车载终端温度耐久寿命老化箱的试验验证

在“电动汽车远程服务与管理系统技术规范”系列标准中，要求所有新能源汽车安装符合该标准的车载监控终端。标准要求车载监控终端的最低寿命为5年。

为了验证其寿命特性，我们采用基于Coffin-Manson模型的温度循环寿命试验，对车载监控终端的寿命特性进行有效评估。下面是车载监控终端的寿命试验研究。

试验设备：环仪仪器 车载终端温度耐久寿命老化箱

Coffin-Manson模型分析及试验方法

1.试验原理：

Coffin-Manson模型适用于温度交变循环变化的加速试验，其机理主要是利用温度循环变化时产品不同材料热膨胀系数的差异，强化其因温度快速变化所产生的热应力对产品造成的机械失效、材料疲劳、材料变形等劣化影响。

2.加速因子计算：

一般假定产品的失效符合威布尔分布。首先根据模型计算加速试验的加速因子：

式中:

ACM —Coffin-Manson 模型的加速因子;

ΔTTest —加速试验时一个温度循环期间的温度差，该差值原则上越大越好，但要根据产品具体的耐热强度而定，可通过产品热特性分析确定，通常取值为产品最高工作温度Tmax与最低工作温度Tmin之差；

ΔTFeld —产品在设计寿命期间在实际工作环境下的平均温差，通常为一个统计平均值；

C—Coffin-Manson 模型指数，与产品的材料特性相关，一般取值范围为1~9，根据汽车工程经验，车载电子产品的典型取值为2.5。

3.温度循环总数计算：

加速试验时，计算所需温度循环总数的公式如下

式中:

Npruf —设计温度循环试验时最少循环次数（理论上，循环次数越多，由温度交变引起的产品内部机械应力越大，老化速度越快，加速效果越明显，但试验成本与周期也随之增加，因此需要选择一个最佳循环次数） ；

NTempZyklenFeld—产品在设计寿命期间在实际工作环境中经历的温度循环次数，该值为统计值。

ACM —按“加速度系数与场地平均温度变化的关系”公式计算的 Coffin-Manson 模型的加速度系数。

4.加速工况：

温度交变加速试验工况如下所示。

5.基于Coffin-Manson模型加速试验计算：

假设该车载监控终端的最高工作温度Tmax为70℃，最低工作温度Tmin为-30℃，工作环境平均温差Δ TFeld为30℃，因此，ΔTTest为100℃，根据“加速因子公式”可得出Coffin-Manson模型加速因子约为20.28。

假定该车载监控终端实际使用时在一天内平均可能经历的温度变化平均为2次，因此，在其设计寿命期间可能经历的温度循环次数NTempZyklenFeld为3 650次，

即： 5（年）× 365（天）× 2次。 根据“温度循环总算公式”可计算得出该车载监控终端基于Coffin-Manson模型温度交变循环次数NPruf为180。

按照典型工况，选择温变速率为4℃/min的温度箱进行试验，计算得最终加速试验时间约为270 h。

试验验证：

最后，选择1m³车载终端温度耐久寿命老化箱，在-30℃~70℃范围内，在经历约270h的Coffin-Manson温度交变加速老化试验后，复测其功能，仍处于A级。

以上就是车载监控终端的温度耐久寿命试验，如有试验疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。