操作规范统一、流程标准，测试数据可复现、可溯源。9检验分类与不合格品处置管理规则9.1检验类别划分。本标准将道路车辆电气电子设备机械负荷试验检验划分为量产出厂常规机械外观检验、年度批次机械型式全项试验检验、新品研发定型机械认证检验、结构工艺材料改型变更机械确认检验、失效产品机械故障溯源复测检验五大核心类别，不同检验类别对应差异化机械试验项目覆盖范围、抽样取样比例标准、试验执行频次及质量管控严格等级。量产出厂常规检验仅核查样品外观结构及安装紧固状态，不开展全项机械耐久试验；年度型式全项检验每年至少开展一次，全覆盖本标准所有振动冲击机械试验项目；新品定型认证检验为产品装车准入前置全项严苛机械验证，全项目测试合格后方可量产配套；改型变更检验仅针对结构工艺改动关联机械项目专项验证；失效复测检验复现实际机械工况溯源锁定失效根本原因。9.2抽样取样管控规则。所有类别机械检验取样均采取完全随机抽样方式，严禁人为挑选外观完好、结构优质的样品应付试验认证，抽取样品真实对应生产批次产品整体质量水平，型式检验及认证检验取样数量满足试验重复测试及复检备用需求，取样完成后做好样品批次编号、生产信息、取样时间登记标识，杜绝样品混淆错乱导致试验数据失真、认证判定失效问题。9.3复检及不合格品处置规则。单项机械负荷试验单一样品出现轻微非功能性偏差时，可按照本标准要求加倍随机取样开展二次复检，复检所有样品所有机械试验项目全部合格，方可判定该批次产品机械负荷检验合格准予装车供货；复检仍出现任一机械试验项目不合格，直接判定该批次产品整体机械质量不合格，禁止装车配套及上市销售，做退货返工或报废处理，同步要求生产企业限期开展结构整改及工艺优化，整改完成后重新全项机械试验合格方可恢复供货；新品认证机械试验不合格需优化产品结构设计及生产工艺，整改迭代复测达标后方可定型量产；失效复测不合格同步推进产品批量整改及在用产品排查工作。10标识包