汽车电子环境可靠性相关标准介绍

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汽车电子环境可靠性相关

标准介绍

1. 简介

汽车的控制系统是以高端电子设备为基础,因此电子控制设备的可靠性对整车的可靠性起主导作用。一般来说,使用环境会影响到电子设备和单元的耐久性以及操作性能。因此,汽车电子元器件的环境可靠性问题成为汽车可靠性的核心问题之一。在开发设计的过程中,关键的问题就变为如何根据实际使用条件来设计环境试验项目,以及如何在控制成本的同时维持实用性和性能要求。本文主要介绍了汽车电子元器件常用的环境可靠性测试标准,希望能起到抛砖引玉的效果。

2. 汽车零部件的使用环境

汽车的使用环境比一般的消费电子要严酷很多,包括了温度、湿度、振动、雨水、耐老化性能、电压波动以及电压冲击等因素,表1、表2和表3给出了不同部位的汽车电子的温度湿度和振动条件。汽车

机械滥用试验

冲击试验

跌落试验

刺穿试验

翻滚试验

挤压试验

浸渍试验

热量滥用试验电滥用试验辐射热试验热稳定试验热绝缘破坏试验过热试验

高温贮存试验

热循环试验

短路试验

部分短路试验

过充电试验

过放电试验

低温试验

SAE J2464

图1 SAE J2464 试验项目

3.4 其他相关标准

除了上述广泛使用的汽车电子的环境可靠性标准,还有一些针对电子电器部件的可靠性标准也经常被汽车电子行业采用,这些标准包括:

1) MIL-STD-202 电子零部件

2) MIL-STD-750 半导体部件

3) MIL-STD-883 微电路器件

4) EIA-364系列

4. 主流车厂试验标准

各汽车企业对电子零部件的要求都很高,一般都有自己的企业标准,跟国际标准或者协会标准等通用型标准相比,实验项目大同小异,但是严酷等级会比通用型的标准更高一些;另外,企业标准也往往有一些独特的试验项目。表5给出了主流车厂的相关试验标准。

表5 主流车厂环境可靠性测试标准

分析

设计开发

校验

参数、检验试验

认证

耐久性

软件校验

EMC 试验

电路、热力、机械、可靠性等

设计边际、强度等

6DUT’s

3DUT’s

图2 ASAP流程图

5.2 GEIA-STD-0009

美国国防部(DoD)与工业界和政府电子与信息技术协会(GEIA)近两年密切合作制定了新的环境可靠性试验大纲标准;该标准参考了MIL-STD-785、IEEE 1332和SAE JA1000等可靠性大纲标准并于2008年8月正式发布。

该标准确立了在产品和系统研制中提供最佳值和最小风险的最

佳惯例。规定措施步骤以便于在系统和设备的设计和生产中确保可靠性,并在使用中保持高的可靠性。该标准包括一种研制、增长、生产和部署可靠系统的新方法,它主要包含以下四个可靠性目标:

1) 理解客户/用户需求和约束条件;

2) 可靠性设计和再设计;

3) 生产可靠的系统/产品;

4) 监控和评估用户的可靠性。

5.3 Robustness Validation Standard

近两年,SAE International,Japan SAE以及ZVEI,the German Electrical and Electronic Manufacturers’Association,AEC,Automotive Electronics Council 正在着力制定该标准,他们认为AEC-Q-100标准是1994年制定的,已经不能适应现在技术发展形势和需要,因此需要新的技术标准。因此,相关成员致力于Robustness Validation Standard,以替代AEC-Q-100,其目标是提高可靠性,减少研发成本,缩短开发时间;其主要内容包括风险和机会评估,基于经验、失效机理以及应用的合格性评定。

机械滥用试验

冲击试验

跌落试验

刺穿试验

翻滚试验

挤压试验

浸渍试验

热量滥用试验电滥用试验辐射热试验热稳定试验热绝缘破坏试验过热试验

高温贮存试验热循环试验

短路试验

部分短路试验过充电试验过放电试验

低温试验

SAE J2464

机械滥用试验

冲击试验

跌落试验

刺穿试验

翻滚试验

挤压试验

浸渍试验

热量滥用试验

电滥用试验

辐射热试验

热稳定试验

热绝缘破坏试验

过热试验

高温贮存试验

热循环试验

短路试验

部分短路试验

过充电试验

过放电试验

低温试验

SAE J2464

汽车电子开发与其它电子产品有着很多不同的地方,这里大致介绍一

下,其不同之处。汽车环境温度汽车要满足沙漠炎热的气候也要满足北极圈寒冷气候。根据汽车研究得出的结论,车身内最普遍的情况是要满足-40度低温到85度高温的温度范围,大多数情况下,引擎附近温度范围为-40度到125度。其他地方如排气口附近也可能达到105度左右。需要注意的是,安装在轮毂上的胎压检测传感器的温度必须满足125度的条件,因为在山区连续下坡刹车也可能造成刹车过热。这些要比普通电子类产品温度范围严酷很多。

潮湿

我们一般使用空气的相对湿度来衡量空气中有多少水蒸气。在RH%一定的情况下,温度越高,水蒸汽含量也越高。对于汽车电子来说,相对湿度从低于10%到接近100%,它要满足所有的要求。这是典型的世界大部分地区的气候所决定的,要满足热带雨林气候和沙漠气候。我们设计的电子模块需要在这些条件下正常工作,但是高湿度会迫使水蒸气进入模块的部分元器件中。

水分

车辆的内饰大多是干燥,但是我们还是要关注一些内部区域。

座椅下方是很可能积水的,如果下雨,车子进水等等;任何直接暴露

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