車載智能終端設(shè)備作為車輛智能化的核心組件,其可靠性直接關(guān)系到行車安全、用戶體驗及車輛功能的穩(wěn)定運行??煽啃詸z測是確保這類設(shè)備在復(fù)雜車載環(huán)境中長期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),涵蓋多個維度的測試與驗證。
一、可靠性檢測的核心目標
車載智能終端(如車機系統(tǒng)、T-BOX、ADAS 控制器、智能座艙模塊等)的可靠性檢測,旨在驗證設(shè)備在設(shè)計壽命周期內(nèi),面對車輛運行中的各種復(fù)雜條件(如溫度變化、振動沖擊、電磁干擾等)時,能否持續(xù)滿足功能需求、性能指標及安全標準,具體包括:
- 確保設(shè)備無故障運行的能力;
- 抵抗環(huán)境應(yīng)力(如高低溫、濕度)的穩(wěn)定性;
- 應(yīng)對機械應(yīng)力(如振動、沖擊)的結(jié)構(gòu)與性能完整性;
- 電磁兼容性(EMC)以避免干擾車輛其他電子系統(tǒng)或被干擾;
- 長期使用后的性能衰減是否在可接受范圍內(nèi)。
二、環(huán)境適應(yīng)性測試
車輛運行環(huán)境復(fù)雜多變(從極寒到高溫、潮濕到干燥、顛簸到劇烈沖擊等),環(huán)境適應(yīng)性是可靠性的基礎(chǔ),主要測試項目包括:
1. 高低溫及溫循測試
- 高溫測試:模擬夏季暴曬或發(fā)動機艙高溫環(huán)境,通常在 + 85℃~+125℃(芯片級)或 + 55℃~+85℃(整機級)下持續(xù)運行,檢測設(shè)備是否出現(xiàn)死機、功能失效、元件老化等問題。
- 低溫測試:模擬冬季嚴寒環(huán)境,在 - 40℃~-20℃下存儲或運行,驗證電池、顯示屏、電路是否因低溫導(dǎo)致性能下降(如屏幕觸控失靈、電池續(xù)航驟減)。
- 溫度循環(huán)測試:在 - 40℃~+85℃之間快速切換(如每小時 1 個循環(huán)),重復(fù)數(shù)百次,檢測設(shè)備因材料熱脹冷縮差異導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)松動(如接口脫落)、電路焊點開裂等問題。
2. 濕度與凝露測試
- 在高濕度(如 95% RH)環(huán)境下,結(jié)合溫度變化(如 - 20℃~+60℃),測試設(shè)備是否因凝露導(dǎo)致內(nèi)部短路、元件腐蝕(如 PCB 板氧化),尤其針對車規(guī)級密封設(shè)計(如 IP6K9K 防護等級)的驗證。
3. 機械應(yīng)力測試
- 振動測試:模擬車輛行駛在顛簸路面、發(fā)動機振動等場景,按不同方向(X/Y/Z 軸)施加正弦或隨機振動(頻率范圍 10Hz~2000Hz),檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)強度(如外殼開裂)、內(nèi)部元件固定情況(如電容脫落)、接口穩(wěn)定性(如 USB 松動)。
- 沖擊測試:模擬急剎車、碰撞、路面坑洼等突發(fā)沖擊,施加半正弦或方波沖擊(加速度 500G~1000G,持續(xù)時間 1ms~10ms),驗證設(shè)備抗瞬間應(yīng)力的能力,避免核心部件(如存儲芯片、傳感器)損壞。
- 跌落測試:針對可插拔終端(如車載診斷設(shè)備 OBD 終端),從 1.5 米高度跌落至水泥地面,檢測外殼、屏幕、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗摔性。
三、性能穩(wěn)定性與耐久性測試
1. 長期運行耐久性測試
- MTBF(平均無故障時間)驗證:通過加速老化試驗(如在高溫 + 高負荷下連續(xù)運行數(shù)千小時),推算設(shè)備在正常使用條件下的無故障運行時間(車規(guī)級設(shè)備通常要求 MTBF≥10000 小時)。
- 關(guān)鍵功能循環(huán)測試:對高頻使用功能(如屏幕觸控、按鍵按壓、藍牙 / WiFi 連接、導(dǎo)航定位)進行數(shù)萬次循環(huán)操作,檢測是否出現(xiàn)響應(yīng)延遲、功能失靈(如按鍵磨損導(dǎo)致接觸不良)。
2. 電源適應(yīng)性測試
- 車輛電源電壓波動較大(如 12V 系統(tǒng)可能瞬間降至 9V 或升至 16V,新能源汽車高壓系統(tǒng)更復(fù)雜),需測試設(shè)備在寬電壓范圍(如 9V~36V)內(nèi)的穩(wěn)定運行能力,避免過壓燒毀、欠壓重啟等問題。
- 模擬電源瞬態(tài)干擾(如突波、尖峰電壓),驗證設(shè)備的電源保護電路(如保險絲、TVS 管)是否有效。
四、可靠性驗證的關(guān)鍵方法
- 加速壽命試驗(ALT):通過提高環(huán)境應(yīng)力(如高溫、高電壓),加速設(shè)備老化過程,縮短測試時間,快速評估壽命(需基于 Arrhenius 模型等理論推算正常條件下的壽命)。
- HALT/HASS 測試:HALT(高加速壽命試驗):通過逐步提升溫度、振動等應(yīng)力,暴露設(shè)備設(shè)計缺陷(如薄弱元件、結(jié)構(gòu)隱患),用于研發(fā)階段優(yōu)化。HASS(高加速應(yīng)力篩選):在量產(chǎn)階段,對每臺設(shè)備施加極限應(yīng)力,剔除早期失效產(chǎn)品(如工藝不良導(dǎo)致的瑕疵品)。
- 現(xiàn)場可靠性測試:在實際車輛上進行長期路試(如不同氣候區(qū)、路況下行駛 10 萬公里以上),記錄設(shè)備故障數(shù)據(jù),驗證實驗室測試的有效性。
五、相關(guān)標準體系
車載智能終端的可靠性檢測需符合國際及行業(yè)標準,主要包括:
- ISO 16750:道路車輛電子設(shè)備環(huán)境條件及測試(涵蓋溫度、振動、電源、EMC 等);
- AEC-Q100/Q200:車規(guī)級集成電路(芯片)的可靠性標準;
- SAE J1455:商用車電子設(shè)備環(huán)境測試規(guī)范;
- GB/T 28046:中國道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗標準。
總結(jié)
車載智能終端的可靠性檢測是一個多維度、嚴苛的過程,需結(jié)合環(huán)境模擬、性能驗證、長期耐久性測試等手段,并依據(jù)國際車規(guī)標準執(zhí)行。通過全面檢測,可提前暴露設(shè)計、材料或工藝缺陷,確保設(shè)備在車輛全生命周期內(nèi)穩(wěn)定運行,為智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等功能提供安全保障。
北京沃華慧通測控技術(shù)有限公司產(chǎn)品服務(wù)范圍涵蓋 3C檢測、智能汽車檢測及機器人生態(tài)等多個檢測領(lǐng)域,致力于提供一站式、定制化的測試解決方案。如有需求,歡迎交流。
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