汽車電子元器件冷熱沖擊測試的標準解讀與實踐

時間：2025/6/9閱讀：121

一、引言

在汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，汽車電子系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，電子元器件作為其核心組成部分，需在嚴苛環(huán)境下穩(wěn)定運行。汽車行駛時，電子元器件面臨從極寒到酷熱的溫度巨變，如冬季低溫啟動、夏季暴曬后高溫，以及發(fā)動機艙內(nèi)溫度的快速波動等。冷熱沖擊測試模擬此類溫度變化，檢測電子元器件的可靠性與耐久性，對保障汽車安全、穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

二、標準解讀

（一）國際標準

IEC 60068 - 2 - 14：此標準是冷熱沖擊測試基礎(chǔ)規(guī)范。明確規(guī)定試驗溫度范圍，常見低溫沖擊 -40℃，高溫沖擊 85℃；溫度變化速率不低于 10℃/min；在高低溫極值處，停留時間不少于 30 分鐘；循環(huán)次數(shù)依元器件應(yīng)用場景與可靠性要求，在 5 - 100 次不等。其目的是確保不同實驗室測試結(jié)果可比，為汽車電子行業(yè)提供統(tǒng)一參照。

ISO 16750 - 4：聚焦道路車輛電氣及電子設(shè)備環(huán)境條件與試驗。針對非發(fā)動機艙產(chǎn)品與發(fā)動機艙零部件，分別制定不同試驗程序。發(fā)動機艙零部件因發(fā)動機熄火后有余熱，測試加入極限高溫貯存考核，使測試更貼合實際工況。

（二）國內(nèi)標準

QC/T 1067 - 2017：專為汽車電氣零部件制定。對冷熱沖擊箱性能嚴格要求，如溫度均勻性、控制精度等，保證試驗環(huán)境精準。在結(jié)果判定上，從外觀、電氣性能、機械性能多維度明確合格標準，外觀不得有裂紋、變形、變色；電氣連接正常，絕緣性能不降低；機械部件運動靈活無卡滯。

企業(yè)內(nèi)部標準：各大車企在遵循國際、國內(nèi)標準基礎(chǔ)上，依自身產(chǎn)品特性與質(zhì)量目標細化標準。部分企業(yè)在特定零部件測試中，增加濕度控制，模擬更復(fù)雜使用環(huán)境；或延長試驗時間、循環(huán)次數(shù)，提升可靠性門檻，增強產(chǎn)品市場競爭力。

三、測試實踐

（一）測試準備

樣品選擇：選取具有代表性汽車電子元器件，如發(fā)動機控制單元（ECU）、電子傳感器等。依據(jù)元器件尺寸、數(shù)量，選擇合適容積冷熱沖擊試驗箱，并確保試驗箱性能符合測試標準要求。

安裝與連接：將元器件按實際使用狀態(tài)，牢固安裝在試驗夾具上，保證測試時位置穩(wěn)定。連接必要測試設(shè)備，如監(jiān)測 ECU 電氣參數(shù)的設(shè)備，確保能實時獲取測試數(shù)據(jù)。

（二）測試過程

設(shè)置參數(shù)：以測試 ECU 為例，依標準設(shè)置低溫沖擊 -40℃，高溫沖擊 120℃，溫度變化速率 15℃/min，高低溫極值處停留 60 分鐘，循環(huán) 50 次。測試過程中，實時監(jiān)測并記錄 ECU 電源電壓、信號輸入輸出電壓、內(nèi)部時鐘頻率等參數(shù)。

監(jiān)測與記錄：利用專業(yè)測試軟件，自動記錄各參數(shù)隨時間變化曲線。一旦參數(shù)超出允許范圍，立即標記并深入分析。如測試中部分 ECU 樣品電源電壓波動異常，經(jīng)排查是電容在溫度沖擊下電容值漂移，以及引腳焊接處因熱脹冷縮出現(xiàn)微小裂紋所致。

（三）結(jié)果分析與改進

失效分析：針對測試中發(fā)現(xiàn)的問題，從材料、結(jié)構(gòu)、工藝多方面分析。如傳感器在低溫沖擊后測量誤差增大，是熱敏電阻材料低溫下微觀結(jié)構(gòu)變化，影響溫度敏感性；密封膠老化開裂致濕氣侵入，影響電氣性能。

改進措施：根據(jù)失效原因制定改進方案。如更換溫度穩(wěn)定性好的電容、優(yōu)化 PCB 布局；選用低溫性能優(yōu)的熱敏電阻并特殊封裝，更換耐高低溫、抗老化密封膠，改進密封工藝。改進后再次測試，確保元器件性能達標。

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