作者 | 左成钢
本文节选自《广义车规级电子元器件可靠性设计与开发实践》
电子模块为满足车载应用的要求，在开发过程中及量产前均需要进行 一些功能及性能的测试及试验，这些测试从器件到系统，涵盖了元器件、芯片、单元电路及零部件，在车型量产前还会对车辆进行路试，包括高低温、温湿度等试验。汽车行业经过上百年的发展，已经形成了成熟的针对整车及零部件的行业标准，各 OEM 也形成了自己的企业标准，各 Tier 1 同时也形成了自己对零部件的测试及验证方法等。
对 Tier 1 来讲，需要保证零部件按照 OEM 的试验标准进行开发并最终通过 DV 及 PV 测试；对 OEM 来讲，在各零部件满足相应零部件级试验标准的基础上，最终还需要保证整车满足相应整车级试验标准。
对一个具体的零部件来讲，OEM 通常重点关注的是产品的 DV 测试及PV 测试，而 Tier 1 除了需要保证最终的 DV、PV 测试结果外，还需要在开发过程中对产品进行各种单元级及系统级的软硬件功能、性能及参数的测 试，最后在产品量产时，还需要通过EOL 测试对产品进行下线前的 100% 功能检测，以保证产品质量的一致性及高可靠性。
5.1 试验标准
汽车行业标准众多，既有整车级的，也有零部件级的；既有强制性的， 也有推荐性的。根据国家标准全文公开系统网站（openstd.samr.gov.cn）数据，我国关于道路车辆的推荐性国家标准现行的共 765 项，而强制性国家标准共 128 项。
5.1.1 强制性国家标准
我国的标准分强制性标准（以 GB 开头） 和非强制性标准（即推荐性标准，以 GB/T 开头），对于汽车行业也是如此。截至 2022 年 4 月 2 日，国家标准化管理委员会已批准发布的汽车（含摩托车） 强制性国家标准共 128 项，其中适用于乘用车的强制性国家标准共 67 项，适用于商用车的强制性国家标准共 85 项。
汽车行业的强制性国家标准主要涉及四个方面：一般安全、主动安全、被动安全、环保与节能，见表 5-1。表中的标准数量按照商用车及乘用车进行了划分，同时给出了标准涉及的方面，如刮水器、防盗装置、车速表、喇叭等相关标准属于一般安全，而制动灯、昼行灯、前 / 后雾灯、倒车灯、驻车灯、轮胎、转向系统、制动系统等属于主动安全。
表 5-1 汽车行业的强制性国家标准数量及涉及方面
标准类型 | 标准数量 | 涉及方面 | |
乘用车 | 商用车 | ||
一般安全 | 20 | 27 | 间接视野装置、刮水器、防盗装置、车速表、喇叭、罐车、燃气车、危化车、校车、车辆标识及代号、限速装置、外廓尺寸、轴荷及质量、电磁兼容性（乘用车）、前方视野（乘用车）、刮水器及玻璃洗涤（乘用车） 等 |
主动安全 | 22 | 23 | 车灯（灯丝灯泡、LED、气体放电灯、前照灯、转向灯、位置灯、示廓灯、制动灯、昼行灯、前 / 后雾灯、倒车灯、驻车灯、侧标志灯等）、回复反射器、反光标识、轮胎、车轮安全、转向系统、商用车制动系统、制动软管、制动器衬片、胎压监测（乘用车）、三角警告牌（乘用车） 等 |
被动安全 | 18 | 22 | 内饰材料阻燃性、座椅及头枕、儿童乘员用约束系统、安全带、油箱、防转向机构伤害、门锁及车门保持件、乘员保 护、安全玻璃、校车座椅、客车灭火器、客车上部结构强度等 |
环保与节能 | 7 | 14 | 排放、无线电骚扰特性、电磁兼容性（商用车）、商用车燃料消耗、加速行驶车外噪声、轻型汽车能源消耗量标识、燃料消耗量限值 |
由表 5-1 可见，强制性国家标准全部都聚焦在安全与排放方面，其他方面如温度环境、湿度环境、电气环境、防护等级、振动与机械性能、电磁兼容等则较少或没有涉及。
5.1.2 标准之间的关系
在汽车行业的所有标准中，推荐性标准达到 765 项，为强制性标准128 项的 6 倍，占比达到 85.7%，可见推荐性标准的数量是占绝大多数的， 而通常使用最多的也正是这些推荐性标准。对于汽车电子零部件来讲，如 功能或应用涉及相关的强制性国家标准，就必须先满足强制性国家标准；如零部件功能或应用不涉及相关的强制性国家标准，则只需要满足相关推 荐性国家标准或企业标准即可。图 5-1 为汽车电子零部件相关行业标准之间的关系。
图 5-1 汽车电子零部件相关行业标准之间的关系
图 5-1 中，从电子元器件到零部件，再到整车，电子元器件依据的是AEC 标准；ECU 等电子零部件以及整车需要同时依据国家标准及企业标准， 而企业标准通常来自或基于国家标准及 ISO/IEC 等国际标准，我国的国家标准通常也采用 ISO/IEC 等国际标准。
5.1.3 OEM 相关标准
在汽车行业，大多数 OEM 会要求 Tier 1 按照车企的标准来做试验，国内的 OEM 一般都参考国际标准或其合资伙伴的标准来制定其相应的企业标准，而外资品牌通常都有其成熟的企业标准，并且某些测试项目是 ISO/IEC 标准中没有的，如福特、大众的不少标准都略高于ISO/IEC 标准。整体来说， 各 OEM 的标准基本上大同小异，一个 Tier 1 的零部件通过了一家 OEM 的 试验标准，通常也可以通过其他家的试验标准；而且Tier 1 在设计产品时也会加入自己的设计要求来尽量满足整个行业的测试标准，以便提高产品在整个行业的通用性，降低零部件的定制化属性。
在汽车行业，电子零部件通常都采用定点招标的开发方式。在 Tier 1拿到项目后，OEM 的试验标准会同项目开发需求一起发给 Tier 1，Tier 1在产品硬件设计完成后，需要按照 OEM 的试验标准及要求对产品进行测试，这个测试主要用于验证产品的硬件及结构类设计，即常说的 DV 试验， 在 DV 试验完成后，产品的硬件及结构设计就可以冻结，软件可以继续保持更新。
对电子零部件来讲，各 OEM 的企业标准本质上差异并不大，基本都是参考相关的 IEC/ISO 标准制定的，可以看作是相关国家标准的延伸，而国家标准也大都是参考这些国际标准。下面举例介绍 OEM 的企业标准
1. 通用汽车
（1）环境试验
GMW 3172：电气 / 电子元器件的环境、可靠性及性能要求符合性分析、开发及验证总规范，参考 ISO 16750-2，3，4 等标准。
（2）EMC 试验
GMW3097 电气 / 电子元器件及子系统的电磁兼容性通用规范，参考 IEC CISPR25、ISO 10605、ISO 7637-1，2，3、ISO 11452-1，2，4，8，9 等标准。
GMW3091：车辆电磁兼容的总规范，参考 IEC CISPR25、ISO 10605、ISO 11452-1，2，3 等标准。
2. 一汽轿车
（1）环境试验
Q/FC-CA06-003A：乘用车电子电器零部件通用技术要求，参考 ISO 16750、ISO 20653 等标准。
（2）EMC 试验
QFC-CC06-001：乘用车电子电器零部件电磁兼容性试验要求，参考GB/T 18655、ISO 7637-1，2，3、ISO 11452-1，2，4，8，9、ISO 10605 等标准。
5.2 电子零部件相关标准
汽车电子零部件采用的大部分常用试验标准都是非强制性标准，这些标准通常都是依据相关国际标准（如 IEC 或 ISO 标准） 制定的，电子零部件通过相应测试项目及等级后就可以认为其满足了车载应用要求。
通常来讲，ISO/IEC 等国际标准可以看作是所有标准的基础，无论是国家标准、企业标准还是其他标准，都可以看作其衍生标准。对刚进入汽车行业或想了解汽车行业标准的人，建议从 ISO/IEC 等国际标准入手，读英文原版标准，但不要试图一次性从头读到尾，可以在涉及哪一部分时就 专门读哪个片段即可，并且要多读、反复读。另外也可以先挑自己感兴趣 的章节重点去读，读得多了，加上有一些行业应用经验后，自然就慢慢融 会贯通了。
关于电子零部件的标准众多，但大体可以分为环境（电气、机械、气候、防护等） 及 EMC（干扰及抗干扰） 两方面。
5.2.1 环境相关试验标准
环境相关试验标准又可以细分为电气、机械、气候、防护相关类试验标准，见表 5-2。
表 5-2 电子零部件环境相关试验标准
标准编号 | 标准名称 | 国际标准 | 实施日期 | 状态 |
GB/T 28046.1— 2011 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 1 部分：一般规定 | ISO 16750-1：2006， MOD ① | 2012-02-01 | 现行 |
GB/T 28046.2— 2019 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 2 部分：电气负荷 | ISO 16750-2：2012， MOD | 2020-05-01 | 现行 |
GB/T 28046.3— 2011 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 3 部分：机械负荷 | ISO 16750-3：2007， MOD | 2012-02-01 | 现行 |
GB/T 28046.4— 2011 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 4 部分：气候负荷 | ISO 16750-4：2006， MOD | 2012-02-01 | 现行 |
GB/T 28046.5— 2013 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 5 部分：化学负荷 | ISO 16750-5：2010， MOD | 2012-04-15 | 现行 |
GB/T 30038— 2013 | 道路车辆 电气电子设备防护等级（IP 代码） | ISO 20653：2006， MOD | 2014-07-01 | 现行 |
GB/T 4208—2017 | 外壳防护等级（IP 代码） | IEC 60529：2013， IDT | 2018-02-01 | 现行 |
① ISO 16750 的 5 个标准（1~5） 已全部升级为 ISO 16750-1/2/3/4/5:2023，发布时间为 2023 年7 月，对应的国家标准 GB/T 28046 尚未更新，故本书仍沿用现行国标对应的版本。
由表 5-2 可见，环境试验标准主要依据 GB/T 28046（ISO 16750） 系列标准，同时 GB/T 28046 标准还引用了 GB/T 2423《电工电子产品环境试验》系列标准，如温湿度、温度变化、盐雾、碰撞、跌落、振动等标准，同时考虑了以下环境因素：
1) 世界地理和气候。车辆几乎在世界所有陆地区域使用和运行，由于外界气候，包括可以预测的天气和季节的变化，使车辆环境条件有重大变 化。标准需要在世界范围内考虑温度、湿度、降水和大气条件，还包括灰 尘、污染和海拔高度等。
2) 车辆类型。车辆的设计特征决定了车辆内（和车辆上） 的环境条件， 如发动机类型带来的供电电压的差异等。
3) 车辆使用条件和工作模式。车辆的使用条件即由道路质量、路面类型、道路地形、车辆使用和驾驶习惯引起的车辆环境条件的变化。车辆的工作模式如贮存、运输、启动行驶及停车等都应予以考虑。
4) 零部件的生命周期。零部件的生命周期即在制造、运输、装卸、贮存、车辆装配、车辆保养和维修过程中，电气电子设备耐受的环境条件。
5) 车辆供电电压。车辆的使用、工作模式、电气分布系统设计甚至气候条件会导致供电电压变化，引起车辆电气系统的故障，如可能发生的交流发电机过电压和连接系统的开路等。
6) 在车辆内的安装位置。在目前或未来的车辆中，零部件可能安装在车辆的任何位置，每一特定应用的环境要求通常取决于安装位置。车辆的每个位置都有特定的环境负荷。如发动机舱的温度范围不同于乘客舱，振动负荷也是如此。此时不仅振动的量级不同，振动的类型也不同。安装在底盘上的组件承受的是典型的随机振动，而安装在发动机上的系统 / 组件，还应考虑来自发动机的正弦振动和随机振动。又如安装在门上的零部件因受门的撞击要经受大量的机械冲击。
在实际的试验中，则通常按照试验的类型及客户要求对样品进行分组及试验，而非直接按照标准规定的项目对样品进行试验。
5.2.2 EMC 相关标准
汽车电子零部件产品相关的 EMC 试验标准较环境标准更多，标准也更复杂，更难理解，但大体可以分为两大部分：干扰（骚扰）/ 发射和抗干扰， 如图 5-2 所示。
图 5-2 汽车电子零部件 EMC 试验标准
1. 干扰（骚扰）/ 发射
干扰也称骚扰，相关的试验通常被称为发射测试，相应的试验标准见 表 5-3。
表 5-3 干扰（骚扰）/ 发射相关试验标准
国家标准编号 | 标准名称 | 参考国际 / 国家标准 | 实施日期 | 状态 |
GB/T 18655—2018 | 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法 | IEC CISPR 25：2016， MOD | 2019-02-01 | 现行 |
GB/T 21437.2— 2021 | 道路车辆 电气/ 电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 2 部分：沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性 | ISO 7637-2：2011， MOD | 2022-07-01 | 现行 |
GB 34660—2017 | 道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法 | GB/T 18655—2018 GB/T 21437.2—2021 GB/T 33012.1—2016 GB/T 33012.2—2016 GB/T 33012.4—2016 GB/T 33014.1—2016 GB/T 33014.2—2016 GB/T 33014.3—2016 GB/T 33014.4—2016 GB/T 33014.5—2016 IEC CISPR 12：2005 | 2018-01-01 | 现行 |
GB/T 18655—2018 为推荐性国家标准，主要参考国际标准 IEC CISPR 25：2016，MOD，仅适用于零部件，同时涵盖了传导干扰 / 发射测试及辐射干扰 / 发射测试两部分。
GB/T 21437.2—2021 为推荐性国家标准，参考国际标准 ISO 7637-2：2011，MOD，主要内容是规定沿电源线的瞬态抗干扰试验，但其中有一部 分规定了瞬态传导干扰试验。
而 GB 34660—2017 为强制性国家标准，同时涵盖了整车及电子/ 电气零部件，标准同时参考了 GB/T 18655—2018（干扰 / 发射）、GB/T 21437.2—2021（沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性）、GB/T 33012（整车辐射抗扰性）、GB/T 33014（零部件辐射抗扰性）、IEC CISPR 12：2005（整车） 等标准。
2. 抗干扰
关于抗干扰的标准较多，甚至可以说是所有 EMC 标准中最多的。但简单来讲，抗干扰主要分为两部分：传导抗干扰与辐射抗干扰，其中传导抗干扰最常用的标准是 GB/T 21437.2—2021（ISO 7637-2：2011，MOD） 沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性，而 GB/T 21437.3—2021（ISO 7637-3：2016， MOD） 非电源线（通常指信号线） 的电瞬态抗干扰性标准则依据具体零部件类型和客户要求而定。因 GB/T 21437 对传导抗干扰的两个脉冲的相关规定移到了 GB/T 28046.2 中，所以相关标准还必须包含 GB/T 28046.2，这部分内容在 4.6.2 节有详细描述。
辐射抗干扰的标准为 GB/T 33014，对应的国际标准为 ISO 11452，标准共 9 项，每项标准均一一对应。除标准第 1 部分外，第 2、3、4、5、7、8、9、10 部分均为对不同测试方法的规定。其中常用的为第 2 部分：电波暗室法（装有吸波材料的屏蔽室，Absorber-Lined Shielded Enclosure，ALSE， 简称电波暗室，电波暗室法又称为 ALSE 法或自由场法） 和大电流注入法（BCI）。抗干扰相关试验标准见表 5-4。
表 5-4 抗干扰相关试验标准
国家标准编号 | 标准名称 | 相应国际标准 | 实施日期 | 状态 |
GB/T 21437.1—2021 | 道路车辆 电气 / 电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 1 部分：定义和一般规定 | ISO 7637-1：2015， MOD | 2022-07-01 | 现行 |
GB/T 21437.2—2021 | 道路车辆 电气 / 电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 2 部分：沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性 | ISO 7637-2：2011， MOD | 2022-07-01 | 现行 |
GB/T 21437.3—2021 | 道路车辆 电气 / 电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第 3 部分：对耦合到非电源线电瞬态的抗扰性 | ISO 7637-3：2016， MOD | 2022-07-01 | 现行 |
GB/T 28046.2—2019 | 道路车辆 电气及电子设备的环境条件和试验 第 2 部分：电气负荷 | ISO 16750-2：2012， MOD | 2020-05-01 | 现行 |
GB/T 19951—2019 | 道路车辆 电气 / 电子部件对静电放电抗扰性的试验方法 | ISO 10605：2008 MOD | 2020-01-01 | 现行 |
（续）
国家标准编号 | 标准名称 | 相应国际标准 | 实施日期 | 状态 |
GB/T 33014.1—2016 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 1 部分：一般规定 | ISO 11452-1：2005， MOD | 2017-11-01 | 现行 |
GB/T 33014.2—2016 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 2 部分：电波暗室法 | ISO 11452-2：2004， MOD | 2017-11-01 | 现行 |
GB/T 33014.3—2016 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 3 部分：横电磁波 （TEM）①小室法 | ISO 11452-3：2001， MOD | 2017-11-01 | 现行 |
GB/T 33014.4—2016 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 4 部分：大电流注入（BCI）②法 | ISO 11452-4：2005， MOD | 2017-11-01 | 现行 |
GB/T 33014.5—2016 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 5 部分：带状线法 | ISO 11452-5：2002， MOD | 2017-11-01 | 现行 |
GB/T 33014.7—2020 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 7 部分：射频功率直接注入法 | ISO 11452-7：2003， MOD | 2021-07-01 | 现行 |
GB/T 33014.8—2020 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 8 部分：磁场抗扰法 | ISO 11452-8：2015， MOD | 2021-07-01 | 现行 |
GB/T 33014.9—2020 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 9 部分：便携式发射机法 | ISO 11452-9：2012， MOD | 2021-07-01 | 现行 |
（续）
国家标准编号 | 标准名称 | 相应国际标准 | 实施日期 | 状态 |
GB/T 33014.10—2020 | 道路车辆 电气 / 电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第10 部分：扩展音频范围的传导抗扰法 | ISO 11452-10：2009， MOD | 2021-07-01 | 现行 |
① TEM：Transverse Electromagnetic，横电磁波。② BCI：Bulk Current Injection，大电流注入。
5.3 试验条件及样品
5.3.1 试验条件及功能状态分级
1. 通用试验条件
对电子零部件来讲，参考 GB/T 28046.1—2011 标准要求，通用试验条件如下：除非另有规定，所有试验应在（23±5）℃和相对湿度 25%~75% 的室温（Room Temperature，RT） 条件下进行。除非在其他部分另有规定，试验电压应按表 5-5 的规定。
表 5-5 试验电压
试验电压 | 12V 电源系统 /V | 24V 电源系统 /V |
工作模式 3 ①试验电压 UA | 14±0.2 | 28±0.2 |
工作模式 2 ②试验电压 UB | 12±0.2 | 24±0.2 |
① 工作模式 3：发电机供电时的试验电压。
② 工作模式 2：蓄电池供电时的试验电压。
2. 功能状态分级
按照 GB/T 28046.1—2011 标准规定，功能状态分为 A、B、C、D、E 共五个等级。
1）A 级：试验中和试验后，装置 / 系统所有功能满足设计要求。
2）B 级：试验中装置 / 系统所有功能满足设计要求，但允许有一个或多个超出规定允差。试验后所有功能应自动恢复到规定限值。存储器功能应符合 A 级。
3）C 级：试验中装置 / 系统一个或多个功能不满足设计要求，但试验后所有功能能自动恢复到正常运行。
4）D 级：试验中装置 / 系统一个或多个功能不满足设计要求且试验后不能自动恢复到正常运行，需要对装置 / 系统通过简单操作重新激活。
5）E 级：试验中装置 / 系统一个或多个功能不满足设计要求且试验后不能自动恢复到正常运行，需要对装置 / 系统进行修理或更换。
5.3.2 样品数量及测试流程图
1. 样品数量
样品数量、样品分组、测试周期及测试费用四者之间其实是一个相关 关系。
分组多，则需求的样品数量就多，但多分组可以让不同的试验同步进 行，可以缩短试验周期、节省时间，但测试费用将会相应升高（样品数量及台架数量等试验成本将会增加，尤其是专门定制的测试台架费用较高）。但从另一个角度来讲，分组多会降低测试对产品的要求。因为每个样品经历的测试项目减少后，从某种程度上降低了试验失败的风险，因为某些试验可能对样品具有一定的破坏性或寿命加速老化性，从而在某种程度上导致样品的性能在试验后发生了改变。
所以为了提高测试的严酷等级，某些 OEM 会对样品分组、试验顺序及试验步骤等进行详细的规定，如让某些试验由并行改为串行，在做完一项试验后再进行另一项试验。这种串行顺序安排会在很大程度上提高测试的严酷等级，但不合理的样品分组及试验顺序也可能会导致试验失败的风险大幅提高，这个需要 Tier 1 依据自己的专业知识和 OEM 进行协商；在有充分理由的前提下，这种协商通常是可行的。
对于产品的 DV 试验，根据行业经验，通常需要准备 50 套左右的样品用于试验测试及预留备件，同时需要根据时间节点提前准备做试验用的线 束、台架及测试设备，同时联系试验室确认试验布置、试验设备、试验时间安排等。通常不同的测试对台架及样品安装要求是不一样的，都需要提前确认及准备，如 EMC 试验对台架的要求和电气试验及耐久试验对台架的要求就是不一样的，需要制作不同的台架；另外，台架数量还需要考虑试验分组及并行试验对台架的占用，如果多个试验并行，则需要增加台架的数量。
2. 样品分组
样品分组需要考虑：
1） 客户要求。如客户已有明确要求，按照客户要求的样品数量进行分组及试验。
2） 试验项目。在客户要求的基础上，尽量灵活安排试验分组。如按照测试项目的类型对样品进行分组，方便实际测试。如温度类、电气类的试验就可以安排一起或顺序进行。
3） 试验顺序。在客户要求的基础上，尽量科学地安排试验顺序。如对样品外观或性能没有破坏性或潜在伤害的试验可以安排在前面，时间较长的试验安排在后面。整体思想就是在考虑试验顺序合理性的同时，节约试验成本，缩短试验周期。
样品数量及试验分组举例见表 5-6，试验共需要约 36 个样品。
表 5-6 样品数量及试验分组举例
试验分组 | 试验项目 | 样品数量 | 备注 |
A 组 | 高低温及温度循环 | 3 个样品 | 温度循环试验时间按客户要求 |
B 组 | 温度冲击、振动、温湿度循环、防护类（防尘、防水、防盐雾、耐化性学品等） | 9 个样品 | 温湿度循环试验时间及耐化学试验按客户要求 |
C 组 | 温度冲击耐久性试验 | 3 个样品 | 温度范围及试验时间按客户要求 |
D 组 | 高温高湿耐久性试验 | 3 个样品 | 温湿度范围及试验时间按客户要求 |
E 组 | 包装下落冲击、轻 / 重载荷下落冲击试验 | 3 个样品 | 高度及次数按客户要求 |
F 组 | 电气负荷类试验 | 3 个样品 | 负载电路过电流、短路及绝缘测试根据产品类型及客户要求可选 |
G 组 | EMC 试验（传导及辐射） | 3 个样品 | 测试项目按客户要求 |
H 组 | ESD 及连接器性能试验 | 3 个样品 | 连接器性能相关试验按客户要求 |
I 组 | 运行耐久性、机械 / 操作耐久性试验 | 3 个样品 | 耐久组试验为可选试验，样品数量、试验项目、顺序及时间按客户要求 |
J 组 | 机械冲击试验（安装在发动机、底盘、车门等位置的部件） | 3 个样品 | 机械冲击试验为可选试验，样品数量、试验项目等按客户要求 |
3. 测试流程图
通常情况下，客户会提供具体的试验项目及具体的试验等级要求，但不一定对试验分组、试验步骤及样品数量进行详细的规定，这就需要Tier 1 根据自己的经验、试验周期、项目时间节点及试验成本（试验室成本、样品成本、台架成本等） 进行综合考虑。
某些试验为可选试验，需要根据客户要求、产品类型、产品应用、产品安装位置等综合考虑试验项目、样品数量、试验时间、试验要求及试验等级等。图 5-3 为一种通用的汽车电子零部件测试流程图（Test Flow Chart），图中灰色虚线部分试验项目为可选测试项目，需根据产品类型及应用进行选择。
图 5-3 汽车电子零部件测试流程图
5.3.3 前期检查
试验前需要对所有样品进行前期检查，检查项目包括目视检查、功能检查及基础性能检查（5V/T） 等。
1. 目视检查
目视检查是所有样品在试验前的最基础检查，通常包括：
1） 在试件上不能观察到会影响试件功能的可见缺陷，如损伤、破损、 凹凸、裂缝、瑕疵、变形、腐蚀、脱色、水入等。
2） 紧固部件无松动。
3） 模压标示清晰、整洁、无色差。
4） 插接件端子排列整齐，无锈蚀及长短不齐等缺陷。
2. 功能检查
功能检查通常是在目视检查之后进行，在确保所有样品通过目视检查 后，再对样品进行基础的功能检查，这些检查通常靠专门为产品定制的功能测试台架来进行，较为简单的产品也可直接采用测试清单的检查方式进行功能的逐项检查，以确保样品的基本功能正常。
功能测试台架通常可以与 EOL 台架复用，在产品研发阶段作为样品的功能检查之用，在产品设计冻结之后，台架转交给工厂作为 EOL 台架之用。
表 5-7 为一个样品的功能测试报告。
表 5-7 样品功能测试报告举例
测试报告 | |
项目 | 结果 |
产品序列号 | N/A |
测试日期 | 2022 年 12 月 7 日 |
测试时间 | 15 ：25 ：02 |
测试者 | 管理员 |
执行时间 | 228.77s |
测试结果数 | 339 |
测试结果 | 通过 |
测试项目 | |
测试项目 | 测试结果 |
进入 EOL 模式 | 通过 |
内存和 ROM 测试 | 通过 |
（续）
测试项目 | |
测试项目 | 测试结果 |
通信测试 | 通过 |
静态电流测试 通过 | |
输入功能测试 | 通过 |
输出功能测试 通过 | |
3. 5V/T 检查
5V/T 检查是一个基础的性能检查方法，要求将 3 个电压点和 3 个温度点进行组合，形成 5 个电压及温度的组合，在这种组合条件下对样品进行一些基础功能测试，以确认样品在试验前的状态。3 个电压点和 3 个温度点还可以组合成 9 个测试点，这种测试方法称为三温三压测试，通常可用于产品开发阶段的性能测试。如图 5-4 为一种 5V/T 测试方法。
图 5-4 一种 5V/T 测试方法（12V 系统）
5.4 电气相关试验项目
对汽车电子零部件来讲，电气类试验项目的数量是最多的，每个试验都有其相应的试验目的。表 5-8 为电气类试验项目举例（参考 GB/T 28046.2— 2019）。
表 5-8 电气类试验项目举例（12V 系统）
序号 | 试验项目 | 试验要求 |
1 | 供电电压范围试验 | 检查试件在全电压范围（最小工作电压 Umin 和最大工作电压 Umax 之间） 各项功能是否正常 |
2 | 过电压试验 |
|
3 | 供电电压缓升缓降试验 | 电压曲线按客户要求 |
4 | 供电电压瞬时下降试验 | 按最低供电电压中断 0.1s |
5 | 供电电压骤降复位试验 | 以 0.5V 为梯度进行跌落，初始及终止电压按客户要求 |
6 | 启动特性试验 | |
7 | 反向电压试验 | |
8 | 参考接地和供电偏移试验 | （1.0±0.1）V 或按客户要求 |
9 | 单线开路试验 | |
10 | 多路开路试验 | |
11 | 信号电路短路试验 | |
12 | 负载电路过电流试验 | 可选试验项目，需根据产品类型及应用进行选择 |
13 | 负载电路短路试验 | 可选试验项目，需根据产品类型及应用进行选择 |
14 | 耐电压试验 | 根据客户要求或产品类型及应用进行选择 |
15 | 绝缘 | 可选试验项目，需根据产品类型及应用进行选择 |
16 | 叠加交流电压试验 | 可选试验项目，严酷等级 2 或根据客户要求 |
1. 供电电压范围
按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，车辆的供电电压范围见表 5-9。具体代码根据客户要求，12V 系统通常为 C，24V 系统为 F。
表 5-9 车辆的供电电压范围
12V 系统 | 24V 系统 | ||||
代码 | 最低供电电压 /V | 最高供电电压 /V | 代码 | 最低供电电压 /V | 最高供电电压 /V |
A | 6 | 16 | E | 10 | 32 |
B | 8 | 16 | F | 16 | 32 |
C | 9 | 16 | G | 22 | 32 |
D | 10. 5 | 16 | H | 18 | 32 |
2. 过电压
按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，过电压试验分两种情况：
1） 为了模拟发电机调节器失效引起的发电机输出电压上升到高于正常电压， 在 Tmax-20℃下施加 18V（24V 系统为 36V） 电压并保持 60min。在试验过程中， DUT 的功能状态等级至少应达到 C 级，必要时可要求达到更严酷的 A 级。
2） 针对 12V 系统，模拟辅助起动时向 DUT 输入的过高电压（即跳线启动） 在室温下施加 24V 的电压并保持（60±6）s。在试验过程中，DUT 的功能状态等级至少应达到 D 级，必要时可要求达到更严酷的 B 级。
3. 叠加交流电压
此试验是为了模拟直流供电下出现的纹波电压，按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，叠加的交流正弦电压如图 5-5 所示。在试验过程中，DUT 的功能状态等级应达到 A 级。
图 5-5 叠加的交流正弦电压
4. 供电电压缓升和缓降
此试验是为了模拟蓄电池逐渐放电和充电时的电压变化。按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，试验时对 DUT 有效输入端同时进行以下试验：以（0.5±0.1）V/min 的线性变化率或以不大于 25mV 的步长，将供电电压由USmin 降到 0V，然后从 0V 升到 USmin。
在试验过程中，DUT 的功能状态等级至少应达到 D 级，必要时可要求达到更严酷的 C 级。
关于蓄电池充放电特性及蓄电池电压在 4.2.1 节及 4.3 节有详细描述。
5. 供电电压瞬时下降
此试验是为了模拟其他电路内的常规熔断器熔断时引起的电压瞬时下 降。按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，测试电压波形如图 5-6 所示。
在试验过程中，DUT 的功能状态至少应达到 B 级，是否允许复位可根据客户要求。
负载的供电电压瞬时下降对负载的正常功能可能造成严重影响，这部分内容在 4.4.5 节有详细描述。
图 5-6 测试电压波形
6. 复位特性
此试验是为了检验 DUT 在不同的电压骤降下的复位性能，适用于具有复位功能的设备（如装有一个或多个 MCU 的设备）。按照 GB/T 28046.2— 2019 的规定，测试时按图 5-7 对 DUT 有效输入端同时施加试验脉冲电压， 检查 DUT 的复位性能。
图 5-7 复位试验供电电压
图 5-7 中，供电电压以 5% 步长从最低电压 USmin 降到 0.95USmin，保持5s 后再上升到 USmin，至少保持 10s，并进行功能试验。然后将电压降低到0.9USmin 等。按图 5-7 以 USmin 的 5% 梯度继续进行直到降到 0V，然后再将电压升到 USmin。在试验过程中，DUT 的功能状态应达到 C 级。
7. 启动特性
此试验的目的是为了检验 DUT 在车辆启动时的性能。依据 GB/T 28046.2—2019 的规定，按图 5-8 及表 5-10 给出的特性参数，将电压施加到DUT 的有效输入端，共进行 10 次，每个循环之间间隔 1~2s。
图 5-8 启动电压曲线
UB—蓄电池供电时的试验电压，（V） Us—供电电压（V） US6—t6 时的供电电压（V） t6、t8—相应状态的持续时间（ms）
表 5-10 启动电压系统参数及等级
参数 | 12V 系统等级 | 24V 系统等级 | |||||
Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | |
US6/V | 8（-0.2） | 4.5 （-0.2） | 3（-0.2） | 6（-0.2） | 10 （-0.2） | 8（-0.2） | 6（-0.2） |
US/V | 9.5 （-0.2） | 6.5 （-0.2） | 5（-0.2） | 6.5 （-0.2） | 20 （-0.2） | 15（-0.2） | 10 （-0.2） |
t6/V | 15 （±1.5） | 15 （±1.5） | 15 （±1.5） | 15 （±1.5） | 50 （±5） | 50（±5） | 50（±5） |
t8/ms | 1000 （±100） | 10000 （±1000） | 1000 （±100） | 10000 （±1000） | 1000 （±100） | 10000 （±1000） | 1000 （±100） |
在车辆启动期间工作的有关 DUT 的功能状态应达到 A 级，其他功能按表 5-10 确定。
车辆的启动波形（通常所说的 Starting Profile）在 4.3.1 节蓄电池低电压部分有过描述。对传统燃油车来讲，发动机启动过程中带来的蓄电池的瞬态低电压及电压抖动会影响某些对低电压状态较敏感的设备及电子器件，如瞬态低电压会导致智能高边芯片自动进入欠电压关断状态，也可能导致 MCU 欠电压复位。为了尽量降低发动机启动对系统电压的影响，设计中通常采用三种方式：一是在启动过程中将重要等级较低的大功率负载（IGN2 负载） 暂时切断，以降低蓄电池输出电流；二是在电子电气设备前端设计储能电 容，稳定系统电压；三是选用电压范围更宽的电子元器件。
8. 抛负载
此试验的目的是为了检验 DUT 在车辆发生抛负载时的抗干扰性能。按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，抛负载波形模拟了发生抛负载现象时产生的瞬态，即在断开电池的同时，交流发电机正在产生充电电流，而其电路上仍有其他负载时产生的瞬态。
在抛负载过程中，DUT 的功能状态等级应达到 C 级。
根据现行标准，抛负载脉冲试验被放在了 ISO 16750-2：2012（对应 GB/T 21437.2—2021） 中，5a 变成了试验脉冲 A（Pluse A），无集中抛负载抑制，5b 变成了试验脉冲 B（Pluse B），具有集中抛负载抑制。关于抛负载的成因、抛负载波形的特性及对系统的影响在 4.3.2 节有详细描述。
9. 反向电压
此试验的目的是为了模拟车辆辅助启动 / 跳线启动时对蓄电池的反向连接。根据 GB/T 28046.2—2019 的规定，测试电压及时间见表 5-11。
表 5-11 反向电压测试电压及时间
系统标称电压 /V | 反向电压 /V | 测试时间 /s |
12 | 14 | 60±6 |
24 | 28 | 60±6 |
恢复正常连接后，DUT 的功能状态应达到 A 级。
另外，在 4.3.3 节对系统产生反向电压的原因及对系统的影响有详细描述。
10. 参考接地和供电偏移
此试验的目的是为了检验在 DUT 存在两条或多条供电线路时组件的可靠性，如对电源接地与信号接地的参考点不一致的组件就需要进行此试验。根据 GB/T 28046.2—2019 的规定，所有 DUT 的偏移电压被定义为（1±0.1）V。试验过程中 DUT 的功能状态应达到 A 级。
地漂移的成因及对系统的影响可参考 4.1.3 节内容。
具体的偏移电压及测试方法可能根据不同的 OEM 要求会有所不同，如根据福特的 FMC1278 试验标准，地漂移被放到了抗干扰测试中，测试项目的编号为 CI 250。标准要求地漂移的电压为正弦波，频率范围为 2~100kHz， 电压脉冲的幅值最高可达 ±5V。福特 CI 250 试验标准要求（部分） 如图 5-9 所示（原标准为英文，为便于理解，翻译为中文）。
11. 开路特性
开路测试分为单线断开和多线断开两种，此试验的目的是为了检验 DUT 在一条或多条线路突然断路情况下的性能。根据 GB/T 28046.2—2019 的规定，断开时间为（10±1）s，开路阻抗大于或等于 10MΩ。
图 5-9 福特 CI 250 试验标准要求（部分）
测试方法是断开 DUT 系统接口的一条或多条线路，然后恢复连接，观察 DUT 在断路期间和断路后的状态。试验需要对系统接口的每条线路分别重复进行测试，如果是有多个连接器的 DUT，应对每一种可能的连接分别进行测试。试验过程中 DUT 的功能状态应达到 C 级。
12. 短路特性
此试验的目的是为了检验 DUT 在输入或输出端发生短路时的性能。按照 GB/T 28046.2—2019 的规定，DUT 的所有有效输入和输出端应分别依次连接到系统最高电压 USmax 及地，信号线持续时间为（60±6）s，负载电路持续时间根据客户要求，其他输入和输出端保持开路或根据客户要求。
试验要求：
1） 所有信号线功能等级达到 C 级。
2） 所有电子保护输出端应确保能承受短路电流且在切断短路电流后能恢复到正常工作（最低达到 C 级）。
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