环境试验与可靠性试验的七大区别,附汽车电子环境与可靠性试验条件清单!

2024-10-22

环境试验与可靠性试验虽然关系紧密,但它们在试验目的、所用环境应力数量、环境力量值选用准则、试验类型、试验时间、试验终止判据方面存在截然的不同之处。

01


试验目的

环境适应性测试旨在评估产品能否适应特定的环境条件,确保其设计满足合同规定的要求,并为产品的接受或拒绝提供依据。

另一方面,可靠性测试的目的是量化产品的可靠性水平,即产品在既定的环境条件下,于一定时间内成功执行其功能的可能性。


02


所用环境应力数量

在环境适应性测试中,根据GJB 150标准,共有19项测试项目;MIL-STD-810 D标准包含20项环境测试项目;而810F标准则扩展至24项测试项目。这些测试项目涵盖了对产品影响较大的环境因素,如温度、湿度、盐雾、振动、冲击、压力、太阳辐射、沙尘、雨水等。被测试的产品应根据其预期的使用环境和可能受到的影响,选择相应的测试项目,通常需要考虑10个以上不同的环境因素。

可靠性试验由于要进行综合模拟,只将综合环境应力(温度,湿度,振动)与电应力结合进行试验。可见,可靠性试验所选用的环境应力数量比环境试验少得多。

03


环境条件与产品失效之关联性:

环境条件

主要产生的影向

故障出现的问题

高温

老化、气化、龟裂、软化、溶融、膨胀蒸发

绝缘不良、机械的故障、机械的应力增加

低温

脆化、结冰、收缩凝固,机械强度降低

绝缘不良、龟裂机械故障、密封故障

高相对湿度

腐蚀、电解、绝缘物之绝缘效果变差

绝缘不良

低相对湿度

脱水、脆化、缩小机械强度降低

龟裂、机械故障

低气压

膨胀、空气的电绝缘劣化产生电晕及臭氧、冷却效果低

机械故障、密封故障、过热

腐蚀空气

腐蚀、电解、表面劣化导电性增加、接触电阻增加

磨损增加电气故障、机械故障

温度急速变化

温度冲击局部过热

龟裂变形、机械故障

加速振动碰损或冲击

机械的应力疲劳共振

机械故障可动部分磨损增加构造的破损


04


环境应力量值选用准则

环境试验通常采用极端的环境条件,以模拟产品在其使用寿命中可能遭遇的最严苛环境。这些测试往往具有一定的破坏性,且在测试过程中,通常不需要模拟产品的实际工作状态。

相比之下,可靠性试验则采用实际模拟的方法,真实地再现产品在储存、运输和使用过程中可能遇到的主要环境条件及其变化。依据GJB-889和MIL-STD-781 D标准,通过确定任务剖面来定义环境剖面,并将这些环境剖面简化为试验剖面,对产品进行长时间的可靠性评估。可靠性试验一般不会破坏产品,它要求模拟产品在实际工作状态下的情况,所使用的测试条件大多模拟产品在正常工作时遇到的较为温和的环境压力,这些压力值通常远低于环境试验中的极端条件。


05


试验类型

环境测试通常包括单一因素测试和多因素组合测试,这些测试按照特定的顺序单独或组合地施加于产品。

与此相对,可靠性测试倾向于使用复合应力测试方法,在同一时间和空间内对样品施加多种环境应力,以更准确地模拟实际使用环境的影响。为了提升测试结果的精确度和可靠性,环境测试也在向综合测试方向发展,积极研制能够同时施加温度、湿度、振动、辐射、沙尘、风和雨等多种应力的大型多用途环境测试设备。


06


试验时间

在环境测试中,每项测试的持续时间主要基于所选择的测试类型和具体的测试流程来确定,不同阶段的性能检测所需时间会导致一些变化,但总体上,环境测试的周期远短于可靠性测试。

而可靠性测试的持续时间则依据要验证的可靠性指标、所采用的统计测试方案以及产品本身的质量来决定。这种测试的时间是不固定的,通常持续到受试产品的累积运行时间达到预定值,或者可以据此做出接受或拒绝的决策为止。


07


试验终止判据

环境试验不允许出现故障,产品一量出现故障,就认为通不过试验,试验即告停止并进行故障分析,采取纠正措施,改进设计。这是环境试验的TAAF过程。

可靠性试验是以一定的统计概率表示结果的试验,根据合同要求的可靠性定量指标和所选统计方案确定允许出现的故障数。试验要一直进行到达规定的总台时数才能停止。整个试验过程中应建立故障报告,分析和纠正措施系统(FRACAS)。


08


汽车电子环境与可靠性试验条件

(1)车用电子试验条件整理:

试验条件

建议机型

机车用IC:–40℃~125℃ 、风吹、日晒、高震动

综合环境试验装置

仪表板操作试验:-40℃ ~ 85℃

交变湿热试验箱

马达控制器试验条件:操作试验温度40 ℃~ 110 °C

交变湿热试验箱

车用蓝芽耳机试验条件:保存试验温度:-40℃~+85 ℃, 操作试验温度-20℃~+65℃

交变湿热试验箱

卫星定位(GPS) 试验条件:高温操作试验温度:85℃ 低温操作试验温度:-40℃ 常温70℃(2 小时)→ -20℃(2 小时)常温

交变湿热试验箱

胎压传感器:高温操作试验温度:125 ℃低温操作试验温度:-40℃

交变湿热试验箱


(2)卫星定位(GPS)试验条件: 交变湿热试验箱
1.低温操作试验:-40℃→常温→70℃(2小时)→ -20℃(2小时)→常温
2.高温操作试验:85℃

(3)车灯、仪表板:
汽车仪表背光板操作试验:
R.T.(1H)→RAMP(2H)→65℃/90±5﹪(4H)→RAMP(2H)→40℃/90±5
﹪R.H.(10H)→RAMP(2H)→-30℃(2H)RAMP(1H)→R.T.(1H) 交变湿热试验箱

(4)室内灯:
交变湿热试验箱 高温保存110℃放置6H
交变湿热试验箱 高温操作70℃/13.2V 点灯,连续12H
交变湿热试验箱,综合环境试验装置 复合式振动:-40℃~80℃4.4G振幅2mm 频率33.3Hz 上下振动4H

(5)车外灯操作试验:

试验1.车外灯复合式操作:R.T.(2H)→RAMP(1H)→80℃(2H)→RAMP(2H) →-30℃(2H)→RAMP(1H)→R.T(2H)

交变湿热试验箱

试验2. 震幅2mm ,频率33.3Hz ,加速度4.4G


试验3.车外灯温度循环:


R.T.(2H)→RAMP(45min)→-30℃(2H) →RAMP(1.5H)→80℃(3H)→RAMP(45min)

交变湿热试验箱


(6)汽车压力传感器的环境实验

测试项目

条件

持续时间


高温、偏压

100°C、5V

1000 小时


温度冲击

-40°C~125°C

1000 次


高温高湿

85°C 、85%R.H 、无偏压

1000 小时


压力、功率和温度循环

20kPa~Patm

5V、-40~125°C

3000 小时

热贮存

125°C


1000 小时

冷贮存

-40°C


1000 小时

压力循环

20kPa~Patm


200 万次

压力过载

2Patm



振动

5~10g 扫频


30 小时

冲击

50g、100ms 脉冲

3 个面每个100 次


流体/介质兼容性

空气、水、有腐蚀性水、汽油、甲醇、乙醇、柴油、

各种应用



(7)车用IC 需符合AEC 的Q100&Q101 规格要求,工作寿命、(温度,湿度,偏压,如:HAST&H3TRB)、功率循环、温度循环、高温反向偏压(HTRB)


(8)电动汽车用电机及控制器试验方法:

试验条件

建议机型

40℃/95%RH 48 小时,测试电机与控制器的绝缘电阻值

交变湿热试验箱

-20℃ 30min 稳定,通电检测电机是否正常运行4 小时

交变湿热试验箱

绝缘电阻按照GB/T 12665 的规定进行

交变湿热试验箱





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