对于生产和供应汽车连接器的公司而言,对汽车连接器进行测试是其设计和生产流程中不可或缺的一环。
现代汽车中,电子产品成本占比超过35%,每辆车内包含数以万计的电子元件。任何电子元件若无法承受道路恶劣环境的考验,都可能带来严重的后果。这使得耐用性、可靠性和准确性的风险变得相当高。从信息娱乐等车内应用,到车外的摄像头和激光雷达,再到经历最严酷条件的发动机和电池组,汽车连接器必须满足严格的规范,以确保最大程度的安全性和性能。因此,对于生产和供应汽车连接器的公司而言,对汽车连接器进行测试是其设计和生产流程中不可或缺的一环。
目前,汽车连接器测试领域内两个主要的规范权威机构是美国的USCAR和欧洲的LV214。USCAR(美国汽车研究委员会)是福特汽车公司、通用汽车和Stellantis的合作项目。而LV214是由奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷、大众共同制定的德国汽车测试标准。
USCAR和LV214标准详细规定了每个组件必须通过的测试项目。这些测试应由独立且经过认可的测试机构完成。标准中包含多种环境测试,例如随机振动、盐雾、湿热循环、保持力或尺寸精度等。
温度和振动
由于车辆的不同区域会表现出不同的温度,USCAR为部件指定了五个温度等级。为了确保安全,组件需要经历热循环、高温湿度循环和高温暴露测试。
USCAR-2 rev8中的表5.1.4.1详细指定了零部件温度等级。
热循环测试包括将样品放入最低温度(本例中为-40°C)的冷室中30分钟,然后迅速转移到最高温度(T1为85°C)的热室中持续30分钟。每个样品需完成该循环100次。
在高温湿度循环测试中,样品首先置于最低温度和不受控制的湿度,然后升至85°C和80-100%湿度,持续四小时,接着升至最高温度和80-100%湿度,再持续四个小时。每个样品需完成该循环40次。
高温暴露测试则是将每个样品放入最高温度的热室中持续1008小时。
USCAR-2 rev8中的表5.1.4.1详细指定了组件温度等级。
热循环测试包括将样品放入最低温度(本例中为-40°C)的冷室中30分钟,然后迅速转移到最高温度(T1为85°C)的热室中持续30分钟。每个样品需完成该循环100次。
在高温湿度循环测试中,样品首先置于最低温度和不受控制的湿度,然后升至85°C和80-100%湿度,持续四小时,接着升至最高温度和80-100%湿度,再持续四个小时。每个样品需完成该循环40次。
高温暴露测试则是将每个样品放入最高温度的热室中持续1008小时。
振动和冲击
振动可能导致端子接口磨损、电气接触间歇性以及连接器外壳的机械故障。USCAR将振动强度分为五个级别。大多数内部连接器需要根据V1“底盘配置文件”进行测试,而许多外部连接器则需要V2“引擎配置文件”测试。V3和V4振动曲线在振动测试期间需要热循环。所有振动曲线都比针对典型消费或工业用途的组件进行的振动测试要严酷得多。
USCAR-2 rev8中的表5.1.4.3指定了部件振动等级。
USCAR图5.4.6.3A和5.4.6.3B说明了用于测试随机振动的装置。
对于V1或V2,使用上述设置,连接器在每个轴上承受随机振动8小时,或总共24小时。V1的均方根加速度(rms)为1.81g,V2的均方根加速度(rms)为12.1g。
使用相同的设置完成冲击测试。对于V1和V2,样品在5-10毫秒内沿一个方向承受35g的加速度。然后每个轴重复10次。对于V3-V5,样品在一个方向上承受25g的压力,持续15毫秒,然后在另一方向承受100g的压力,持续11毫秒。
保持力
如果将线对板连接器拉开,则可能会在三个地方断裂。一是连接器焊接到PCB的位置。一般来说,焊料越多,保持力就越大。第二点是插座插入插头的位置。这部分通常取决于塑料闩锁的强度。第三点是将电线连接到压接插座的位置。对于只有一根或两根电线的连接器来说,这一点变得更加重要。如果有20根电线并且所有电线均等拉力,则它们不太可能从压接插座中脱出。
这张小型线对板连接器的示意图说明了线对板连接器容易断裂的三个位置。
插拔周期测试
不同的连接器应用需要不同数量的插拔次数。如果连接器需要频繁插拔,则需要调整连接器设计以适应这种情况,通常是在端子上添加额外的镀层。在测试中,连接器样品在插接和未插接时测量接触电阻。随着插拔次数的增加,接触电阻也会增加。根据连接器的应用,将确定最大允许接触电阻,并且连接器可实现相应的最大插拔次数。
耐化学溶剂测试
在测试中,汽车连接器耐化学试剂检测能够全面评估连接器在不同化学试剂作用下的耐受能力。化学试剂是汽车运行过程中难以避免的因素之一,它们可能引起连接器材料的腐蚀和损坏。通过精确的化学试剂检测,能够评估连接器材料的稳定性,从而确保连接器在面对各种化学试剂时依然能够保持其正常功能。
目视检查
每次测试后,必须在10倍放大倍数下检查所有测试样品,寻找劣化、变形、裂纹、镀层过度磨损、膨胀、腐蚀、变色或其他可能影响功能的问题。