前言：

書(shū)接前文，上篇文章初步介紹了ECU的電氣負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試，包括測(cè)試項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)要求、測(cè)試方法等，并同步介紹了為什么標(biāo)準(zhǔn)這么規(guī)定？深層次的考量是什么？還順便介紹一些車載電氣、電磁環(huán)境的基礎(chǔ)知識(shí)等，本篇將繼續(xù)介紹機(jī)械負(fù)荷測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法，氣候負(fù)荷、防護(hù)、EMC等標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試，將在接下來(lái)的文章中進(jìn)行介紹，敬請(qǐng)期待。

另外，文中主要測(cè)試項(xiàng)目均配有真實(shí)的DV測(cè)試照片，包含測(cè)試設(shè)備、樣品、測(cè)試Setup等，幫助大家對(duì)DV測(cè)試有一個(gè)更深刻的了解和認(rèn)知。在此特別感謝CVC威凱檢測(cè)技術(shù)提供的試驗(yàn)室技術(shù)支持和測(cè)試照片。

*注：本文部分內(nèi)容節(jié)選自作者新書(shū)《廣義車規(guī)級(jí)電子元器件可靠性設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)踐》，由機(jī)械工業(yè)出版社于2024年6月份出版，節(jié)選時(shí)進(jìn)行了改編。文中內(nèi)容較多，建議大家收藏閱讀。

本文目錄如下：

1.機(jī)械負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)

2.一般規(guī)定

3.工作模式及測(cè)試要求

4.安裝位置    

5.測(cè)試項(xiàng)目

6.試驗(yàn)?zāi)康?

7.建立試驗(yàn)曲線

8.疲勞計(jì)算

9.機(jī)械類DV試驗(yàn)項(xiàng)目

10.DV振動(dòng)試驗(yàn)

11.DV機(jī)械沖擊試驗(yàn) 

12.對(duì)ECU的設(shè)計(jì)要求

#01機(jī)械負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) 

規(guī)定機(jī)械類試驗(yàn)的國(guó)標(biāo)是GB/T 28046.3-2011 道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn) 第3部分：機(jī)械負(fù)荷（采標(biāo)：ISO 16750-3:2007）。GB/T 28046.3標(biāo)準(zhǔn)主要參考了GB/T 2423電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的一系列標(biāo)準(zhǔn)。

振動(dòng)試驗(yàn)需要按電氣和電子設(shè)備在車上應(yīng)用情況進(jìn)行不同振動(dòng)嚴(yán)酷度的試驗(yàn)。車輛生產(chǎn)商和供應(yīng)商可根據(jù)特定的安裝位置選擇試驗(yàn)方法。GB/T 28046.3規(guī)定了振動(dòng)、機(jī)械沖擊、自由跌落、砂石轟擊共4類機(jī)械相關(guān)的試驗(yàn)，但對(duì)電子零部件來(lái)講，機(jī)械類試驗(yàn)還可以包括連接器相關(guān)試驗(yàn)。機(jī)械類試驗(yàn)主要根據(jù)產(chǎn)品類型及客戶要求進(jìn)行。

#02一般規(guī)定 

按電氣和電子設(shè)備在車上應(yīng)用情況規(guī)定了不同振動(dòng)嚴(yán)酷度的試驗(yàn)方法。車輛生產(chǎn)商和供應(yīng)商可根據(jù)特定的安裝位置選擇試驗(yàn)方法、環(huán)境溫度和振動(dòng)參數(shù)。

規(guī)定的量級(jí)用于直接安裝在所定義的位置。使用支架安裝會(huì)提高或降低負(fù)荷，如果受試裝置(DUT)在車上使用支架，在振動(dòng)和機(jī)械沖擊試驗(yàn)時(shí)應(yīng)帶支架進(jìn)行。在此簡(jiǎn)單介紹下，車上的很多控制器都是通過(guò)支架安裝的，而非直接安裝在車身或車架上。所以在試驗(yàn)時(shí)，通常也會(huì)專門(mén)定制一個(gè)振動(dòng)支架（非實(shí)車支架）來(lái)安裝DUT，以模擬實(shí)車安裝情況，比如是水平安裝、垂直安裝等，都需要模擬實(shí)車情況。還有就是如果不通過(guò)支架連接，控制器幾乎無(wú)法直接安裝到振動(dòng)測(cè)試臺(tái)上。   

振動(dòng)支架如下圖所示：

DV振動(dòng)測(cè)試治具/支架（來(lái)源：孚喬圖）

需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)專門(mén)對(duì)安裝支架進(jìn)行了說(shuō)明，支架安裝在車輛上與安裝在振動(dòng)臺(tái)面上的DUT的頻率響應(yīng)是不同的，這是由于兩種情況下的安裝剛度和動(dòng)態(tài)反饋不同。為能在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)，振動(dòng)夾具應(yīng)具有盡可能大的剛度，通常比裝車條件大得多（通過(guò)上圖的振動(dòng)支架也能看出來(lái)剛度要比實(shí)車大得多）。

另外還需要考慮到DUT在振動(dòng)夾具上的各個(gè)安裝點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是同向的，而其在汽車?yán)锇惭b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)在特定的頻率上可能不是同向的。這是因振動(dòng)試驗(yàn)夾具比在車輛上的安裝部位有更高的剛度。此外，在振動(dòng)試驗(yàn)期間DUT的動(dòng)態(tài)反饋(激勵(lì)衰減)通過(guò)振動(dòng)控制單元被最小化。至少對(duì)于大或重的DUT在共振狀態(tài)下，在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)類似的激勵(lì)會(huì)比在汽車?yán)锂a(chǎn)生更大的響應(yīng)峰值。

綜上述所述，實(shí)際DV測(cè)試采用極大剛度的測(cè)試治具/支架，在同等條件下，可以達(dá)到比實(shí)車更嚴(yán)酷的測(cè)試效果/等級(jí)，進(jìn)而可以更好的達(dá)到所需的測(cè)試目的。另外標(biāo)準(zhǔn)還特別強(qiáng)調(diào)了，為避免過(guò)試驗(yàn)，可以采用GB/T 2423.56中相關(guān)的平均控制方法。   

#03工作模式及測(cè)試要求

關(guān)于工作模式我們?cè)诘诙恼翬CU的車規(guī)級(jí)試驗(yàn)：DV試驗(yàn)（二：電氣環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介）有過(guò)介紹，在此結(jié)合振動(dòng)試驗(yàn)要求再詳細(xì)介紹一下。

環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)對(duì)DUT工作模式共分為三種，如下：”

1) 工作模式1，不向DUT供電。

工作模式1.1：DUT未連接到線束。

工作模式1.2：DUT模擬在車輛上的安裝位置，連接到線束。

2) 工作模式2：蓄電池供電

當(dāng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，且所有電氣連接完好，DUT以電壓UB帶電運(yùn)行。

工作模式2.1：系統(tǒng)/組件功能不被激活(如休眠模式)。

工作模式2.2：系統(tǒng)/組件帶電運(yùn)行并控制在典型運(yùn)行模式。

3) 工作模式3：發(fā)電機(jī)供電

所有電氣連接完好，DUT以電壓UA帶電運(yùn)行。

工作模式3.1：系統(tǒng)/組件功能不被激活。

工作模式3.2：系統(tǒng)/組件帶電運(yùn)行并控制在典型運(yùn)行模式。

按照GB/T 28046.1-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，功能狀態(tài)分為A、B、C、D、E共5個(gè)等級(jí)：

1) A級(jí)：試驗(yàn)中和試驗(yàn)后，裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求。

2) B級(jí)：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求，但允許有一個(gè)或多個(gè)超出規(guī)定允差。試驗(yàn)后所有功能應(yīng)自動(dòng)恢復(fù)到規(guī)定限值。存儲(chǔ)器功能應(yīng)符合A級(jí)。

3) C級(jí)：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)功能不滿足設(shè)計(jì)要求，但試驗(yàn)后所有功能能自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)行。 

4) D級(jí)：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)行，需要對(duì)裝置/系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單操作重新激活。

5) E級(jí)：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動(dòng)恢復(fù)到正常運(yùn)行，需要對(duì)裝置/系統(tǒng)進(jìn)行修理或更換。

而對(duì)于振動(dòng)試驗(yàn)，縱觀整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工作模式的要求可分為以下三種：

1) 安裝位置為：裝在門(mén)和蓋板內(nèi)/上，工作模式1.2（模擬實(shí)車安裝，連接線束，不供電），功能狀態(tài)C級(jí)。

2) 自由跌落：工作模式1.1（不連接線束，不供電），功能狀態(tài)C級(jí)。

3) 其他位置：工作模式3.2（帶電運(yùn)行）下達(dá)到功能狀態(tài)A，其他工作模式（如有要求）下達(dá)到功能狀態(tài)C。