电子电气设备环境适应性及可靠性通用试验规范.docx
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电子电气设备环境适应性及可靠性通用试验规范
1范围1
2引用文件1
3术语和定义1
3.1被测设备（DUT）DeviceUnderTest（DUT）1
3.2负荷代码2
3.3试验代码2
3.4允许的试验参数公差2
3.5温度和电压术语定义2
3.6运行状态OperatingType3
3.7功能状态等级（FSC）FunctionalStatusClass（FSC）3
4一般要求4
4.1电子电气零部件设计寿命4
4.2可靠性目标4
4.3试验样品数4
4.4试验代码4
4.4.1电气负荷代码4
4.4.2根据安装位置推荐的环境负荷代码（除电气负荷以外）5
4.4.3机械负荷代码6
4.4.4温度负荷代码6
4.4.5气候负荷代码7
4.2.6化学负荷代码8
4.2.7外壳防护代码8
4.5连续监控9
4.6功能循环10
4.7试验计划10
4.8试验流程10
4.9一般试验条件13
5试验方法13
5.1性能、功能验证试验13
5.1.1五点功能/参数试验13
5.1.2单点功能/参数试验14
5.1.3目视检查14
5.2电气试验14
5.2.1暗电流测量15
5.2.2耐异常电压试验15
5.2.3瞬时掉电试验16
5.2.4低电压复位试验17
5.2.5供电电压缓慢变化试验17
5.2.6交流干扰电压叠加试验18
5.2.7开路试验18
5.2.8地电位偏移试验19
5.2.9电源电位偏移试验20
短路试验21
绝缘电阻测量24
电子电气零部件环境适应性及可靠性通用试验规范
1范围
本标准规定了汽车不同安装位置上电子电气零部件的环境适应性及可靠性技术要求和试验方法。
本标准适用于所有直接安装在广汽集团乘用车上的电子电气零部件。
本标准并不完全包含用以验证一些电子电气零部件特殊技术要求的试验，比如开关的操作力和行程、电机的热保护特性、蓄电池的冷启动特性等。
然而，在参照本标准附录B制定零部件验证试验计划时，针对这些零部件某些特殊技术要求的试验必须被包含进试验计划中。
2引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
QJ/GAC1230.003熔断器技术条件
ISO16750-1道路车辆-电子电气零部件环境条件和环境试验-第一部分：
一般说明
ISO16750-2道路车辆-电子电气零部件环境条件和环境试验-第二部分：
电气负荷
ISO16750-4道路车辆-电子电气零部件环境条件和环境试验-第四部分：
气候负荷
ISO16750-5道路车辆-电子电气零部件环境条件和环境试验-第五部分：
化学负荷
ISO20653道路车辆-外壳防护等级（IP代码）-电气设备外壳对异物和水的防护
IEC60068-2-1环境试验-第2部分：
试验方法-试验A：
低温
IEC60068-2-2环境试验-第2部分：
试验方法-试验A：
高温
IEC60068-2-6环境试验-第2部分：
试验方法-试验Fc：
振动（正弦）
IEC60068-2-11环境试验-第2部分：
试验方法-试验Ka：
盐雾
IEC60068-2-13环境试验-第2部分：
试验方法-试验M:
：
低气压
IEC60068-2-14环境试验-第2部分：
试验方法-试验N：
温度变化
IEC60068-2-27环境试验-第2部分：
试验方法-试验Ea和导则：
冲击
IEC60068-2-32环境试验-第2部分：
试验方法-试验Ed:
：
自由落体
IEC60068-2-38环境试验-第2部分：
试验方法-试验Z/AD：
温度/湿度组合循环试验
IEC60068-2-64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）
IEC60068-2-78环境试验-第2部分：
试验方法-试验Cab：
恒定湿热试验
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1被测设备（DUT）DeviceUnderTest（DUT）
作为试验对象的电子电气零部件。
3.2负荷代码
代表DUT某种环境负荷等级的字母或数字。
3.3试验代码
所有负荷代码的组合，表明某个安装位置的电子电气零部件所适用的环境负荷。
3.4设计验证（DV）DesignValidation（DV）
DV是零部件同步开发的一个阶段，用各种试验来定量或定性地验证零部件设计能够满足其环境适应性和可靠性要求。
用于DV的零部件应该是能够代表量产件特性（包括所采用的零件、材料、工装、生产加工工序等）的工装样件。
3.5产品验证（PV）ProductValidation（PV）
PV是零部件同步开发的一个阶段，用各种试验来定量或定性地验证零部件设计能够满足其环境适应性和可靠性要求。
用于PV的零部件应该使用批量生产的量产件。
3.4允许的试验参数公差
除非另有规定，否则表1中的试验参数允许公差应当应用于所有的试验项目。
表1试验参数允许公差
试验参数
允许公差
试验温度
要求的值±3oC
试验湿度
要求的值±5%
试验持续时间
要求的值/+2）%
电压
要求的值±0.1V
电流
要求的值±5%
电阻
要求的值±10%
振动强度
要求的值±20%
冲击加速度
要求的值±20%
频率
要求的值±1%
试验力
要求的值±10%
压强
要求的值±10%
距离/尺寸
要求的值±10%
3.5温度和电压术语定义
温度和电压术语定义见表2。
表2温度和电压术语定义
参数名称
符号
定义
最低放置温度
TminST
零部件在使用（不通电运行状态）和存储、运输过程中能够经受得的最低环境温度
最高放置温度
TmaxST
零部件在使用（不通电运行状态）和存储、运输过程中能够经受得的最高环境温度
最低运行温度
TminOP
零部件持续正常运行所允许的最低环境温度
最高运行温度
TmaxOP
零部件持续正常运行所允许的最高环境温度
过加热温度
TmaxPH
汽车停驶后，零部件（比如发动机舱安装的零部件）可能会经受的短暂的高温，在这个温度下零部件仍可能处在通电运行状态
室温
Troom
正常的室内温度，23℃±5℃
最低供电电压
Umin
零部件持续正常运行所允许的最低供电电压
最高供电电压
Umax
零部件持续正常运行所允许的最高供电电压
正常供电电压
Unom
正常状态下零部件的供电电压，分为UA和UB两种
试验电压
UA
Unom=14V，发电机正常运转时零部件的供电电压
UB
Unom=12V，发电机不运转时，蓄电池对零部件的供电电压
3.6运行状态OperatingType
运行状态主要是针对带电子控制单元（ECU）的零部件的定义，描述了在试验过程中ECU的供电状态、负载状态、内部程序运行状态等。
没有B+供电端的ECU，没有运行状态2。
对于其它的电子电气零部件，比如开关、电机、蓄电池等，运行状态的定义并不适用。
运行状态定义见表3。
表3运行状态定义
运行模式
电气状态
1
DUT没有供电
1.1
DUT没有连接外部电缆
1.2
DUT模拟实车安装状态，连接所有外部电缆
2
DUT供以电压UB，按照实车安装状态连接所有外部线缆和负载
2.1
DUT的ING和ACC供电端没有供电，B+供电端供以电压UB，DUT处在不工作状态（比如处于休眠模式）
2.2
DUT的ING供电端没有供电，B+和ACC供电端供以电压UB，DUT处在正常的工作状态，所有功能均能执行
3
DUT的ING、ACC和B+供电端同时供以电压UA，按照实车安装状态连接所有外部线缆和负载
3.1
DUT处在不工作状态（比如处于休眠模式）
3.2
DUT处在正常的工作状态，所有功能均能执行
3.7功能状态等级（FSC）FunctionalStatusClass（FSC）
FSC用以评价DUT在试验过程中和试验结束后最后检测中功能运行的状态，见表4。
表4FSC定义
等级
FSC定义
A
DUT的所有功能在试验期间和之后均能够执行且在允许的公差范围内
B
DUT的所有功能在试验期间均能够执行，但有一个或多个功能的执行超出了允许的公差范围，试验结束后所有功能的执行均自动恢复正常。
存储器功能应保持等级A
C
试验过程中DUT的一个或多个功能发生失效，但在试验结束后所有功能的执行均自动恢复正常
D
试验过程中DUT的一个或多个功能发生失效，并且在试验结束后不会自动恢复正常，但经过简单的人为操作对DUT进行复位后能够恢复正常
E
试验过程中DUT的一个或多个功能发生失效，并且在试验结束后不会自动恢复正常，除非对DUT进行维修或者更换
4一般要求
4.1电子电气零部件设计寿命
本标准设定的电子电气零部件目标寿命为10年的使用年限或者24万公里里程数。
4.2可靠性目标
本标准中热疲劳寿命试验的可靠性目标是97%可靠度，50%致信度水平。
对于零部件其他特性寿命试验，试验的可靠度和致信度水平应该根据零部件技术要求中的规定。
4.3试验样品数
本标准中的每项试验至少需要3个样品。
可靠性试验所需的样品数根据可靠性目标得到，计算公式可以参见附录A。
4.4试验代码
本标准使用由六个负荷代码组合成的试验代码来表示DUT的环境负荷强度，参见表5。
试验代码应该在零部件技术条件中明确定义。
表6和表7是根据DUT安装位置及应用情况推荐的试验代码，如果推荐试验代码当中某项不符合实际情况，可以根据表8至表13中选择合适的代码进行替代。
表5试验代码组成
1
2
3
4
5
6
电气负荷
代码
机械负荷
代码
温度负荷
代码
气候负荷
代码
化学负荷
代码
外壳防护
代码
A~C
A~F
A~I
A~N
A~D
IPxx
4.4.1电气负荷代码
表6是根据应用情况推荐的电气负荷代码。
表6电气负荷代码
电气负荷代码
运行电压范围
应用范围
Umin
（V）
Umax
（V）
A
6.0
16
对于在发动机启动过程中应具有功能的零部件
B
9.0
16
对于在发动机停止工作期间应具有功能的零部件
C
10.8
16
对于仅在发动机运行期间应具有功能的零部件
Z
由GAEI相关工程师与供应商协商决定
5试验方法
5.2电气试验
5.2.1暗电流测量
试验目的
本试验用以测量DUT暗电流值。
所有由蓄电池直接供电的电子电气零部件。
试验方法
DUT运行状态为2.1，连接所有信号源和负载。
试验中应断开DUT的ING和ACC供电，只提供B+供电。
DUT的暗电流测量值应该以曲线的形式记录，最终的暗电流值应该是一段时间内暗电流消耗的平均值。
试验步骤如下：
a）断开DUT的供电；
b）调节试验电压为12.6V；
c）DUT上电，并等待一定时间，在确认DUT进入低电压模式（比如休眠模式）以及供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值；
d）逐渐降低DUT供电电压至12V，电压下降速率不超过0.5V/min，等待DUT供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值；
e）逐渐降低DUT供电电压至11.5V，电压下降速率不超过0.5V/min，等待DUT供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值；
f）逐渐降低DUT供电电压至11.0V，电压下降速率不超过0.5V/min，等待DUT供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值；
g）逐渐降低DUT供电电压至10.5V，电压下降速率不超过0.5V/min，等待DUT供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值；
h）逐渐降低DUT供电电压至10.0V，电压下降速率不超过0.5V/min，等待DUT供电电流稳定后，记录此后10s内的电流值。
各供电电压情况下的暗电流值都应该在零部件技术条件规定的范围之内。
本试验对零部件的功能状态等级不作要求。
5.2.2耐异常电压试验
试验目的
本试验用以验证DUT对长时间非正常供电电压的抵受能力。
试验模拟了以下情况：
a）交流发电机调压器故障或者由24V系统协助启动时所导致的高电压；
b）电源线反接导致的负电压。
适用范围
本试验适用于所有由蓄电池或者通过点火开关供电的电子电气零部件。
试验方法
DUT上所有直接或者通过开关连接至蓄电池的电源电路接口或控制信号接口都需要进行本试验。
其中，控制信号接口可能是直接或通过开关连接至蓄电池，或者是通过一个上拉电阻与之连接的。
试验参数见表15。
表15过电压试验参数
试验内容
试验电压
V
试验时间
min
试验温度
℃
运行状态
过电压:
交流发电机调压器故障
+18
60
Tmax–20°C
3.1/3.2
过电压:
蓄电池串接
+26.0
1a
Troom
3..2
电源线反接b
-13.5
2
Troom
2.1/2.2
a对于只在点火锁位于START档位才供电的零部件，试验时间可能减少到15s。
b这项试验不适用于发电机或在零部件技术条件中规定不做本试验的零部件。
试验步骤
a）试验前，确保DUT已经稳定在表16中的所要求的温度；
b）对和蓄电池直接连接的电源电路接口施加26.0V电压，维持1min；
c）对其他的通过开关与蓄电池连接的电源电路接口和控制电路接口施加26.0V电压，同时在直接与蓄电池连接的电源电路接口依然保持同样的电压，维持1min；
d）进行一次单点功能/参数测试；
e）试验电压改为-13.5V，重复步骤a）到d），维持时间变为2min；
f）同时对所有直接或通过开关与蓄电池连接的电源电路接口和控制电路接口施加18V电压，维持60min；
g）进行一次单点功能/参数测试。
评价指标
表16耐异常电压试验评价指标
试验
评价标准
过电压:
交流发电机调压器故障
FSC应该至少满足等级C
过电压:
蓄电池串接
FSC应该至少满足等级C。
所有与发动机启动相关的功能必须达到等级A，除非在零部件技术条件中有不同的规定
电源反接
FSC应该至少满足等级C
5.2.3瞬时掉电试验
试验目的
本试验模拟了车上另一个零部件上的保险丝发生熔断时DUT供电电压产生的短暂下降。
试验方法
对DUT的所有相关输入接口同时施加如图4所示的试验电压波形。
相关输入接口应该试验计划中明确指出。
图4单电压降试验的试验脉冲
电压上升和下降的时间应该小于等于10ms。
DUT运行状态为3.2。
评价指标
FSC应该至少满足等级B。
5.2.4低电压复位试验
试验目的
本试验用以验证DUT的低电压复位功能，以及带微处理器的DUT对供电电压短时（50ms）掉电的抵受能力。
所有带微控制器的具有低电压复位功能的DUT。
试验方法
试验方法参照ISO16750-2中第4.6.2条。
试验应在TminOP温度条件下进行。
DUT运行状态为3.2。
评价指标
在供电电压恢复到并保持在Umin的10s期间进行功能/参数测试，DUTFSC应该满足等级A，其余时间FSC应该至少满足等级C。
5.2.5供电电压缓慢变化试验
试验目的
本试验用以验证DUT对于蓄电池放电及充电过程中供电电压变化的抵受能力。
适用范围
由蓄电池直接供电的电子电气零部件。
试验方法
同时对所有直接或通过开关与蓄电池连接的电源电路接口和控制电路接口进行本试验。
以（0.5±0.1）V/min的速率将DUT供电电压从Umax逐渐降低至0V，然后再以相同的速率从0上升至Umax。
DUT运行状态为3.2。
评价指标
在DUT正常工作电压范围内FSC应该满足等级A，在其他范围FSC至少应该满足等级C。
5.2.6交流干扰电压叠加试验
5.2.6.1试验目的
本试验用以验证DUT对直流供电电压上叠加的交流干扰电压的抵受能力，这种情况可能是由发电机调压模块滤波功能不良造成的。
5.2.6.2适用范围
所有由发电机供电的电子电气零部件。
5.2.6.3试验方法
试验方法参照ISO16750-2第4.4条。
对DUT所有电源接口同时施加试验电压波形。
DUT运行状态为3.2。
5.2.6.4评价指标
FSC应该至少满足等级A。
5.2.7开路试验
5.2.7.1单线开路试验
5.2.7.1.1试验目的
本试验模拟了DUT连接的线缆中某一根发生开路的情况，用以验证DUT在承受开路连接时不会发生损坏，并且在连接恢复后，DUT功能是否立即恢复正常。
5.2.7.1.2适用范围
所有安装位置的电子电气零部件。
5.2.7.1.3试验方法
设置DUT运行状态为3.2。
将DUT连接的线缆当中的某一条断开，断开时间为10s，后恢复连接，观察并记录线缆断开前后DUT的功能运行状态。
5.2.7.1.4评价指标
FSC应该至少满足等级C。
5.2.7.2多线开路试验
本试验模拟了DUT连接的线缆当中某几根发生开路的情况，用以验证DUT在承受开路连接时不会发生损坏，并且在连接恢复后，DUT功能是否立即恢复正常。
所有安装位置的电子电气零部件。
5.2.7.2.3试验方法
设置DUT运行状态为3.2。
同时将DUT连接的线缆当中的某几条断开，断开时间为10s，后恢复连接，观察并记录线缆断开前后DUT的功能运行状态。
5.2.7.2.4评价指标
FSC应该至少满足等级C。
5.2.8地电位偏移试验
本试验用以验证在具有多条电源地线的DUT上，当电源地线之间的电位发生相对偏移时，DUT能否正常工作。
具有多条电源地线的电子电气零部件。
这些电源地线在DUT端的电位可能发生相对偏移，这是由于零部件接地不良、地线缆阻抗、地线长度过长或线缆连接器接触电阻等因素导致的。
DUT运行状态为3.2，供电电压依据以下规定。
试验步骤如下：
a）DUT上电，供电电压为Umin；
b）对DUT的其中一条电源地线施加-1.0V的偏移电压；
c）在此条件下做一次功能检测；
d）对下一条电源地线重复步骤b）至步骤c）；
e）同时对所有模拟负载的地线重复步骤b）至步骤c）；
f）DUT供电电压变为Umax，偏移电压变为+1.0V，重复步骤a）至步骤e）。
评价指标
FSC应该满足等级A。
试验目的
本试验用以验证DUT负载参考地线上的地电位发生偏移时，DUT功能是否保持正常。
所有包含了以地线作为信号回路的负载的电子电气零部件。
在这些负载之间以及负载及DUT之间可能存在地电位偏移，这是由于零部件接地不良、地线缆阻抗、地线长度过长或线缆连接器接触电阻等因素导致的。
试验方法
试验电路图如图5所示。
对以地线作为信号回路的负载分别和同时进行试验。
模拟负载应该按照零部件技术条件中的要求搭建，如果零部件技术条件中没有涉及该信息，应与GAEI相关工程师共同协商制定。
DUT运行状态为3.2，供电电压依据以下规定。
图5地电位偏移试验电路图
试验步骤如下：
a）DUT上电，供电电压为Umin；
b）对其中一个模拟负载的地线施加-1.0V的偏移电压；
c）在此条件下做一次功能检测；
d）对下一个模拟负载的地线重复步骤b）至步骤c）；
e）同时对所有模拟负载的地线重复步骤b）至步骤c）；
f）DUT供电电压变为Umax，偏移电压变为1.0V，重复步骤a）至步骤e）。
评价指标
FSC应该至少满足等级A。
5.2.9电源电位偏移试验
本试验用以验证在具有多条电源线的DUT上，当电源线之间的电位发生相对偏移时，DUT能否正常工作。
具有多条电源线的电子电气零部件。
这些电源线在DUT端的电位可能发生相对偏移，这是由于零部件接地不良、电源线线缆阻抗、电源线长度过长或线缆连接器接触电阻等因素导致的。
DUT运行状态为3.2，供电电压依据以下规定。
试验步骤如下：
a）DUT上电，供电电压为Umin；
b）对DUT的其中一条电源线施加-1.0V的偏移电压；
c）在此条件下做一次功能检测；
d）对下一条电源地线重复步骤b）至步骤c）；
e）同时对所有模拟负载的地线重复步骤b）至步骤c）；
f）DUT供电电压变为Umax，偏移电压变为1.0V，重复步骤a）至步骤e）。
评价指标
FSC应该满足等级A。
试验目的
本试验用以验证DUT负载发生电源电位偏移时，DUT功能是否保持正常。
所有包含了以电源电压为参考电压的负载的电子电气零部件。
在这些负载之间以及负载及DUT之间可能存在电源电位偏移，这是由于电源线缆阻抗、电源线长度过长或线缆连接器接触电阻等因素导致的。
试验方法
试验电路图如图6所示。
分别和同时对模拟负载上直接或者通过开关与蓄电池正极相连的I/O端口施加偏移电压。
图6电源电压偏移试验电路图
模拟负载应该按照零部件技术条件中的要求搭建，如果零部件技术条件中没有涉及该信息，应与GAEI相关工程师共同协商制定。
DUT运行状态为3.2，供电电压依据以下规定。
试验步骤如下：
a）DUT上电，供电电压为Umin；
b）对其中一个模拟负载的电源线施加-1.0V的偏移电压；
c）在此条件下做一次功能检测；
d）对下一个模拟负载的电源线重复步骤b）至步骤c）；
e）同时对所有模拟负载的电源线重复步骤b）至步骤c）；
f）DUT供电电压变为Umax，偏移电压变为1.0V，重复步骤a）至步骤e）。
评价指标
FSC应该满足等级A。
5.2.10短路试验
本试验包含了四种类型的试验，分别针对DUT不同的接口电路类型，具体参见表17。
表17短路试验
接口电路类型
适用试验项目
没有短路保护功能或单独熔断器保护的接口
电路接口短路试验
含有短路保护功能的负载电路（通过关闭电路输出来实现保护）
负载电路间歇式短路试验
含有短路保护功能的负载电路（通过限流来实现保护）
负载电路持续短路试验
具有带熔断器保护的负载电路
负载电路过电流试验
5.2.10.1信号电路接口短路试验
1.1试验目的
本试验用以验证DUT信号电路接口发生对电源或对地短路之后，信号电路功能能够保持正常。
1.2试验方法
试验步骤如下：
a）DUT连接所有电源线及电源地线，并供以正常供电电压，使输出接口电路处于工作状态；
b）将DUT其中一个I/O信号端口依次短接至Umax及电源地，各维持60s，其他I/O信号端口保持开路状态或按零部件技术条件中的规定设置；
c）对DUT其他剩余I/O信号端口重复步骤b）；
d）使输出接口电路处于不工作状态，重复步骤b）至c）；
e）DUT
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