前言：

書接前文，上篇文章初步介紹了ECU的電氣負荷標準及測試，包括測試項目、標準要求、測試方法等，并同步介紹了為什么標準這么規(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)知識等，本篇將繼續(xù)介紹機械負荷測試標準及測試方法，氣候負荷、防護、EMC等標準及測試，將在接下來的文章中進行介紹，敬請期待。

另外，文中主要測試項目均配有真實的DV測試照片，包含測試設(shè)備、樣品、測試Setup等，幫助大家對DV測試有一個更深刻的了解和認知。在此特別感謝CVC威凱檢測技術(shù)提供的試驗室技術(shù)支持和測試照片。

*注：本文部分內(nèi)容節(jié)選自作者新書《廣義車規(guī)級電子元器件可靠性設(shè)計與開發(fā)實踐》，由機械工業(yè)出版社于2024年6月份出版，節(jié)選時進行了改編。文中內(nèi)容較多，建議大家收藏閱讀。

本文目錄如下：

1.機械負荷標準

2.一般規(guī)定

3.工作模式及測試要求

4.安裝位置    

5.測試項目

6.試驗?zāi)康?

7.建立試驗曲線

8.疲勞計算

9.機械類DV試驗項目

10.DV振動試驗

11.DV機械沖擊試驗 

12.對ECU的設(shè)計要求

#01機械負荷標準 

規(guī)定機械類試驗的國標是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 第3部分：機械負荷（采標：ISO 16750-3:2007）。GB/T 28046.3標準主要參考了GB/T 2423電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗的一系列標準。

振動試驗需要按電氣和電子設(shè)備在車上應(yīng)用情況進行不同振動嚴酷度的試驗。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方法。GB/T 28046.3規(guī)定了振動、機械沖擊、自由跌落、砂石轟擊共4類機械相關(guān)的試驗，但對電子零部件來講，機械類試驗還可以包括連接器相關(guān)試驗。機械類試驗主要根據(jù)產(chǎn)品類型及客戶要求進行。

#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)定了不同振動嚴酷度的試驗方法。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方法、環(huán)境溫度和振動參數(shù)。

規(guī)定的量級用于直接安裝在所定義的位置。使用支架安裝會提高或降低負荷，如果受試裝置(DUT)在車上使用支架，在振動和機械沖擊試驗時應(yīng)帶支架進行。在此簡單介紹下，車上的很多控制器都是通過支架安裝的，而非直接安裝在車身或車架上。所以在試驗時，通常也會專門定制一個振動支架（非實車支架）來安裝DUT，以模擬實車安裝情況，比如是水平安裝、垂直安裝等，都需要模擬實車情況。還有就是如果不通過支架連接，控制器幾乎無法直接安裝到振動測試臺上。   

振動支架如下圖所示：

DV振動測試治具/支架（來源：孚喬圖）

需要注意的是，標準專門對安裝支架進行了說明，支架安裝在車輛上與安裝在振動臺面上的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態(tài)反饋不同。為能在實驗室中再現(xiàn)振動試驗，振動夾具應(yīng)具有盡可能大的剛度，通常比裝車條件大得多（通過上圖的振動支架也能看出來剛度要比實車大得多）。

另外還需要考慮到DUT在振動夾具上的各個安裝點的運動是同向的，而其在汽車里安裝點的運動在特定的頻率上可能不是同向的。這是因振動試驗夾具比在車輛上的安裝部位有更高的剛度。此外，在振動試驗期間DUT的動態(tài)反饋(激勵衰減)通過振動控制單元被最小化。至少對于大或重的DUT在共振狀態(tài)下，在振動臺試驗時類似的激勵會比在汽車里產(chǎn)生更大的響應(yīng)峰值。

綜上述所述，實際DV測試采用極大剛度的測試治具/支架，在同等條件下，可以達到比實車更嚴酷的測試效果/等級，進而可以更好的達到所需的測試目的。另外標準還特別強調(diào)了，為避免過試驗，可以采用GB/T 2423.56中相關(guān)的平均控制方法。   

#03工作模式及測試要求

關(guān)于工作模式我們在第二篇文章ECU的車規(guī)級試驗：DV試驗（二：電氣環(huán)境標準簡介）有過介紹，在此結(jié)合振動試驗要求再詳細介紹一下。

環(huán)境標準對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)動機關(guān)閉，且所有電氣連接完好，DUT以電壓UB帶電運行。

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)/組件帶電運行并控制在典型運行模式。

3) 工作模式3：發(fā)電機供電

所有電氣連接完好，DUT以電壓UA帶電運行。

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)/組件帶電運行并控制在典型運行模式。

按照GB/T 28046.1-2011標準規(guī)定，功能狀態(tài)分為A、B、C、D、E共5個等級：

1) A級：試驗中和試驗后，裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計要求。

2) B級：試驗中裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計要求，但允許有一個或多個超出規(guī)定允差。試驗后所有功能應(yīng)自動恢復(fù)到規(guī)定限值。存儲器功能應(yīng)符合A級。

3) C級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計要求，但試驗后所有功能能自動恢復(fù)到正常運行。 

4) D級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計要求且試驗后不能自動恢復(fù)到正常運行，需要對裝置/系統(tǒng)通過簡單操作重新激活。

5) E級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計要求且試驗后不能自動恢復(fù)到正常運行，需要對裝置/系統(tǒng)進行修理或更換。

而對于振動試驗，縱觀整個標準，對工作模式的要求可分為以下三種：

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

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。

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