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可靠性测试

汽车电子跌落试验(GB/T 28046.3-2011):跌落耐受性验证项目介绍

技术概述

汽车电气电子部件在制造、仓储、运输与维修环节可能经历跌落:散件跌落、包装跌落、维修中失手滑落等。跌落产生的瞬时冲击与地面反作用力会造成外壳破裂、内部元件松脱与互连损伤,尤其对未安装固定的零散部件与维修备件影响明显。跌落耐受性作为车规机械负荷的组成部分,用于考核部件对意外跌落的承受能力。

汽车电子跌落试验是指针对车辆电气电子部件,按 GB/T 28046.3-2011(修改采用 ISO 16750-3)规定的机械负荷,使样品按规定高度与姿态自由跌落到指定表面,评价其承受意外跌落能力的项目。考核核心在于:跌落后外壳与内部结构是否完好、功能与电气性能是否保持。

与机械冲击在试验台上施加受控脉冲不同,跌落更接近真实意外场景,应力来自落地角度与表面硬度组合,重复性相对较弱但更贴近现场。常见失效包括:壳体破裂、卡扣断裂、内部元件松脱、焊点开裂、插接件位移、显示屏碎裂、密封件失效。该类试验为包装防护、外壳强度与固定方式提供依据。

检测样品

适用样品包括控制器模块、传感器、连接器与端子、车载电源、显示与仪表、继电器、灯组、执行器以及维修备件等,尤其关注外壳脆弱与内部无固定支撑的部件。样品按实车或包装状态制备。

样品准备的一般要求包括以下几个方面:

  • 跌落条件确认:按规范选取跌落高度与表面;
  • 姿态设定:明确各跌落面、棱、角的顺序;
  • 状态设定:明确跌落阶段带电或断电;
  • 包装状态:明确带包装或裸样跌落;
  • 数量分配:跌落组与跌落后复测组分开备样。

带包装样品按实际运输包装跌落,裸样跌落需明确每个面与棱角的考核顺序,使各脆弱方向均被覆盖。

检测项目

围绕跌落下的瞬时承受与结构完整,通常开展以下项目:

  • 跌落前基线:功能与电气参数初始测量;
  • 外观检查:壳体破裂、卡扣与标识;
  • 结构强度:外壳与支架断裂;
  • 内部元件:松脱与移位;
  • 焊点与互连:开裂与脱焊;
  • 插接件:位移与松脱;
  • 显示与光学件:碎裂与暗斑;
  • 密封件:跌落后密封失效;
  • 参数漂移:跌落后关键参数与基线比对;
  • 绝缘电阻:跌落后绝缘核对;
  • 功能状态:跌落后功能核对;
  • 恢复后复测:必要时清洗或复位后复测。

检测方法

跌落试验的执行要点归纳为八条:

  • 跌落条件确定:按规范选取高度与表面材质;
  • 姿态设计:面、棱、角按规范顺序跌落;
  • 状态设定:带电或断电按规范条款执行;
  • 释放方式:自由跌落,避免附加力;
  • 表面确认:指定硬度与平整度的跌落面;
  • 次数设定:每姿态规定跌落次数;
  • 过程检查:每次跌落后即时外观与功能核对;
  • 前后对比评定:基线与跌落后数据对比形成结论。

结果评定以跌落后三项并列:功能与电气参数、绝缘电阻、结构无破裂断裂。多只样品逐只判定,单只外壳破裂或内部松脱即记录;跌落姿态异常优先核对释放方式与表面,排除试验因素后再判定包装或结构问题。

检测仪器

跌落试验需要以下设备与装置:

  • 跌落试验台:可调高度与姿态释放;
  • 规定硬度跌落面:平整刚性表面;
  • 高度量具:跌落高度校准;
  • 电源与电子负载:跌落后供电与负载;
  • 参数测试仪:跌落前后电气参数测量;
  • 绝缘电阻测试仪:跌落后绝缘核对;
  • 体视显微镜:裂纹与脱焊观察;
  • 影像记录装置:跌落与外观记录;
  • 安装与定位夹具:姿态控制;
  • 示波器:功能信号监测;
  • 数据采集系统:多通道同步记录;
  • 密封测试装置:跌落后密封核对。

应用领域

汽车电子跌落试验主要服务以下场景:

  • 整车厂与供应商:部件跌落耐受验证;
  • 维修备件:售后备件抗意外跌落;
  • 新能源三电:电池与电驱模块运输;
  • 传感器与执行器:外壳脆弱件;
  • 座舱与显示:屏与光学件;
  • 包装验证:运输包装防护评估;
  • 失效分析:跌落损伤类故障复现。

常见问题(FAQ)

问题一:跌落试验和机械冲击有什么不同?

机械冲击在试验台上施加受控脉冲,参数重复性好,用于量化结构承受峰值加速度能力;跌落模拟真实意外落地,应力来自落地角度与表面组合,更贴近现场,两者分别规定、互为补充。

问题二:跌落高度和表面如何确定?

按规范等级与部件属性(裸样或带包装)选取跌落高度与表面硬度,通常刚性平整面作为标准跌落面。具体参数以对应等级条款为准,不同部件与场景要求不一。

问题三:为什么强调跌落姿态顺序?

不同面、棱、角落地产生的应力集中位置不同,脆弱方向往往只在特定姿态暴露。按规范覆盖各面、棱、角,才能完整考核外壳与内部的意外跌落承受能力。

问题四:跌落次数一般多少?

依规范等级与各姿态要求而定,通常每个规定面、棱、角各有次数,具体以对应条款为准,不同部件要求不一。

问题五:试验周期需要多久?

单次跌落极短,周期主要由姿态数量、次数与前后复测决定,单套样品多为数天。复测轮数是主要变量。

问题六:跌落常见失效有哪些?

常见有壳体破裂、卡扣断裂、内部元件松脱、焊点开裂、插接件位移、显示屏碎裂、密封件失效。失效集中在外壳与固定薄弱处,需在包装与结构强度阶段预防。

问题七:报告包含哪些内容,判定要点是什么?

报告涵盖规范版本、跌落高度与表面、姿态顺序、跌落后复测数据。判定要点有三条:跌落后功能与电气参数在限值内;绝缘电阻满足要求;结构无破裂、断裂与不可逆损伤。三条判定线均满足方可判定符合对应要求。