如何检测汽车零部件?

如题所述

以动力电池为例介绍一下新能源汽车动力系统部件的测试,欢迎开发&测试工程师一起交流、指正:

动力电池系统作为硬件本体和控制系统结合极为紧密的系统,其测试大致可以划分为两大部分:电池包本体(Pack)测试、电池管理系统(BMS)测试,下面分别介绍这两部分的测试情况;

1. 电池包本体(Pack)测试

电池包本体测试一般在DV/PV(设计验证/生产验证)阶段进行,目的是为了验证电池包的设计/生产是否符合设计要求。其中包含温度测试、机械测试、外部环境模拟测试、低压电气测试、电磁兼容测试、电气安全测试、电池性能测试、滥用试验测试等等。因为大伙都比较关心电池安全问题,在这里主要介绍一下电池包滥用试验的测试方法:

1) 针刺测试

模拟电池遭到尖锐物体刺穿时的场景,因为异物刺入有可能导致内部短路,试验要求不起火不爆炸

2) 盐水浸泡

5%盐水长时间浸没测试,电池功能正常

目前新能源汽车电池包防水防尘等级推荐是IP67(即1米深的水浸泡半小时无损坏,上汽、蔚来的电池包都是IP67)。汽车的使用环境恶劣,再怎么做防水防尘保护也不过分(上海有一年暴雨导致车库积水,传统车都淹挂了,而电动车完好无损)。

3) 外部火烧:

590摄氏度火烧持续130秒电池无爆炸、起火、燃烧并且无火苗残留。

4) 跌落:

1m高度自由落体在钢板上电池壳体完整功能正常

5)振动测试

高频振动模拟测试,要求电池包功能正常。做电池包的同事应该知道,这个也很难通过。

 

2. 电池管理系统(BMS)测试

电池管理系统的测试更多侧重软件测试,一般在软件功能开发过程中进行。

与尚未量产的自动驾驶系统偏向于使用C语言实现软件设计不同,现今成熟的电动汽车控制系统(如整车控制器、电机控制器、电池管理系统)软件都是以模型为基础的软件开发(Model-Based-Design)。MBD开发相比C的优点是能够以图形化的方式表达复杂的逻辑、代码可读性、可移植性、开发调试便利程度都大大增强,同时利用成熟的代码生成工具链,也避免了手工代码容易产生的低级错误。在基于模型的软件开发环节中规定了MIL/SIL/HIL等多项测试:

1) MIL(Model-In-Loops)既模型在环测试,就是验证软件模型是否可以实现软件功能,测试依据是由系统需求分解而来的软件需求。

2) SIL(Software-In-Loops)软件在环测试,对比模型自动生成的C代码和模型本身实现的功能是否一致,使用Simulink自身工具就可以进行Sil测试。

3) PIL(Processer-In-Loops)处理器在环测试,目的是测试自动生成的代码写入控制器后,功能实现上是否与模型有偏差。PIL看似无关紧要,但不做重视也会引起一些不良后果(如调度问题、CPU Load,堆栈溢出等)

4) HIL(Hardware-In-Loops)硬件在环测试,测试控制器完整系统功能,一般会搭建控制器所在系统的测试台架,使用电气元件模拟传感器(如温度)和执行器(如风扇负载)的电气特性,验证完整的系统功能。

这些测试环节的用例来源于系统需求。在汽车软件开发流程中,开发和测试成V字型进行,俗称软件开发V模型,感兴趣的同学可以查看汽车软件开发流程ASPICE。

统开发流程中非常强调测试软件环节的。要知道手机软件出问题最多也就是秒退而已,车辆软件出问题影响的是人命。

当年丰田刹车门事件,美国政府就派了嵌入式软件专家和卡耐基梅隆的计算机教授详细审查了发动机控制系统的软件代码,丰田对全局变量的滥用(上万个)以及软件安全机制的混乱就遭到了巨额处罚。如果丰田重视软件测试工作的话,这件事也许不会发生。

最后再聊下零部件在整车极限环境下的测试情况:整车耐久测试这部分工作一般是整车厂的测试&标定工程师负责。整车耐久试验的花销很大,造工程样车(每辆100万左右)、租用测试场地、工程师团队花销,很考验厂家的资金实力,没有强大的资金池根本无法运行起来。但在极寒、高温、高湿度等各种极限环境下的测试进行的越多,越能充分的验证零部件的功能、性能以及耐久表现,越早发现问题,解决修复所耗费的成本越低。

1. 低温耐久测试,主要测试冷起动性能,一般在黑河/牙克石进行。电池包的低温充放电能力、低温保护策略、电池包加热功能在该项测试中都会进行考核。

2. 高温耐久测试,一般在格尔木进行。主要测试电池包在高温下充放电能力、电池包冷却功能和过热保护策略。下图是蔚来在澳大利亚墨尔本进行高温测试,为了整车开发整车厂都是不惜成本。

3. 高温+高湿环境耐久测试,一般在海南进行,海水环境会加速部件腐蚀,零部件的耐久会经受严格考验。(Ps:传统车还有重要的高原测试,主要测试在低气压下发动机的性能表现。电动车一般不需要进行此项测试。)

电池包做的比较好的都会承诺使用寿命内的电池衰减,比如蔚来ES8就承诺10年30万公里电池容量衰减不超过20%,做电池开发的都知道做到这个水平是非常不容易的。敢公开承诺也说明他们的电池包耐久测试做到了非常优秀的水平。

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第1个回答  2020-06-15
一辆合格的汽车,在出厂前,无论车体还是零部件,都应该接受严格的测试,才能投入市场。而汽车的零部件试验这件事,得从主机厂和零部件供应商两方面来讲。这个问题实在太大,先从流程上先介绍一下。怎么做零部件试验这事儿,得从主机厂和零部件供应商两方面来讲。
对于主机厂,更关心的是零件装在车上满不满足性能要求,满不满足可靠性要求,质量稳定不稳定。因此,在产品设计的初期,就会对每个零部件提出设计要求,这些要求可能是从法规或者企业标准中来的,比如座椅拉拽强度;可能是从顾客实际使用来的,比如仪表板的表面刚度;可能是从整车性能要求分解下来的,比如前围声学包的声损失曲线;可能是从整车质保的要求提出的疲劳耐久寿命要求,比如底盘的耐久寿命;可能是从质量的要求提出的一致性要求,比如零件尺寸报告;也可能是从之前项目的经验教训或者DFMEA/DFSS中得到的。总之,这些要求汇总到一起就形成子系统技术规范或者零件技术规范,这个文件是对零件/子系统的技术要求,是零件开发的指导性文件。
在确定零件技术规范之后,主机厂的认证部门会根据这些规范,制定ADV计划,明确所有零件、子系统在开发各阶段所需进行的试验。产品工程师会把这些要求写进SOR,在采购过程中还会对供应商的试验能力进行技术认可。到了每次装车交样时,产品工程师和认证工程师都需要检查每个零件是否完成了规定中的所有试验并在每一份试验报告上签字。我曾经负责过某个白车身小总成,已经算是简单的了,但是交样时每种材料都要求有材料质保书,其实就是材料的试验报告,每个焊点都要做三次以上的凿检以确认工艺稳健性,还要有单件和各级总成的尺寸报告,全部合格了才允许交样装车。要是遇到急着装车还不合格的,就要在有层层批准的整改计划并评估风险的前提下接收装车。因此,搞清楚零件的要求并且形成标准以及建立规范的流程体系对零件进行验证认可也是整车厂的核心能力之一。国际大厂通过长期的产品开发,积累了丰富的经验,有庞大的数据62616964757a686964616fe58685e5aeb931333365636130库来支持这些工作,工程师做开发时只要从数据库中选择合适的模板就可以了。现在国内各主机厂也在奋起直追,而且由于是从头开始,有时还对这些技术要求理解的更深入些。
对于供应商,更关心的是怎样设计出满足主机厂要求的零件,部分技术实力强的供应商有自己的企业标准,设计零件时可以做到满足自己的企业标准就能够满足大部分主机厂的要求。不论怎样,都需要在项目开发的初期就制订APQP计划以及相应的预算,然后提交主机厂进行认可,在获得确认后,就需要在每个关键节点前完成规定的试验。一般从试验类型上来划分,可以分为性能试验、开发试验、可靠性试验和质量一致性试验,有时候,还会做对标零件的性能摸底试验。按照开发的阶段,可以划分为DV试验和PV试验。随着现在CAE技术的不断发展,一部分试验已经可以通过虚拟仿真来替代了,部分主机厂也认可供应商通过虚拟仿真来替代物理试验以降低开发成本。
严酷的外在环境和气候的影响,导致功能衰减以致失效,影响轿车的运用寿命。轿车部件质量的优劣直接决定轿车整车的质量,故在新产品研制阶段或者在轿车生产过程中,如果资料和工艺发作变化就要进行部件品质实验,以确保产品质量。轿车整车可靠性实验也能查核零部件的质量,但关于多数部件查核不一定充分,况且耗资大、周期长,这样必须对一些部件单独做台架试验。轿车部件的环境类实验从轿车的研制阶段开始,延续到产品定型、投产和量产后质量提高改进,是一项重要的基础性工作。
一、轿车部件环境类实验介绍
轿车部件环境类实验主要是对产品选用的资料、总成及零部件的环境适应性进行实验评价,要求轿车部件在一定的环境因素和强度下不受损坏或能正常工作,各项功能参数符合规划要求。实验室部件实验的要求是根据实验条件正确地确定载荷,进行夹具规划、台架安装、实验及数据处理。
1定型阶段分类
在定型阶段,应进行环境判定实验和必要的运用环境实验,验证所规划产品的环境适应性是否满足规定的要求,为定型判定供给决策依据;
2生产阶段分类
在生产阶段,应进行环境验收实验和环境例行实验,验证产品生产过程的稳定性,为批量生产产品验收供给决策依据;
3运用阶段分类
在运用阶段,应开展必要的运用环境实验和自然环境实验,为评价产品的环境适应性供给信息。
4轿车构件分类
如果按照轿车构件来分类,大致可分为轿车电器件实验、底盘件实验、车身及附件实验。
5这可实验种类分类
若按照实验种类来分类,可分为耐高低温、湿度实验、耐腐蚀实验、耐振动实验及耐久实验等。
经过实验能够从研制阶段发现轿车规划中存在的缺陷,及时采取纠正和防护措施,从而提高轿车的环境适应能力。
二、气候环境对产品功能质量的影响
1环境分类
2影响
1)高温环境
高温环境会产生热效应,使轿车部件发作软化、膨胀蒸发、气化、龟裂、溶融及老化等现象,而对应的轿车将会出现机械故障、润滑密封失效、电路系统绝缘不良、机械的应力增加及强度减弱等故障。
2)低温环境
低温环境会使轿车部件发作物理收缩、油液凝固、机械强度降低、资料脆化、失去弹性及结冰等现象,而对应的轿车将会出现龟裂机械故障、磨损增大、密封失效及电路系统绝缘不良等故障。
3)湿热条件
环境湿度大会使金属表面产资料蜕变、电强度和绝缘电阻降低及电气功能下降。
4)低气压条件
低气压效应会使发动机和排放功能下降,造成启动困难、工作不稳、密封失效及电气功能下降。
5)辐射条件
太阳辐射会产生加热效应和光化学效应,造成资料老化、脆化、膨胀、软化发粘及密封失效。
6)沙尘环境
沙尘环境易造成零件磨损和赌塞,使过滤器失效、电气密封功能下降。
7)盐雾环境
盐雾环境会产生化学反应,造成机械强度下降、资料腐蚀及电气功能变化。
8)雨水环境
雨水环境会产生降落渗透效应,容易使发动机熄火、电气设备失灵,加快金属表面腐蚀。
三、环境类试验方法及设备选用
随着科技的开展,实验设备已开展到智能化、虚拟化、网络化及微型化阶段,且具备高精度和高效率的特点,并将沿着这一趋势继续开展。将针对各种环境条件,结合在用检测设备,简述部件常规环境试验方法及设备的选用。
在整车开发过程中,主机厂对零部件从模块到整车进行一系列的测试。性能试验包括材料试验、模块性能试验、子系统性能试验、整车性能试验。以安全气囊为例,作为安全检查,会有很多轮的验证。气囊里边涉及火药,如果验证不充分,会对乘客造成伤害。造成大规模召回的高田安全气囊事件就是典型的验证不充分的结果。
模块试验分为DV试验和PV试验,分别为设计验证和生产验证。DV是验证零件设计是否满足要求,PV是验证零件供应商的生产是否满足设计要求,以及产线质量的稳定性。DV包括基本性能,高低温情况下,Margen发生器的气囊展开的到位时间。气袋的压力是否符合整车安全设定的目标,确保系统试验中假人的伤害值最小。发生器压力测试等。针对成熟设计,环境耐久可以跟PV一起验证。
PV试验在DV试验基础上增加环境模拟试验。所用零件必须是正常生产线下来的模具件。环境模拟包括粉尘、温度震动、温湿冲击、温度冲击等。在实验室温箱中实现全生命周期的老化过程。老化之后的零件进行基础点爆,需满足设计要求。涉及到环境耐久,属于长周期试验,一轮一般至少需要3个月。供应商内部的子零件测试会更加严格,如发生器的温湿试验,设计冗余要大于整车使用寿命。如果验证不充分,如高田,导致了超过3000万辆的召回,直接导致这么一家行业排名第二的安全系统供应商破产,被浙江的均胜电子收购。
材料试验包括所有材料的物性表、ELV、VOC、四项散发、表面镀层等。一般主机厂会有自己的材料库。新材料眼经过严苛测试,合格之后进入材料库,为再次使用免去重复测试的时间和费用。
子系统试验包括性能试验和系统集成试验。性能试验需要气囊跟环境件一起装车,静态点爆,验证对环境件的冲击。包括高低温,85,-35。若塑料件被打碎,气囊相当于炸弹,不但不能保护人,还会对人造成伤害。系统集成试验是通过Buck车身安装被动安全相关零件,进行滑台测试。相对于整车碰撞测试可以节省时间和费用。可以提前锁定被动安全的相关参数,为整车试验做铺垫。
整车试验包括性能试验和路试。性能试验验证车辆碰撞时对假人的保护效果。若碰撞得分过低,此时整车强度改善空间有限,最简单的优化方法是调节气囊参数。通过气囊刚度调整来实现假人伤害值的降低。根据整车试验结果,气囊参数进行调整锁定之后,需从新进行DV/PV、子系统的验证。所以一套试验至少要做两轮。越是要求高的主机厂,整车开发周期越长,中间需要大量的验证优化改进。一般车辆的生命周期是5年,很多高端主机厂在全新车型上市的时候,下一代车型的架构件已经开始定点了。架构件是长周期,对整车性能有底层影响的零件。
整车路试,MB匹配,Crest试验等验证外观、NVH性能、耐久等。如今对NVH的要求越来越高,NVH也是大多数主机厂的痛点之一。路试会进行各种工况,除了跑道坏路,还要上高原,下盆地,冬天去黑河,夏天去海南。所以主机厂的试验条件肯定比大家平时用车条件苛刻n倍。
目前由于CAE技术的进步。仿真分析同步上零件试验中。如早起的强度仿真,中期的气袋点爆模拟,后期的整车约束系统仿真等。仿真可以指导零件性能的优化方向,提前锁定参数。针对较小改动,不用进行整车测试,而是用仿真来判断风险大小,再确定是否有必要进行试验。目前是仿真与试验结合,保证结果可靠的基础上最大限度的减少试验次数。
我国是轿车运用环境最严酷的国家之一,“三高”环境条件对轿车的环境适应性提出更高的要求。我国在轿车实验技术和环境适应性研讨方面取得了长足的前进和开展,但起步较晚,与国外比较仍有较大距离。随着轿车工业的快速开展,技术的不断完善和前进,未来实验的开展趋势能够概括为:环境实验方式多样化,实际运用环境实验与实验室模仿环境实验相结合,着眼于全球,实验环境条件复杂多样,覆盖规模更广,虚拟环境仿真实验将是实验的重点开展方向具有广阔的应用远景。
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第2个回答  2022-07-29

检测汽车零部件首先得知道汽车零部件的几大部分:汽车转向系零部件、汽车行走系零部件、汽车电器仪表系零部件、汽车灯具、汽车改装零部件、发动机零部件、传动系零部件、制动系零部件等八大部分,具有汽车零部件检测资质,可开展以下检测项目:

汽车金属材料类零部件主要检测项目有:

1.机械性能测试: 拉伸测试、弯曲测试、硬度测试、冲击测试

2.成分测试:成分定性定量分析、微量元素分析

3.结构分析:金相分析、无损探伤、镀层分析

4.尺寸测量: 三坐标测量、投影仪测量、精密卡尺测量

汽车高分子材料类零部件检测项目主要有:

1.物理性能测试:拉伸测试(含常温及高低温)、弯曲测试(含常温及高低温)、冲击测试(含常温及高低温)、硬度、雾度、撕裂强度

2.热性能测试: 玻璃化温度、熔融指数、维卡温度软化点、低温脆化温度、熔点、热膨胀系数、热传导系数

3.橡塑电性能测试: 表面电阻、介电常数、介电损耗、介电强度、体积电阻率、耐电压、击穿电压

4.燃烧性能试验: 垂直燃烧试验、水平燃烧试验、45°角度燃烧试验、FFVSS 302、ISO 3975等标准

5.材料成分定性分析: 傅里叶红外光谱法等

第3个回答  2020-06-15
一辆合格的汽车,在出厂前,无论车体还是零部件,都应该接受严格的测试,才能投入市场。而汽车的零部件试验这件事,得从主机厂和零部件供应商两方面来讲。这个问题实在太大,先从流程上先介绍一下。怎么做零部件试验这事儿,得从主机厂和零部件供应商两方面来讲。
对于主机厂,更关心的是零件装在车上满不满足性能要求,满不满足可靠性要求,质量稳定不稳定。因此,在产品设计的初期,就会对每个零部件提出设计要求,这些要求可能是从法规或者企业标准中来的,比如座椅拉拽强度;可能是从顾客实际使用来的,比如仪表板的表面刚度;可能是从整车性能要求分解下来的,比如前围声学包的声损失曲线;可能是从整车质保的要求提出的疲劳耐久寿命要求,比如底盘的耐久寿命;可能是从质量的要求提出的一致性要求,比如零件尺寸报告;也可能是从之前项目的经验教训或者DFMEA/DFSS中得到的。总之,这些要求汇总到一起就形成子系统技术规范或者零件技术规范,这个文件是对零件/子系统的技术要求,是零件开发的指导性文件。

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第4个回答  2020-06-15
1. 台架搭建:
这个环节主要是将控制器按照一定的逻辑连接起来。因汽车功能繁多,所以控制器个数也很多,搭建起来有一定难度。
2. 测试脚本编写
脚本编写的过程更像是在matlab里使用simulink的感觉(简单的说就是搭积木的感觉),将已有的测试用例转换成脚本语言考验的是工程师的测试逻辑 。编写主要使用几种基本语言(例如set,if,wait等)来实现测试用例自动化,也可以通过自己变成来实现复杂功能(例如vector中的CAPL语言)。
3. 脚本调试
写好了自动测试脚本之后,就要将测试脚本与已经搭好的台架进行整合起来进行调试,看看执行器是不是按照自己设计的那样进行测试,如果出现错误,就需要调整脚本或者改动线束连接方式。一些新功能,例如隐藏门把手功能,NFC功能等,这些功能的测试比较新颖,需要耗费一些时间。
4.正式检测
传统主机厂到这一步以后工作量就少了很多,但是像新造车势力,我们常听说的小鹏汽车,威马,蔚来等这种互联网汽车公司,控制器的功能更新换代非常快,所以台架的脚本和硬件也需要经常更换。本回答被网友采纳

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