GB-T 28046.4-2023 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分：气候负荷

GB/T28046.4-2023道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷前言本文件按照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》的规定进行起草。本文件等同采用ISO16750-4:2023《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第4部分：气候负荷》，替代GB/T28046.4-2011版本，技术内容、章节结构、试验方法与国际标准完全一致，实现国内车载电子气候可靠性试验标准与国际最新规范同步统一。GB/T28046系列标准分为五个独立部分，分别规范道路车辆电气及电子设备的总则、电气负荷、机械负荷、气候负荷、化学负荷环境试验要求，本文件为第四部分，专门针对车载电气电子设备的各类气候环境应力试验作出系统性规范。相较于2011版旧标准，本2023版重点增补了新能源汽车高压电控部件气候适配要求、极端高低温循环强化试验、太阳辐射老化精细化考核、冰水冲击动态试验规则、低气压高原环境试验规范，新增气候与机械耦合复合试验体系，优化了试验参数容差、工况复现性、结果判定细则，适配智能网联汽车、新能源车辆车载电子设备的复杂全域气候服役场景。本文件由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）提出并归口，起草单位涵盖国内主流整车制造企业、车载电子检测认证机构、汽车标准化科研院所及核心零部件厂商，起草团队为行业资深标准化技术专家。本文件是道路车辆车载电气电子设备研发设计、型式认证、批量质检、失效分析、耐久验证的基础性通用国家标准，适用于全品类道路车辆车载电子气候可靠性试验。1范围本文件规定了道路车辆车载电气、电子设备及系统在全生命周期服役过程中面临的各类气候环境负荷条件、试验通用基础要求、单一气候负荷试验方法、气候-机械复合耦合试验方法、试验参数等级划分及试验结果判定准则。本文件适用于所有类型道路车辆搭载的电气及电子设备、组件与系统，涵盖乘用车、燃油商用车、纯电动/插电混动新能源车辆、特种作业车辆的车载电控单元、传感器、执行器、接插件、线束总成、车载终端、三电系统配套电子部件、智能驾驶感知设备等，覆盖车载B级最大工作电压范围内的全部电气电子设备品类。本文件全面模拟车辆实际服役的全域气候工况，包含低温存储、低温工作、高温存储、高温工作、温度循环、温度渐变、恒定湿热、交变湿热、凝露环境、太阳辐射老化、冰水冲击、冻融循环、高原低气压等单一气候负荷，同时规范车辆行驶过程中振动、冲击等机械应力与气候应力叠加的复合负荷试验要求，全方位考核车载电子设备在极端温度、湿热、光照、气压、温差冲击等气候环境下的结构完整性、电气功能稳定性、材料耐老化性能及长期耐久可靠性。本文件不适用于车辆专用防爆电气设备、航天车载特种电子器件、定制化极端环境专用设备的专项气候试验，此类设备需依据专用配套标准补充执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件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文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ISO16750-1道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第1部分：总则ISO16750-3道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第3部分：机械负荷ISO16750-5道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验第5部分：化学负荷IEC60068-1环境试验第1部分：总则与导则IEC60068-2-1环境试验第2-1部分：试验A：低温IEC60068-2-2环境试验第2-2部分：试验B：高温IEC60068-2-30环境试验第2-30部分：试验Db：交变湿热（12h+12h循环）IEC60068-2-9环境试验第2-9部分：试验太阳辐射IEC61010-1测量、控制和试验室用电气设备通用安全规范3术语和定义本文件界定了适用于车载电子气候负荷试验的专用术语与定义，统一行业试验认知、操作口径与判定标准，核心术语如下：3.1气候负荷：车载电气电子设备在车辆行驶、停放、储运、运维全流程中，受环境温度、湿度、光照、气压、温差冲击、冻融交替等气候因素作用产生的环境应力，是引发设备材料老化、形变、开裂、绝缘衰减、参数漂移、功能失效的核心诱因之一。3.2受试样品（DUT）：用于开展气候负荷试验的车载电气电子成品、零部件或集成组件，需为量产等效状态试样，完整保留原厂结构、防护涂层、密封工艺、装配状态及电气连接特性。3.3单一气候负荷试验：仅施加单一气候环境应力，无机械、化学应力叠加的静态或稳态气候试验，包含高低温稳态、湿热、太阳辐射、低气压、冰水冲击、冻融循环等基础试验类型。3.4气候-机械复合负荷试验：将温度循环、湿热老化、极端温场等气候应力与振动、冲击、微动疲劳等机械应力同步或交替耦合的试验模式，模拟车辆动态行驶中气候老化与机械磨损叠加的加速失效工况。3.5气候严酷等级：根据车载设备实车安装区域划分的气候考核等级，分为驾驶舱温和等级、机舱高温湿热等级、底盘外露极端温差等级、车身外置全气候严苛等级，等级差异体现在温度极值、温变速率、湿度阈值、辐射强度、试验循环次数等参数维度。3.6气候残余损伤：受试样品经气候试验后产生的不可逆永久性损伤，包含材料热变形、塑胶开裂、涂层老化粉化、密封件硬化失效、电路板受潮腐蚀、电气参数漂移超标、元器件热损伤、结构松动形变等异常状态。3.7工作状态试验：受试样品在通电运行、负载工作、功能激活状态下开展的气候试验，考核设备在实际工作工况下抵御气候应力的能力。3.8存储状态试验：受试样品不通电、无负载的静置存储状态下开展的气候试验，模拟车辆长期停放、零部件仓储运输的气候老化工况。4试验通用要求4.1试验目的本系列气候负荷试验旨在全面验证车载电气电子设备在各类极端及常规气候环境下的耐受能力与工作稳定性，考核设备材料选型、结构设计、密封防护、电气性能、工艺制程的气候适配性，识别产品耐气候老化薄弱环节，为产品研发迭代、零部件准入认证、批量质量管控、整车环境适配优化、失效故障复盘提供标准化技术依据，保障车载电子设备在车辆全生命周期各类气候场景下稳定可靠服役。4.2试验通用环境条件所有试验的样品预处理、试验前后检测、设备校准及工况切换，若无供需双方特殊约定，均需在标准基准环境下开展，环境温度恒定为23℃±2℃，相对湿度维持在50%±5%，环境气压为标准大气压。试验环境需保持洁净无尘、无强气流扰动、无电磁干扰、无腐蚀性气体，杜绝结露积水、杂质污染、温湿度骤变对试验结果造成干扰。试验全过程中所有温度、湿度、温变速率、辐射强度、气压、循环时长等参数，需严格匹配对应严酷等级标准要求，参数容差完全符合本文件及引用IEC、ISO标准规定，严禁随意调整试验工况。试验设备需经法定计量机构校准，校准周期不超过12个月，设备拆机维修、长期停用重启、核心部件更换后，需完成全工况联动校准，方可投入试验使用，所有试验数据全程可溯源、可复现。4.3受试样品预处理要求受试样品需为合格试制品或量产成品，外观结构完整、密封防护完好、电气功能正常、参数精度达标，无初始形变、开裂、涂层缺陷、虚焊、受潮、老化等异常问题。样品不得进行私自打磨、涂层修补、结构改装、参数调试等二次加工，完全保留原厂装车装配状态与防护体系。样品试验前需在标准基准环境下静置预处理不少于24小时，彻底消除生产、装配、储运过程中产生的残余应力、表面湿气、温湿度累积应力，确保样品物理结构、材料性能、电气参数处于稳定统一的初始状态。预处理完成后，需对样品开展全方位基线检测，详细记录初始外观状态、结构尺寸、密封性能、电气功能、绝缘参数、信号精度等基础数据，作为试验后对比判定的核心基准依据。4.4样品安装与通电要求受试样品需采用标准惰性工装夹具固定，安装点位、固定方式、紧固力矩、装配姿态完全复刻实车装车状态，保证样品约束刚度、受力状态、通风换热条件与实际整车工况一致。工装夹具需采用耐高温、耐低温、耐湿热、无锈蚀、无挥发污染的材质制作，结构通透无遮挡死角，确保气候环境应力可均匀作用于样品全部受试表面，无局部应力偏差与换热不均问题。工作状态试验过程中，样品需按照整车额定电压、额定负载正常通电运行，激活全部核心功能，模拟实车工作负载状态；存储状态试验全程不通电、无负载，保持静置静置状态。试验过程中严禁随意启停设备、更改负载参数、挪动样品位置，保证试验工况连续稳定。5单一气候负荷试验5.1低温试验本试验分为低温存储试验与低温工作试验，模拟车辆冬季严寒地区停放、行驶的低温工况，考核车载电子设备耐低温冻裂、材料冷脆、电气功能低温稳定性的能力，适用于全品类车载电气电子设备。低温存储试验为不通电静置试验，根据设备安装严酷等级设定极限低温温度与恒温保持时长，将样品置于低温试验箱内，以标准恒定温变速率降至设定低温极值，恒温保持规定时长后，按照规范速率逐步回升至基准环境温度，避免温差骤变引发样品二次结构损伤。试验后重点检测样品塑胶壳体冷脆开裂、密封件硬化失效、结构配件松动、内部元器件低温损伤等问题。低温工作试验需样品通电带载运行，在设定低温极值环境下持续工作规定时长，全程监测设备启停性能、信号传输精度、负载能力、绝缘性能、响应速度等关键电气参数，考核设备在低温工作状态下无功能失效、无参数漂移超差的能力，重点排查低温工况下传感器失灵、电控模块死机、接插件接触不良等典型故障。5.2高温试验本试验分为高温存储试验与高温工作试验，模拟夏季高温环境、机舱密闭高温、阳光直射升温的极端高温工况，考核车载电子设备耐高温老化、热变形、热失效、绝缘衰减的性能，重点适配机舱、车身外置等高温区域安装的设备。高温存储试验为不通电静置试验，按照严酷等级设定高温极值与恒温时长，试验箱以恒定速率升温至设定温度，恒温保持完成后缓慢降温至基准温度。试验后检测样品材料热变形、塑胶软化、涂层老化变色、密封胶老化失效、内部元器件热老化损伤等不可逆缺陷。高温工作试验要求样品额定负载通电运行，在极限高温环境下持续工作，全程监测设备工作电流、电压稳定性、信号精度、散热性能、连续工作能力，考核设备抗高温热漂移、热击穿、功能宕机的能力，规避实车高温工况下电控失效、传感器失真、电路短路等风险。5.3温度循环试验温度循环试验为车载电子核心耐久气候试验，模拟车辆昼夜温差、季节交替、冷热交替行驶的反复温差冲击工况，考核设备结构抗热胀冷缩疲劳、密封抗交替形变、电路抗温差应力的能力，有效暴露材料热膨胀系数不匹配、焊接应力残留、密封适配不良等隐性缺陷。试验按照标准循环曲线执行，完整包含低温恒温阶段、升温过渡阶段、高温恒温阶段、降温过渡阶段四个流程，严格限定升降温速率、高低温极值、各阶段保持时长及单循环总时长，根据设备严酷等级设定总循环次数。试验过程中温变速率均匀稳定，无骤升骤降，保证温差应力均匀作用于样品整体结构。试验全程可根据需求选择通电工作或静置存储模式，循环完成后恢复至基准环境，检测样品结构开裂、焊点脱焊、密封渗漏、电路板分层、电气参数漂移、功能间歇性失效等温差疲劳损伤问题。2023版新标准新增新能源高压部件强化循环工况，提升了高压电控设备温差耐久考核力度。5.4恒定湿热试验本试验模拟长期阴雨、潮湿地区、密闭车库的恒温恒湿环境，考核车载电子设备抗受潮、绝缘下降、金属微氧化、电路受潮漏电的性能，适用于驾驶舱、机舱内部长期处于湿热氛围的车载电子设备。试验环境设定为恒定高温高湿状态，温度与相对湿度参数严格按照标准等级匹配，试验箱内温湿度分布均匀，无局部干湿偏差，杜绝样品表面局部结露积水。样品静置不通电持续试验规定时长，全程保持环境参数稳定无波动。试验结束后，在基准环境下逐步干燥恢复，检测样品绝缘电阻衰减、金属端子微氧化、电路板受潮霉变、密封渗水、标识模糊脱落等缺陷。5.5交变湿热试验交变湿热试验模拟昼夜温湿度交替变化、梅雨季节反复干湿交替的复杂工况，相较于恒定湿热试验，更贴合真实自然气候的干湿交替应力，可有效暴露设备密封间隙透水、微孔渗透、反复受潮干燥引发的老化失效问题。试验采用标准12小时高温高湿、12小时降温结露的交替循环模式，完整模拟日间高温高湿、夜间降温结露的自然气候变化规律，严格控制温湿度切换时序、升降温速率、结露时长。试验过程中样品表面会产生均匀微量结露，真实还原车辆实际停放使用中的受潮结露工况。多周期循环试验完成后，重点考核设备密封结构的抗渗透能力、材料耐干湿老化性能、电气绝缘稳定性，排查反复干湿交替引发的涂层起泡、内部凝露积水、电路微腐蚀、绝缘性能持续衰减等不可逆损伤。5.6太阳辐射试验本试验为2023版标准重点优化试验项目，模拟车辆露天停放、行驶过程中太阳光直射的紫外、红外、全光谱辐射老化工况，考核车载外置及座舱外露电子设备的耐光照老化、耐变色、耐开裂、耐材质降解性能。试验采用标准模拟太阳光光谱，精准控制辐射强度、照射时长、环境温度、黑板温度参数，完全复刻自然阳光辐射的热效应与光化学老化效应。试验分为连续辐射与间歇辐射两种模式，适配不同装车位置的光照工况，外置严苛区域设备采用强化间歇辐射循环，模拟昼夜光照交替老化。试验后检测样品外壳塑胶老化粉化、开裂变色、涂层褪色脱落、密封材料光老化硬化、透光部件黄变、内部元器件光热老化等缺陷，考核设备长期露天光照环境下的外观完整性与功能稳定性。5.7冰水冲击试验本试验模拟冬季车辆高速行驶、雨雪天气行驶时，低温设备表面遭遇冰水飞溅、喷淋冲击的极端温差冲击工况，适用于底盘、车身外置、保险杠周边等外露车载电子设备。试验流程严格遵循标准时序，先将受试样品置于规定高温环境充分预热，使设备整体达到热平衡状态，随后采用标准温度冰水对样品外露工作面进行定点、均匀喷淋冲击，严格控制喷淋水量、冲击时长、水温参数，形成剧烈温差冲击应力，考核设备抗骤冷骤热、抗热震开裂、抗密封失效的能力。试验完成后静置恢复至基准环境，重点排查样品壳体炸裂、密封层冷热剥离、涂层开裂脱落、内部结构因温差冲击产生的隐性损伤及电气功能异常等问题。5.8冻融循环试验本试验模拟冬季积雪融化、昼夜冻融交替的工况，考核车载外露电子设备耐结冰、耐融湿、耐反复冻融应力的性能，适配北方高寒地区车辆服役场景。试验采用低温冻结、常温融化、湿润静置的完整循环流程，反复施加冻融交替应力，模拟长期冻融老化失效过程。多轮冻融循环完成后，检测样品结构冻裂、密封进水结冰破损、金属锈蚀、塑胶材质脆化、电气绝缘受潮衰减等损伤，验证设备高寒冻融环境下的耐久可靠性。5.9低气压试验本试验为2023版标准新增专项试验，模拟高原高海拔低气压环境，考核车载电气电子设备耐低压击穿、耐电弧放电、密封抗气压形变的性能，适配高原地区行驶的各类道路车辆。试验将样品置于低气压试验箱内，逐步降低气压至对应高海拔低压阈值，保持规定时长，可根据需求搭配通电工作工况，考核低压环境下设备绝缘性能、灭弧能力、密封结构稳定性，排查低压引发的电气放电、元器件击穿、外壳鼓包形变、密封漏气等故障。6气候-机械复合负荷试验6.1试验总则气候-机械复合负荷试验是2023版标准核心新增强化内容，弥补了单一静态气候试验无法模拟车辆动态行驶真实失效工况的短板。车辆实际服役过程中，温度交变、湿热老化等气候应力会持续弱化设备材料与结构性能，同时振动、冲击、微动疲劳等机械应力会放大气候老化损伤，二者耦合加速设备失效。本部分规范各类气候与机械负荷的同步、交替耦合试验方法，精准复现实车加速老化失效场景，提升试验考核的真实性与严苛性。复合试验需采用联动试验系统，实现气候试验箱体与机械振动冲击设备的时序同步、参数联动，精准控制负荷叠加周期、工况切换间隔、应力作用时长，杜绝工况脱节与参数偏差，所有试验数据全程实时采集、可溯源、可复现。6.2温度循环-振动复合试验本试验适用于底盘、机舱外置高负荷车载电子设备，模拟车辆行驶振动叠加昼夜温度交替的复合老化工况。试验过程中同步施加标准随机振动或正弦振动负荷与温度循环应力，振动参数匹配设备实车机械负荷等级，温度循环参数匹配对应气候严酷等级。温差应力引发的结构形变与振动摩擦应力叠加，会加速设备焊点疲劳开裂、密封结构松动、涂层脱落、线路接触不良等隐性失效，有效暴露单一试验无法识别的耐久缺陷。试验后重点检测结构疲劳损伤、电气连接间歇性失效、密封渗漏等复合失效问题。6.3湿热-微动疲劳复合试验本试验模拟车辆长期湿热环境停放与轻微行驶微动叠加的工况，针对精密车载电控、传感设备设计，考核设备接插件、焊点、微小结构在湿热腐蚀与微动磨损耦合作用下的耐久性能，排查微动氧化、接触电阻漂移、电路微腐蚀等精密失效故障。6.4高低温冲击-冲击复合试验本试验模拟车辆极端温差环境下颠簸过坎、启停冲击的复合工况，考核设备在冷热应力与机械冲击叠加作用下的结构强度与电气稳定性，适用于各类车载精密电子部件与高压电控组件。7试验结果判定准则所有单一气候负荷试验与气候-机械复合负荷试验完成后，需结合GB/T28046.1规定的车载电子设备功能失效等级开展综合判定，核心判定要求统一、规范、无差异化，具体如下：第一，外观状态判定。试验后样品外壳、涂层、塑胶部件、密封结构无开裂、变形、粉化、起泡、脱落、黄变、霉变等永久性损伤，金属部件无锈蚀、氧化发黑、点蚀缺陷，设备铭牌、标识清晰完整、无脱落模糊。仅存在轻微均匀褪色、无扩散性微小痕迹，且不影响设备功能与装车使用的，经供需双方确认可判定外观合格。第二，结构与密封性能判定。样品整体结构完整，无松动、破损、形变、开裂等结构性缺陷，密封、灌封、防护层完好，无渗水、透气、介质渗透痕迹，接插件、线束连接结构紧固可靠，无松动、卡滞、脱落问题，结构耐久与防护性能满足实车装车要求。第三，电气性能判定。试验后样品绝缘电阻、耐压性能、工作电压、工作电流、信号传输精度、响应速度、负载能力等核心电气参数，需恢复至初始合格区间，无参数漂移超标、漏电、短路、断路、功能宕机、间歇性失效等问题。设备通电重启后可稳定连续工作，禁止出现元器件击穿、电路烧毁、永久性电气失效等严重故障。第四，复合试验专项判定。气候-机械复合试验后，样品不得出现应力耦合引发的加速失效故障，包含疲劳开裂叠加湿热腐蚀、振动磨损叠加温度老化、冲击形变叠加温差损伤等隐性复合失效。微小疲劳痕迹、轻微老化痕迹若无功能影响、无扩散失效风险、不影响整车使用耐久，可判定为合格。若样品出现任意一项永久性结构损伤、电气性能超标衰减、功能性失效、复合应力诱发的不可逆故障，即可判