Dlaczego wodoodporna komora testowa podzespołów samochodowych jest niezbędna do testowania czujników i sterowników ECU pojazdów elektrycznych

Abstrakcja

Wraz z szybkim rozwojem pojazdów elektrycznych zasilanych nowymi źródłami energii, czujniki pokładowe i elektroniczne jednostki sterujące (ECU), jako kluczowe elementy percepcji i sterowania pojazdem, są w dużej mierze umieszczane w miejscach narażonych na działanie wody, takich jak podwozie, wnęki kół i komory silnika. Muszą one wytrzymać złożone warunki pracy, takie jak mycie pod wysokim ciśnieniem, natryskiwanie w wysokiej temperaturze oraz rozpryski deszczu i śniegu. Wodoszczelna komora testowa komponentów samochodowych pozwala odtworzyć ekstremalne warunki narażenia na działanie wody występujące w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdów w laboratorium oraz ilościowo ocenić zdolność struktur uszczelniających obudowy do przeciwstawiania się przepływowi wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Koncentrując się na LISUN JL-9K1L Komora testowa do testów strumieniem wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. W artykule omówiono rolę wodoodpornej komory testowej podzespołów samochodowych w weryfikacji niezawodności czujników i sterowników EV, przeanalizowano praktyczne znaczenie warunków testowych IPX6K i IPX9K dla podzespołów elektronicznych samochodowych, przedstawiono cechy techniczne, obowiązujące normy i praktyczne scenariusze zastosowań sprzętu, a także podano odniesienia do konstrukcji laboratoryjnych i weryfikacji niezawodności produktów przez producentów pojazdów, dostawców podzespołów i zewnętrzne instytucje testujące. 

Wprowadzenie

Poziom inteligencji pojazdów elektrycznych stale rośnie, a liczba czujników i sterowników (ECU) zamontowanych w całym pojeździe stale rośnie. Takie precyzyjne podzespoły elektroniczne są bezpośrednio powiązane z kluczowymi funkcjami, takimi jak moc wyjściowa, sterowanie hamulcami i percepcja otoczenia. Wiele pokładowych urządzeń elektronicznych jest zainstalowanych na zewnątrz nadwozia lub wewnątrz kabiny. Podczas codziennego użytkowania pojazdu będą one narażone na takie sytuacje, jak mycie samochodu pod wysokim ciśnieniem, rozpryskiwanie błota i wody drogowej oraz płukanie w wysokiej temperaturze podczas konserwacji. W przypadku wystąpienia uszkodzeń w strukturze uszczelnienia obudowy, przedostanie się do wnętrza urządzenia strumienia wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu spowoduje korozję płytek drukowanych, dryft sygnału, zwarcia i inne usterki. W poważnych przypadkach może to bezpośrednio wywołać nieprawidłowe działanie całego pojazdu i potencjalnie zagrozić bezpieczeństwu jazdy.

Zwykłe testy deszczu i kapania symulują jedynie warunki panujące w środowisku deszczowym o temperaturze otoczenia i nie są w stanie odtworzyć wpływu przepływu wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu podczas mycia i czyszczenia samochodu. Komora do testów wodoodporności komponentów samochodowych została opracowana specjalnie do testów wodoodporności pod ciśnieniem typowym dla pojazdów. LISUN JL-9K1L Komora testowa do strumienia wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu, znana również jako komora testowa wodoodporności w wysokiej temperaturze i ciśnieniu, może symulować środowiska natrysku w wysokiej temperaturze i ciśnieniu, aby przeprowadzać rygorystyczne kontrole i weryfikacje wodoodporności obudowy różnych produktów. JL-9K1L Wysokotemperaturowa, wysokociśnieniowa, wodoodporna komora testowa precyzyjnie kontroluje ciśnienie natrysku, temperaturę wody, kąt strumienia i czas trwania testu, aby przywrócić produktom odpowiedni stan narażenia na działanie wody w szczególnych warunkach pracy. Komora ocenia również wpływ przepływu wody pod wysokim ciśnieniem na strukturę uszczelnienia produktu, materiały powierzchni i komponenty wewnętrzne. Wielofunkcyjny regulator dyszy i stabilna praca stołu obrotowego zapewniają równomierne pokrycie wodą próbek testowych. Komora umożliwia przeprowadzanie testów wodoodporności klasy IPX6K i IPX9K oraz zapewnia niezawodne warunki testowe do celów badawczo-rozwojowych i kontroli jakości. Urządzenie jest zgodne z krajowymi i międzynarodowymi normami bezpieczeństwa elektroniki samochodowej, w tym GB/T 4208-2017, ISO 20653, IEC 60529 i DIN 40050-9, spełniając wymagania dotyczące testów zgodności czujników pokładowych, sterowników ECU, złączy i innych komponentów.

JL-9K1L Wodoodporna komora testowa pod wysokim ciśnieniem

Rzeczywiste ryzyko narażenia czujników i sterowników EV na działanie wody

Czujniki pokładowe obejmują czujniki radarowe, czujniki temperatury, czujniki ciśnienia, zespoły percepcji obrazu i inne. Sterowniki (ECU) obejmują systemy zarządzania akumulatorem, jednostki sterujące pojazdu, moduły sterowania nadwozia i inne części. Szwy obudowy, porty złączy i otwory zaworów odpowietrzających podzespołów stanowią punkty wysokiego ryzyka przedostania się wody. Podczas mycia samochodu pod wysokim ciśnieniem, gorąca woda o ciśnieniu od 8 MPa do 10 MPa uderza w obudowy podzespołów pod wieloma kątami. Wysoka temperatura powoduje odkształcenie termiczne uszczelnień gumowych, a strumień wody pod wysokim ciśnieniem wnika w obudowę wzdłuż niewielkich szczelin. W przeciwieństwie do deszczówki o temperaturze otoczenia, woda o wysokiej temperaturze łatwiej przenika przez mikroszczeliny, a gorąca woda przyspiesza korozję wewnętrznych metalowych styków i płytek PCB. Wiele podzespołów pomyślnie przechodzi testy IPX4 i IPX6 w normalnej temperaturze, ale po testach natrysku wysokociśnieniowego IPX6K i IPX9K wystąpią przesiąkanie wody i wewnętrzna kondensacja.

Większość takich defektów związanych z wnikaniem wody nie będzie w pełni widoczna bezpośrednio po testach i będzie rozwijać się stopniowo podczas długotrwałej eksploatacji pojazdu, należąc do potencjalnych trybów awarii. Jeśli weryfikacja IPX6K i IPX9K nie zostanie przeprowadzona za pomocą komory testowej do testów wodoodporności komponentów samochodowych na etapie badań i rozwoju, a jedynie testy drogowe pojazdów, trudno będzie odtworzyć ekstremalne warunki pracy podczas płukania gorącą wodą pod wysokim ciśnieniem. Defekty pozostaną po masowym montażu pojazdów, co doprowadzi do dużej liczby usterek posprzedażowych na późniejszym etapie oraz zwiększy koszty wycofania produktów i konserwacji dla producentów samochodów. Zgodnie z normą ISO 20653 Stopnie ochrony (kod IP) dla wyposażenia elektrycznego i elektronicznego pojazdów drogowych, pokładowe komponenty elektroniczne umieszczone w obszarach podatnych na płukanie muszą przejść testy stopnia IPX6K lub IPX9K w celu weryfikacji niezawodności struktur uszczelniających pod wpływem przepływu wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu.

Podstawowa technologia i konfiguracja LISUN JL-9K1L Komora testowa wodoodporności podzespołów samochodowych

Jako dedykowana komora do testów wodoodporności podzespołów samochodowych, JL-9K1L Zastosowano wysokiej jakości stal nierdzewną do obu wewnętrznych i zewnętrznych komór całej maszyny, odporną na rdzę pod wpływem długotrwałego szorowania gorącą wodą o wysokiej temperaturze. Urządzenie jest wyposażone w 4 zestawy dysz zgodnych ze specyfikacjami normy IEC 60529. Kąt natrysku obsługuje cztery zmiany biegów: 0°, 30°, 60° i 90°. Wielofunkcyjny regulator dyszy zapewnia, że ​​4 dysze i badana próbka znajdują się na tej samej trajektorii łuku kołowego, a kąt strumienia pozostaje stabilny podczas regulacji odległości natrysku. Urządzenie jest wyposażone w odporne na wysokie temperatury elektroniczne przepływomierze, które stabilnie kontrolują przepływ natrysku w zakresie 14-16 l/min, utrzymują ciśnienie natrysku na poziomie 8-10 MPa, a maksymalna temperatura wody w komorze może osiągnąć 80 ± 5°C. Posiada również mechanizmy zabezpieczające przed przegrzaniem i przelaniem wody. Dostępne są dwie wersje stołów obrotowych o średnicy φ400 mm i φ200 mm, a prędkość obrotowa jest regulowana w zakresie od 1 do 5 obr./min z konwersją częstotliwości. Próbki obracają się równomiernie wraz ze stołem obrotowym, co gwarantuje, że wszystkie ich zewnętrzne powierzchnie będą narażone na uderzenia wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Urządzenie jest wyposażone w system kalibracji siły, który weryfikuje siłę uderzenia strumienia dyszy i zapewnia zgodność warunków testowych z normami. Poniższa tabela przedstawia główne parametry porównawcze. JL-9K1L i inne modele z tej samej serii:

Zastosowanie wodoodpornej komory testowej komponentów samochodowych w pełnej kontroli jakości czujników i sterowników ECU

Na etapie badań, rozwoju i projektowania produktu inżynierowie wykorzystują wodoodporną komorę testową komponentów samochodowych do przeprowadzania testów IPX6K i IPX9K w celu sprawdzenia konstrukcji obudowy, doboru pierścieni uszczelniających i schematów uszczelnień złączy. W przypadku wystąpienia wnikania wody lub kondensacji po testach, możliwe jest zlokalizowanie słabych punktów uszczelnienia i przeprowadzenie iteracyjnej optymalizacji konstrukcji obudowy, twardości gumy uszczelniającej i momentu dokręcania zespołu, co pozwala na wyeliminowanie wad uszczelnień na etapie opracowywania próbki i obniżenie kosztów późniejszej modyfikacji formy. Niektóre laboratoria przeprowadzają testy porównawcze w celu porównania działania komponentów pochodzących od różnych dostawców w identycznych warunkach natrysku w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, dostarczając obiektywnych danych testowych do doboru komponentów.

Podczas kontroli przychodzących komponentów i kontroli dostaw gotowych produktów, wodoodporna komora testowa komponentów samochodowych służy do weryfikacji niezawodności pobierania próbek partii w celu monitorowania wahań w procesach produkcji i montażu. Problemy procesowe, takie jak nieprawidłowo zamontowane pierścienie uszczelniające i niewystarczający moment dokręcania śrub obudowy, obniżają skuteczność ochrony danej partii produktów. Próbkowanie w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem może wykryć partie z nieprawidłowymi procesami i zapobiec przedostawaniu się niekwalifikowanych komponentów do ogniw montażowych pojazdu. W przypadku zewnętrznych instytucji testujących, wodoodporna komora testowa komponentów samochodowych, taka jak: JL-9K1L Stanowi podstawę sprzętową do przeprowadzania testów certyfikacyjnych IPX6K i IPX9K. Wyniki testów generowane przez sprzęt mogą być wykorzystywane do sporządzania raportów zgodności komponentów i spełniania wymagań producentów OEM dotyczących kontroli dostępu. Próbki można również włączać podczas testów, aby symulować rzeczywisty stan pracy pod napięciem sterowników (ECU) i czujników oraz obserwować, czy podczas uderzenia strumienia wody wystąpią anomalie sygnału, przerwy w komunikacji i inne awarie pod napięciem, co jest bliższe rzeczywistym warunkom eksploatacji pojazdu.

Kluczowe punkty wyboru i działania

Wybierając wodoszczelną komorę testową do komponentów samochodowych, przedsiębiorstwa powinny nie tylko koncentrować się na pojedynczych parametrach, takich jak ciśnienie i temperatura wody, ale także kompleksowo ocenić, czy urządzenie spełnia wszystkie wymagania normy. Po pierwsze, specyfikacje dysz, kąt rozproszenia i odległość strumienia muszą być ściśle zgodne z normami IEC 60529 i ISO 20653. Odchylenia w wymiarach geometrycznych dysz mają bezpośredni wpływ na efekt uderzenia strumienia wody i prowadzą do zniekształcenia wyników testów. Po drugie, urządzenie musi być wyposażone w system kalibracji siły, który regularnie weryfikuje siłę uderzenia strumienia, zapewniając identyfikowalność warunków badania i spełniając wymagania audytów systemów laboratoryjnych, takich jak CNAS. Stabilność obrotu stołu obrotowego jest również istotna; równomierny obrót próbek gwarantuje równomierne oddziaływanie wody na wszystkie powierzchnie komponentów. Należy również zwrócić uwagę na konfigurację zabezpieczeń. Zabezpieczenie przed przeciążeniem temperaturowym wody, zalaniem, upływami prądu i niedoborem wody zapewniają długotrwałą, stabilną pracę urządzenia.

Jeżeli laboratoria muszą wykonywać testy IPX4K i IPX6K oprócz IPX9K, modele kompozytowe, takie jak JL-4K6K9K1L-R400 i JL-56K9K1L Można wybrać. Jeden zestaw urządzeń obejmuje wiele klas wodoodporności ciśnieniowej i zmniejsza koszty zakupu wielu urządzeń. Na etapie testowania operatorzy muszą ściśle przestrzegać czasu trwania natrysku dla każdego kąta określonego w normach. Po zakończeniu testu, oprócz sprawdzenia, czy wewnątrz obudowy nie ma wody lub czy nie gromadzi się ona wewnątrz obudowy, należy przeprowadzić testy wydajności elektrycznej, w tym rezystancji izolacji, funkcji komunikacyjnych i sygnałów wyjściowych czujników. Niedopuszczalne jest uznanie próbki za zakwalifikowaną wyłącznie na podstawie wizualnej kontroli braku wycieków wody na obudowie.

Wniosek

Czujniki i sterowniki ECU to kluczowe elementy elektroniczne związane z bezpieczeństwem pojazdów elektrycznych, a niezawodność ich uszczelnienia ma bezpośredni wpływ na ogólną wydajność pojazdu. Zwykłe testy deszczu w temperaturze otoczenia nie są w stanie symulować rygorystycznych warunków pracy, takich jak płukanie gorącą wodą pod wysokim ciśnieniem, dlatego wodoodporna komora testowa komponentów samochodowych staje się niezbędnym sprzętem do weryfikacji niezawodności w laboratorium. Jako dojrzała wodoodporna komora testowa komponentów samochodowych, LISUN JL-9K1L Komora testowa do strumienia wody o wysokiej temperaturze i ciśnieniu może dokładnie odtworzyć warunki natrysku wysokotemperaturowego i pod wysokim ciśnieniem IPX6K i IPX9K, w pełni odpowiadające krajowym i międzynarodowym normom ochrony pojazdów, w tym GB/T 4208-2017, ISO 20653 i IEC 60529. Dzięki wodoodpornej komorze testowej komponentów samochodowych przedsiębiorstwa mogą przeprowadzać weryfikację niezawodności wodoodporności komponentów na wszystkich etapach, w tym w badaniach i rozwoju, kontroli jakości przychodzącej i dostawie gotowego produktu, identyfikować potencjalne wady uszczelnienia obudowy i procesów montażu z wyprzedzeniem, unikać awarii spowodowanych wnikaniem wody po montażu komponentów w pojazdach, zmniejszać ryzyko posprzedażowe całego pojazdu oraz zapewniać stabilną i niezawodną pracę czujników pojazdów elektrycznych i sterowników ECU w złożonych warunkach narażenia na działanie wody.