CN116046415A - 整车功能件可靠性台架验证方法、系统及整车验证台架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及整车功能件测试技术领域，尤其是涉及一种整车功能件可靠性台架验证方法，包括选取、调研分析各城市样本近几年温湿度环境历史数据，计算出目标用户于各城市使用的总退化率，通过建模得到满足用户目标的总退化率值；基于上述内容选取试验时的温湿度参数并进行等效目标用户的台架模拟试验，完成整车功能件可靠性台架验证过程。本发明填补了国内行业的空白，通过对全国典型城市的温湿度历史记录数据进行建模，提取覆盖用户目标的真实使用环境的温度和湿度参数作为本发明台架试验的环境条件，基于劳森模型，制定出满足目标用户的台架试验方法，既保证了验证结果的稳定性，也缩短了试验周期，为新车型的快速上市赢得宝贵时间。
Description
技术领域
本发明涉及整车功能件测试技术领域，尤其是涉及一种整车功能件可靠性台架验证方法、系统及整车验证台架。
背景技术
一直以来，电子电器及线束件问题直接影响整车功能件的可靠性，其中电子电器及线束件出现的绝缘、进水等售后抱怨问题直接影响用户的用车体验，故而车辆使用环境的温湿交变是影响电子电器及线束功能的最主要的因素之一。
目前行业内缺乏基于全国真实使用环境的调研结果的环境适应性台架验证技术方案，各大主机厂只能通过制定全国典型城市的行驶路线进行整车环境适应性的验证，该方法验证效果与试验城市此时的环境条件极其相关，验证结果稳定性不好，且试验周期长。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种整车功能件可靠性台架验证方法、系统及整车验证台架。
根据本发明第一方面实施例的整车功能件可靠性台架验证方法，其中包括：
选取国内若干个城市样本作为城市样本集，调研分析城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据，并根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率，并对城市样本集内城市样本进行正态分布建模，得到满足用户目标的总退化率值；
根据城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据中选取台架环境仓的试验温度参数和湿度参数，将整车置于台架环境仓内进行适应性试验；
进行四通道台架道路模拟试验，以整车道路综合耐久试验规范载荷谱数据为驱动，通过调节台架环境仓内温度及湿度，进行等效目标用户的台架模拟试验，完成整车功能件可靠性台架验证过程，检查整车功能件。
根据本发明实施例的整车功能件可靠性台架验证方法，通过本发明基于国内若干个城市样本的环境条件调研结果制定出整车功能件环境适应性台架验证策略，填补了国内行业的空白；本发明通过对全国若干个典型城市的温度、湿度的历史记录数据的梳理，通过数据建模，提取覆盖用户目标的真实使用环境的温度和湿度参数，用提取的温湿参数作为本发明台架验证方案的环境温度控制条件，基于劳森模型，制定出满足目标用户的台架试验方法，既保证了验证结果的稳定性，也缩短了试验周期，为新车型的快速上市赢得宝贵时间。
根据本发明的一些实施例，台架环境仓的试验温度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的温度历史数据结果中选取最高温度值作为台架环境仓内试验的最高温度限值，选取最低温度值作为台架环境仓内试验的最低温度限值，计算城市样本集中年平均温度值并对其进行最小极值分布建模，得到台架环境仓内试验的平均温度值。
根据本发明的一些实施例，台架环境仓的试验湿度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的湿度历史数据结果中选取最大相对湿度值作为台架环境仓试验的最大相对湿度限值，计算城市样本集中年平均相对湿度值并对其进行正态分布建模，得到台架环境仓试验的平均相对湿度值。
根据本发明的一些实施例，根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率包括构建劳森模型用于因温度和湿度引起的功能退化评估，具体表达式为：
其中：K为退化速率；A为未知的常数，每种化学反应的常数不同，此处取100；Ea是化学反应的活化能，单位是eV，此处取0.4eV；kb是玻尔兹曼常数，为8.617385×10-5eV/K；T是绝对温度，单位是开尔文(K)；b为常数，为5.57×10-4；H为相对湿度。
根据本发明的一些实施例，所述进行等效目标用户的台架模拟试验具体为进行等效目标用户于城市样本集内各城市样本使用的总退化率的台架模拟试验。
根据本发明的一些实施例，所述将整车置于台架环境仓内进行适应性试验的过程中，需要以台架环境仓的最大制热能力和最大制冷能力完成温度之间的过渡变化。
根据本发明的一些实施例，检查整车功能件时，所述台架环境仓需从测试验证环境调整至测试标准内的常温常湿环境，具体为常温一般取20℃，相对湿度取60％。
根据本发明第二方面实施例的整车功能件可靠性台架验证系统，其中包括采用上述的整车功能件可靠性台架验证方法对整车功能件的可靠性进行测试验证。
根据本发明第三方面实施例的整车验证台架，包括检测设备，其中还包括上述的整车功能件可靠性台架验证系统，通过检测设备对完成整车功能件可靠性台架验证方法后的整车功能件可靠性进行检测验证。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的整车功能件可靠性台架验证方法的流程图；
图2是根据本发明实施例中满足90％用户目标的总退化率值；
图3是根据本发明实施例中覆盖90％典型城市年平均温度值；
图4是根据本发明实施例中覆盖90％典型城市年平均相对湿度值。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”、“单元”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。例如，单元可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或分布在两个或多个计算机之间。此外，这些单元可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。单元可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一单元交互的第二单元数据。例如，通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
实施例1
参阅图1所示，根据本发明第一方面实施例的整车功能件可靠性台架验证方法，其中包括：
选取国内若干个城市样本作为城市样本集，调研分析城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据，并根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率，并对城市样本集内城市样本进行正态分布建模，得到满足用户目标的总退化率值；
根据城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据中选取台架环境仓的试验温度参数和湿度参数，将整车置于台架环境仓内进行适应性试验。其中台架环境仓的试验温度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的温度历史数据结果中选取最高温度值作为台架环境仓内试验的最高温度限值，选取最低温度值作为台架环境仓内试验的最低温度限值，计算城市样本集中年平均温度值并对其进行最小极值分布建模，得到台架环境仓内试验的平均温度值；台架环境仓的试验湿度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的湿度历史数据结果中选取最大相对湿度值作为台架环境仓试验的最大相对湿度限值，计算城市样本集中年平均相对湿度值并对其进行正态分布建模，得到台架环境仓试验的平均相对湿度值。
进行四通道台架道路模拟试验，但不局限于此，也可使用道路试验替代该台架实验，以整车道路综合耐久试验规范载荷谱数据为驱动，通过调节台架环境仓内温度及湿度，进行等效目标用户的台架模拟试验，完成整车功能件可靠性台架验证过程，检查整车功能件。
根据本发明实施例的整车功能件可靠性台架验证方法，通过本发明基于全国296个典型城市的环境条件的调研结果制定出整车功能件环境适应性台架验证策略，填补了国内行业的空白。
本发明通过对全国296个典型城市的温度、湿度的历史记录数据的梳理，通过数据建模，提取覆盖用户目标的真实使用环境的温度和湿度参数，用提取的温湿参数作为本发明台架验证方案的环境温度控制条件，基于劳森模型，制定出满足目标用户(满足用户10万公里的用车需求)的台架试验方法，既保证了验证结果的稳定性，也缩短了试验周期，为新车型的快速上市赢得宝贵时间。
具体地，根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率包括构建劳森模型用于因温度和湿度引起的功能退化评估，具体表达式为：
其中：K为退化速率；A是未知的常数，每种化学反应的常数不同，此处取100；Ea是化学反应的活化能，单位是eV，此处取0.4eV；kb是玻尔兹曼常数，为8.617385×10-5eV/K；T是绝对温度，单位是开尔文(K)；b为常数，为5.57×10-4；H为相对湿度。
具体地，所述进行等效目标用户的台架模拟试验具体为进行等效目标用户于城市样本集内各城市样本使用的总退化率的台架模拟试验。
在本实施例中，所述将整车置于台架环境仓内进行适应性试验的过程中，需要以台架环境仓的最大制热能力和最大制冷能力完成温度之间的过渡变化。
在本实施例中，检查整车功能件时，所述台架环境仓需从测试验证环境调整至测试标准内的常温常湿环境，在本实施例中常温一般取20℃，相对湿度取60％。
本实施例提供一组具体实施案例，该案例选取全国296个典型城市作为城市样本集，调研分析该城市样本集内各城市样本近五年温度和湿度环境历史数据，制定出整车功能件环境适应性台架验证策略，具体包括：
为了获取顾客目标，对国内296个典型城市近5年的温湿环境历史数据进行调研分析，并根据劳森模型计算出顾客使用目标内各城市的总退化率详见下表1，并对296个样本进行正态分布建模，得到满足90％顾客目标的总退化率值为8.53，见图2。
表1典型城市顾客目标的总退化率
| 城市 | 总退化率 | 城市 | 总退化率 |
| C1 | 8.40 | C149 | 7.78 |
| C2 | 7.45 | C150 | 8.15 |
| C3 | 8.03 | C151 | 7.63 |
| … | … | … | … |
| C78 | 7.63 | C226 | 7.39 |
| C79 | 7.19 | C227 | 8.12 |
| C80 | 7.38 | C228 | 7.14 |
| … | … | … | … |
| C146 | 7.21 | C294 | 7.62 |
| C147 | 7.50 | C295 | 8.06 |
| C148 | 8.76 | C296 | 7.27 |
根据典型城市近5年的温度环境统计结果，296个城市样本中最高温度值为49.6℃，详见下表2，选取试验的最高温度为50℃，同理，根据296个城市样本中的温度统计结果，得到最低温度为-42.2℃，选取试验的最低温度为-45℃。
表2 296个典型城市最高温度值
| 城市 | 最高温度(℃) | 城市 | 最高温度(℃) |
| C1 | 42.5 | C149 | 45 |
| C2 | 43.4 | C150 | 39.5 |
| C3 | 39.8 | C151 | 33.8 |
| … | … | … | … |
| C78 | 40.7 | C226 | 30.7 |
| C79 | 41 | C227 | 28.9 |
| C80 | 35 | C228 | 22.3 |
| … | … | … | … |
| C146 | 40.5 | C294 | 40.9 |
| C147 | 40 | C295 | 39.5 |
| C148 | 39.8 | C296 | 41.5 |
对296个城市样本中年平均温度值进行最小极值分布建模，得到覆盖90％城市样本的年平均温度值为22.1℃，见表3及图3，考虑试验过程温度控制灵敏度，故取值为20℃。
表3 296个典型城市年平均温度值
| 城市 | 年平均气温℃ | 城市 | 年平均气温℃ |
| C1 | 16.7 | C149 | 18.3 |
| C2 | 17.2 | C150 | 19.2 |
| C3 | 16.5 | C151 | 19.6 |
| … | … | … | … |
| C78 | 16.4 | C226 | 20.3 |
| C79 | 16.1 | C227 | 22.5 |
| C80 | 17.8 | C228 | 21.6 |
| … | … | … | … |
| C146 | 17.6 | C294 | 22.0 |
| C147 | 17.4 | C295 | 21.0 |
| C148 | 15.8 | C296 | 20.7 |
根据典型城市近5年的湿度环境统计结果，因实际表格限制，部分见表4，
表4全国典型城市真实环境条件调研(部分)
其中：296个城市样本中最大相对湿度值为100％，选取试验的最大相对湿度为95％(试验设备最大湿度控制值)；对296个城市样本中年平均相对湿度值进行正态分布建模，得到覆盖90％城市样本的年平均相对湿度值为82％，见表5及图4，考虑试验过程温度控制灵敏度，取值80％；考虑到每个循环后需要进行功能操作检查，所以最终环境仓需调整至常温常湿条件，常湿条件取相对湿度为60％。
表5 296个典型城市年平均相对湿度
| 城市 | 年平均湿度％RH | 城市 | 年平均湿度％RH |
| C1 | 57％ | C149 | 66％ |
| C2 | 62％ | C150 | 64％ |
| C3 | 61％ | C151 | 68％ |
| … | … | … | … |
| C78 | 61％ | C226 | 68％ |
| C79 | 64％ | C227 | 73％ |
| C80 | 63％ | C228 | 69％ |
| … | … | … | … |
| C146 | 60％ | C294 | 69％ |
| C147 | 64％ | C295 | 76％ |
| C148 | 66％ | C296 | 75％ |
四通道台架道路模拟试验方案制定，以整车道路综合耐久试验规范载荷谱数据为驱动，进行120h的台架模拟试验，等效目标用户使用10万公里或6年。
以10万公里或6年的总退化率为用户目标，基于用户关联技术，制定出整车功能件环境适应性的可靠性验证方案如表6，
表6整车功能件环境适应可靠性验证方案
依照上述方案完成整车功能件环境适应可靠性试验验证过程，检查整车功能件。
通过模拟真实的顾客使用环境，能够高效的完成整车功能件的可靠性验证，极大降低了售后市场环境适应性问题的抱怨，某车型未进行本发明整车功能件环境适应可靠性试验验证时，上市后环境适应性的市场抱怨率高达6％，其改款车型完成本发明整车功能件环境适应可靠性验证后，上市后环境适应性的市场抱怨率降低至1.5％，既提高我司产品的市场口碑，也大幅度降低了三包理赔费用。
实施例2
本实施例提供一种整车功能件可靠性台架验证系统，其中包括采用上述的整车功能件可靠性台架验证方法对整车功能件的可靠性进行测试验证。
实施例3
本实施例提供一种整车验证台架，包括检测设备，其中还包括上述的整车功能件可靠性台架验证系统，通过检测设备对完成整车功能件可靠性台架验证方法后的整车功能件可靠性进行检测。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，包括：
选取国内若干个城市样本作为城市样本集，调研分析城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据，并根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率，并对城市样本集内城市样本进行正态分布建模，得到满足用户目标的总退化率值；
根据城市样本集内各城市样本近几年温度和湿度环境历史数据中选取台架环境仓的试验温度参数和湿度参数，将整车置于台架环境仓内进行适应性试验；
进行四通道台架道路模拟试验，以整车道路综合耐久试验规范载荷谱数据为驱动，通过调节台架环境仓内温度及湿度，进行等效目标用户的台架模拟试验，完成整车功能件可靠性台架验证过程，检查整车功能件。
2.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，台架环境仓的试验温度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的温度历史数据结果中选取最高温度值作为台架环境仓内试验的最高温度限值，选取最低温度值作为台架环境仓内试验的最低温度限值，计算城市样本集中年平均温度值并对其进行最小极值分布建模，得到台架环境仓内试验的平均温度值。
3.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，台架环境仓的试验湿度参数选取包括：从调研得到的城市样本集的湿度历史数据结果中选取最大相对湿度值作为台架环境仓试验的最大相对湿度限值，计算城市样本集中年平均相对湿度值并对其进行正态分布建模，得到台架环境仓试验的平均相对湿度值。
4.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，根据劳森模型计算出目标用户于各城市样本使用的总退化率包括构建劳森模型用于因温度和湿度引起的功能退化评估，具体表达式为：
其中：K为退化速率；A是常数，此处取100；Ea是化学反应的活化能，单位是eV，此处取0.4eV；kb是玻尔兹曼常数，为8.617385×10-5eV/K；T是绝对温度，单位是开尔文；b为常数，为5.57×10-4；H为相对湿度。
5.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，所述进行等效目标用户的台架模拟试验具体为进行等效目标用户于城市样本集内各城市样本使用的总退化率的台架模拟试验。
6.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，所述将整车置于台架环境仓内进行适应性试验的过程中，需要以台架环境仓的最大制热能力和最大制冷能力完成温度之间的过渡变化。
7.根据权利要求1所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，检查整车功能件时，所述台架环境仓需从测试验证环境调整至测试标准内的常温常湿环境。
8.根据权利要求7所述的整车功能件可靠性台架验证方法，其特征在于，所述常温常湿环境下的相对湿度取60％。
9.一种整车功能件可靠性台架验证系统，其特征在于，包括采用如权利要求1至8任一项所述的整车功能件可靠性台架验证方法对整车功能件的可靠性进行测试验证。
10.一种整车验证台架，包括检测设备，其特征在于，还包括如权利要求9所述的整车功能件可靠性台架验证系统，通过检测设备对完成整车功能件可靠性台架验证方法后的整车功能件可靠性进行检测验证。
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2023
- 2023-01-19 CN CN202310063991.7A patent/CN116046415B/zh active Active
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