長(zhǎng)期運(yùn)行的秘密:車載智能終端耐久性與可靠性檢測(cè)
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(yàn)及車輛功能的穩(wěn)定運(yùn)行。可靠性檢測(cè)是確保這類設(shè)備在復(fù)雜車載環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),涵蓋多個(gè)維度的測(cè)試與驗(yàn)證。
一、可靠性檢測(cè)的核心目標(biāo)
車載智能終端(如車機(jī)系統(tǒng)、T-BOX、ADAS 控制器、智能座艙模塊等)的可靠性檢測(cè),旨在驗(yàn)證設(shè)備在設(shè)計(jì)壽命周期內(nèi),面對(duì)車輛運(yùn)行中的各種復(fù)雜條件(如溫度變化、振動(dòng)沖擊、電磁干擾等)時(shí),能否持續(xù)滿足功能需求、性能指標(biāo)及安全標(biāo)準(zhǔn),具體包括:
- 確保設(shè)備無(wú)故障運(yùn)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(duì)機(jī)械應(yīng)力(如振動(dòng)、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(zhǎng)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(cè)試
車輛運(yùn)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(cè)試項(xiàng)目包括:
1. 高低溫及溫循測(cè)試
- 高溫測(cè)試:模擬夏季暴曬或發(fā)動(dòng)機(jī)艙高溫環(huán)境,通常在 + 85℃~+125℃(芯片級(jí))或 + 55℃~+85℃(整機(jī)級(jí))下持續(xù)運(yùn)行,檢測(cè)設(shè)備是否出現(xiàn)死機(jī)、功能失效、元件老化等問(wèn)題。
- 低溫測(cè)試:模擬冬季嚴(yán)寒環(huán)境,在 - 40℃~-20℃下存儲(chǔ)或運(yùn)行,驗(yàn)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(cè)試:在 - 40℃~+85℃之間快速切換(如每小時(shí) 1 個(gè)循環(huán)),重復(fù)數(shù)百次,檢測(cè)設(shè)備因材料熱脹冷縮差異導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)松動(dòng)(如接口脫落)、電路焊點(diǎn)開(kāi)裂等問(wèn)題。
2. 濕度與凝露測(cè)試
- 在高濕度(如 95% RH)環(huán)境下,結(jié)合溫度變化(如 - 20℃~+60℃),測(cè)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(duì)車規(guī)級(jí)密封設(shè)計(jì)(如 IP6K9K 防護(hù)等級(jí))的驗(yàn)證。
3. 機(jī)械應(yīng)力測(cè)試
- 振動(dòng)測(cè)試:模擬車輛行駛在顛簸路面、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等場(chǎng)景,按不同方向(X/Y/Z 軸)施加正弦或隨機(jī)振動(dòng)(頻率范圍 10Hz~2000Hz),檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(如外殼開(kāi)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(dòng))。
- 沖擊測(cè)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(shí)間 1ms~10ms),驗(yàn)證設(shè)備抗瞬間應(yīng)力的能力,避免核心部件(如存儲(chǔ)芯片、傳感器)損壞。
- 跌落測(cè)試:針對(duì)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(cè)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(cè)試
1. 長(zhǎng)期運(yùn)行耐久性測(cè)試
- MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)驗(yàn)證:通過(guò)加速老化試驗(yàn)(如在高溫 + 高負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行數(shù)千小時(shí)),推算設(shè)備在正常使用條件下的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間(車規(guī)級(jí)設(shè)備通常要求 MTBF≥10000 小時(shí))。
- 關(guān)鍵功能循環(huán)測(cè)試:對(duì)高頻使用功能(如屏幕觸控、按鍵按壓、藍(lán)牙 / WiFi 連接、導(dǎo)航定位)進(jìn)行數(shù)萬(wàn)次循環(huán)操作,檢測(cè)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(cè)試
- 車輛電源電壓波動(dòng)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(cè)試設(shè)備在寬電壓范圍(如 9V~36V)內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行能力,避免過(guò)壓燒毀、欠壓重啟等問(wèn)題。
- 模擬電源瞬態(tài)干擾(如突波、尖峰電壓),驗(yàn)證設(shè)備的電源保護(hù)電路(如保險(xiǎn)絲、TVS 管)是否有效。
四、可靠性驗(yàn)證的關(guān)鍵方法
- 加速壽命試驗(yàn)(ALT):通過(guò)提高環(huán)境應(yīng)力(如高溫、高電壓),加速設(shè)備老化過(guò)程,縮短測(cè)試時(shí)間,快速評(píng)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(cè)試:HALT(高加速壽命試驗(yàn)):通過(guò)逐步提升溫度、振動(dòng)等應(yīng)力,暴露設(shè)備設(shè)計(jì)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(duì)每臺(tái)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(chǎng)可靠性測(cè)試:在實(shí)際車輛上進(jìn)行長(zhǎng)期路試(如不同氣候區(qū)、路況下行駛 10 萬(wàn)公里以上),記錄設(shè)備故障數(shù)據(jù),驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的有效性。
五、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系
車載智能終端的可靠性檢測(cè)需符合國(guó)際及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),主要包括:
- ISO 16750:道路車輛電子設(shè)備環(huán)境條件及測(cè)試(涵蓋溫度、振動(dòng)、電源、EMC 等);
- AEC-Q100/Q200:車規(guī)級(jí)集成電路(芯片)的可靠性標(biāo)準(zhǔn);
- SAE J1455:商用車電子設(shè)備環(huán)境測(cè)試規(guī)范;
- GB/T 28046:中國(guó)道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
總結(jié)
車載智能終端的可靠性檢測(cè)是一個(gè)多維度、嚴(yán)苛的過(guò)程,需結(jié)合環(huán)境模擬、性能驗(yàn)證、長(zhǎng)期耐久性測(cè)試等手段,并依據(jù)國(guó)際車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。通過(guò)全面檢測(cè),可提前暴露設(shè)計(jì)、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(yùn)行,為智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等功能提供安全保障。
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