Proč je vodotěsná testovací komora pro automobilové komponenty nezbytná pro testování senzorů elektromobilů a řídicích jednotek motorových vozidel

Abstraktní

S rychlým rozvojem nových energetických elektrických vozidel jsou palubní senzory a elektronické řídicí jednotky (ECU), jakožto klíčové komponenty pro vnímání a řízení vozidel, z velké části umístěny v místech náchylných k vystavení vodě, jako jsou podvozky, podběhy kol a motorové prostory. Musí odolávat složitým provozním podmínkám, včetně mytí vysokotlakou vodou, postřiku vysokou teplotou a stříkajícího deště a sněhu. Vodotěsná zkušební komora pro automobilové komponenty dokáže reprodukovat extrémní podmínky vystavení vodě, s nimiž se setkáváme v reálném provozu vozidel v laboratoři, a kvantitativně vyhodnotit schopnost těsnicích struktur krytu odolávat vniknutí proudu vody o vysoké teplotě a tlaku. Zaměření na LISUN JL-9K1L Zkušební komora s vodním paprskem pro vysoké teploty a vysoký tlak. Tento článek pojednává o roli vodotěsné zkušební komory pro automobilové komponenty při ověřování spolehlivosti senzorů a řídicích jednotek elektromobilů, analyzuje praktický význam zkušebních podmínek IPX6K a IPX9K pro automobilové elektronické komponenty, představuje technické vlastnosti, příslušné normy a praktické scénáře použití zařízení a poskytuje reference pro laboratorní konstrukci a ověřování spolehlivosti výrobků výrobců vozidel, dodavatelů komponentů a externích zkušebních institucí. 

Úvod

Úroveň inteligence elektromobilů neustále roste a počet různých senzorů a řídicích jednotek ECU, kterými je celé vozidlo vybaveno. Tyto přesné elektronické součástky přímo souvisí s klíčovými funkcemi, včetně výkonu, ovládání brzd a vnímání prostředí. Mnoho palubních elektronických zařízení je instalováno vně karoserie vozidla nebo uvnitř kabiny. Během každodenního používání vozidla se setkávají se situacemi, jako je mytí auta vysokotlakým tlakem, stříkající bláto a voda z vozovky a oplachování při vysokých teplotách během údržby. Pokud se v těsnicí struktuře krytu vyskytnou vady, vniknutí proudu vody o vysoké teplotě a vysokém tlaku do zařízení způsobí korozi desky plošných spojů, posun signálu, zkrat a další poruchy. V závažných případech může přímo spustit abnormální funkce celého vozidla a představovat potenciální ohrožení bezpečnosti jízdy.

Běžné testy deště a kapající vody mohou simulovat pouze prostředí s dešťovou vodou o okolní teplotě a nemohou replikovat nárazový účinek proudění vody o vysoké teplotě a tlaku během mytí a údržby automobilů. Vodotěsná zkušební komora pro automobilové komponenty je speciálně vyvinuta pro tlakové vodotěsné zkušební podmínky pro vozidla. LISUN JL-9K1L Zkušební komora pro vysokotlaké vodní paprsky, známá také jako vysokoteplotní vysokotlaká vodotěsná zkušební komora, dokáže simulovat prostředí s vysokoteplotním a vysokotlakým postřikem a provádět tak důkladnou kontrolu a ověření vodotěsné ochrany pouzdra různých produktů. JL-9K1L Vysokoteplotní a vysokotlaká vodotěsná zkušební komora přesně řídí tlak postřiku, teplotu vody, úhel paprsku a dobu trvání testu, aby se obnovil stav vystavení vodě u výrobků za speciálních pracovních podmínek, a vyhodnocuje se vliv vysokoteplotního a vysokotlakého proudění vody na těsnicí struktury výrobku, povrchové materiály a vnitřní komponenty. Díky multifunkčnímu zařízení pro nastavení trysek a stabilnímu provozu otočného stolu je dosaženo rovnoměrného pokrytí testovaných vzorků vodou. Dokáže provádět vodotěsné testy stupně krytí IPX6K a IPX9K a poskytovat spolehlivé zkušební podmínky pro zlepšování výzkumu a vývoje výrobků a kontrolu kvality. Zařízení splňuje domácí i mezinárodní normy pro ochranu automobilové elektroniky, včetně GB/T 4208-2017, ISO 20653, IEC 60529 a DIN 40050-9, a splňuje tak požadavky na testování shody palubních senzorů, řídicích jednotek ECU, konektorů a dalších komponent.

JL-9K1L Vodotěsná zkušební komora s vysokým tlakem

Skutečná rizika vystavení vodě, kterým čelí senzory a řídicí jednotky elektromobilů

Palubní senzory zahrnují radarové senzory, teplotní senzory, tlakové senzory, sestavy pro vnímání obrazu a další. Řídicí jednotky motoru (ECU) pokrývají systémy správy baterií, řídicí jednotky vozidel, řídicí moduly karoserie a další součásti. Spoje pouzder, konektory a polohy prodyšných ventilů součástí jsou vysoce rizikovými místy pro vniknutí vody. Během vysokotlakého mytí automobilů dopadá horká voda o tlaku od 8 MPa do 10 MPa na pouzdra součástí z různých úhlů. Vysoká teplota způsobuje tepelnou deformaci těsnicích pryžových dílů a proud vody pod vysokým tlakem proniká do pouzdra i přes drobné mezery. Na rozdíl od prostředí s dešťovou vodou při okolní teplotě voda s vysokou teplotou snáze proniká do mikromezer těsnění a horká voda urychluje korozi vnitřních kovových kolíků a desek plošných spojů. Mnoho součástí může úspěšně projít testy IPX4 a IPX6 za normálních teplot, ale po testech vysokotlakého postřiku IPX6K a IPX9K se objeví prosakování vody a vnitřní kondenzace.

Většina takových vad způsobených vniknutím vody nebude plně odhalena ihned po testování a bude se vyvíjet postupně během dlouhodobého provozu vozidla a bude patřit k potenciálním režimům selhání. Pokud se ve fázi výzkumu a vývoje neprovede ověření krytí IPX6K a IPX9K pomocí vodotěsné zkušební komory pro automobilové komponenty a budou se používat pouze silniční zkoušky vozidel, je obtížné reprodukovat extrémní provozní podmínky vysokotlakého oplachování horkou vodou. Vady zůstanou i po hromadné montáži vozidel, což v pozdější fázi povede k rozsáhlým poprodejním závadám a zvýší se náklady na stažení z trhu a údržbu pro výrobce automobilů. Podle normy ISO 20653 Stupně krytí (kód IP) pro elektrická a elektronická zařízení silničních vozidel musí palubní elektronické součástky umístěné v oblastech náchylných k oplachování absolvovat testy stupně ochrany IPX6K nebo IPX9K, aby se ověřila spolehlivost těsnicích struktur pod vlivem vysokotlakého proudu vody o vysoké teplotě.

Základní technologie a konfigurace LISUN JL-9K1L Vodotěsná zkušební komora pro automobilové komponenty

Jako specializovaná vodotěsná zkušební komora pro automobilové součástky JL-9K1L Vnitřní i vnější komora celého stroje je vyrobena z vysoce kvalitní nerezové oceli, která odolává korozi i při dlouhodobém odírání horkou vodou o vysoké teplotě. Zařízení je vybaveno 4 sadami trysek, které splňují normu IEC 60529. Úhel rozstřiku podporuje čtyři převodové stupně: 0°, 30°, 60° a 90°. Multifunkční zařízení pro nastavení trysek zajišťuje, že 4 trysky a testovaný vzorek jsou na stejné trajektorii kruhového oblouku a úhel paprsku zůstává stabilní i při nastavování vzdálenosti rozstřiku. Zařízení je vybaveno elektronickými průtokoměry odolnými vůči vysokým teplotám, které stabilně regulují průtok rozstřiku na 14–16 l/min, udržují tlak rozstřiku na 8–10 MPa a maximální teplotu vody uvnitř komory může dosáhnout 80 ± 5 °C. Má také ochranné mechanismy proti teplotnímu přetížení a přetečení vody. K dispozici jsou dvě specifikace otočných stolů s průměrem φ400 mm a φ200 mm a rychlost otáčení je nastavitelná od 1 do 5 ot/min s frekvenční konverzí. Vzorky se rovnoměrně otáčejí s otočným stolem, aby se zajistilo, že všechny vnější povrchy vzorků budou vystaveny nárazu vody o vysoké teplotě a tlaku. Zařízení je zároveň vybaveno systémem kalibrace síly, který ověřuje sílu nárazu trysky a zajišťuje, aby zkušební podmínky splňovaly normativní ustanovení. Níže uvedená tabulka uvádí hlavní srovnávací parametry. JL-9K1L a další modely ve stejné sérii:

Aplikace vodotěsné zkušební komory pro automobilové komponenty v komplexní kontrole kvality senzorů a řídicích jednotek (ECU)

Ve fázi výzkumu, vývoje a návrhu produktu používají inženýři vodotěsnou zkušební komoru pro automobilové komponenty k provádění testů IPX6K a IPX9K pro screening konstrukcí pouzder, výběru těsnicích kroužků a schémat těsnění konektorů. Pokud se po testování objeví vniknutí vody nebo kondenzace, lze lokalizovat slabá místa těsnění a provést iterativní optimalizaci konstrukcí pouzder, tvrdosti těsnicí pryže a utahovacího momentu sestavy, aby se vyřešily vady těsnění ve fázi vývoje vzorku a snížily se pozdější náklady na úpravu formy. Některé laboratoře provádějí porovnávací testy poruch, aby porovnaly výkon komponent od různých dodavatelů za identických podmínek vysokotlakého stříkání za vysokých teplot a teplot, což poskytuje objektivní zkušební data pro výběr komponent.

Při vstupní kontrole součástí a kontrole dodávek hotových výrobků se vodotěsná zkušební komora pro automobilové součásti používá k ověřování spolehlivosti vzorkování šarží za účelem sledování kolísání ve výrobních a montážních procesech. Problémy s procesem, jako jsou nesprávně smontované těsnicí kroužky a nedostatečný utahovací moment šroubů pouzdra, snižují ochranný výkon stejné šarže výrobků. Zkoušky vzorkování vysokoteplotním vysokotlakým postřikem mohou zachytit šarže s abnormálními procesy a zabránit tomu, aby nekvalifikované součásti proudily do montážních spojů vozidel. Pro externí zkušební instituce se vodotěsná zkušební komora pro automobilové součásti, jako například JL-9K1L je hardwarový základ pro provádění certifikačních testů IPX6K a IPX9K. Výsledky testů generované zařízením lze použít k vyplnění zpráv o shodě komponent a ke splnění požadavků výrobců originálního vybavení na kontrolu přístupu. Vzorky lze také zapnout během testování, aby se simuloval skutečný stav pod napětím řízených řídicích jednotek (ECU) a senzorů a aby se pozorovalo, zda se během nárazu proudící vody vyskytují anomálie signálu, přerušení komunikace a další poruchy pod napětím, což se blíží skutečným provozním podmínkám vozidla.

Klíčové body pro výběr a provoz

Při výběru vodotěsné zkušební komory pro automobilové komponenty by se podniky neměly zaměřovat pouze na jednotlivé parametry, jako je tlak a teplota vody, ale komplexně vyhodnotit, zda zařízení splňuje všechny standardní ustanovení. Zaprvé, specifikace trysek, rozložení úhlu a vzdálenost paprsku musí striktně splňovat normy IEC 60529 a ISO 20653. Odchylky v geometrických rozměrech trysek přímo změní účinek nárazu vody a povedou ke zkresleným výsledkům testů. Zadruhé, zařízení musí být vybaveno systémem kalibrace síly pro pravidelné ověřování síly nárazu paprsku, čímž se zajistí sledovatelnost zkušebních podmínek a splní požadavky laboratorních systémových auditů, jako je CNAS. Důležitá je také stabilita otáčení otočného stolu; rovnoměrné otáčení vzorků může zaručit rovnoměrný dopad vody na všechny povrchy součástí. Pozornost by měla být věnována také konfiguraci bezpečnostní ochrany. Ochrana proti přetížení teplotou vody, ochrana proti přetečení vody, ochrana proti úniku elektrické energie a ochrana proti nedostatku vody zajišťují dlouhodobý stabilní provoz zařízení.

Pokud laboratoře potřebují provádět kromě IPX9K testy IPX4K a IPX6K, mohou být použity kompozitní modely, jako například JL-4K6K9K1L-R400 a JL-56K9K1L lze vybrat. Jedna sada zařízení pokrývá několik stupňů tlakové vodotěsnosti a snižuje náklady na pořízení více zařízení. Na úrovni zkušebního provozu musí obsluha striktně dodržovat dobu trvání postřiku pro každý úhel stanovený v normách. Po dokončení zkoušky musí být kromě kontroly, zda nedošlo k vniknutí vody nebo zda se uvnitř pouzdra nahromadila voda, provedeny také testy elektrických vlastností, včetně izolačního odporu, komunikační funkce a výstupních signálů senzorů. Není dovoleno posoudit vzorek jako kvalifikovaný pouhou vizuální kontrolou, zda na pouzdře nedošlo k úniku vody.

Závěr

Senzory a řídicí jednotky elektromobilů (ECU) jsou klíčové elektronické součástky související s bezpečností vozidel a spolehlivost jejich těsnicí ochrany přímo souvisí s celkovou bezpečností vozidla. Běžné dešťové testy při okolní teplotě nemohou simulovat přísné provozní podmínky vozidla, jako je například oplachování horkou vodou pod vysokým tlakem, proto se vodotěsná zkušební komora pro automobilové součástky stává nepostradatelným hardwarem pro laboratorní ověření spolehlivosti. Jakožto vyspělá vodotěsná zkušební komora pro automobilové součástky se... LISUN JL-9K1L Zkušební komora pro vysokotlaké vodní paprsky Dokáže přesně reprodukovat podmínky vysokotlakého postřiku IPX6K a IPX9K za vysokých teplot a plně odpovídají domácím i mezinárodním normám na ochranu vozidel, včetně GB/T 4208-2017, ISO 20653 a IEC 60529. Díky vodotěsné zkušební komoře pro automobilové komponenty mohou podniky provádět ověřování vodotěsné spolehlivosti komponentů ve všech oblastech, včetně výzkumu a vývoje, vstupní kontroly kvality a dodávek hotových výrobků, předem identifikovat potenciální vady těsnění krytu a montážních procesů, zabránit poruchám způsobeným vniknutím vody po montáži komponentů do vozidel, snížit poprodejní rizika celého vozidla a zajistit stabilní a spolehlivý provoz senzorů elektromobilů a řídicích jednotek řídicích jednotek (ECU) za složitých podmínek vystavení vodě.