Zašto je vodootporna ispitna komora za automobilske komponente ključna za testiranje senzora električnih vozila i ECU-a

Sažetak

S brzim razvojem električnih vozila na nove izvore energije, ugrađeni senzori i elektroničke upravljačke jedinice (ECU), kao ključne komponente za percepciju i upravljanje vozilom, uglavnom su raspoređeni na mjestima osjetljivim na izloženost vodi, kao što su šasija, blatobrani kotača i motorni prostori. Moraju izdržati složene radne uvjete, uključujući pranje pod visokim tlakom, prskanje visokom temperaturom i prskanje kiše i snijega. Komora za ispitivanje vodootpornosti automobilskih komponenti može reproducirati ekstremne uvjete izloženosti vodi s kojima se susrećemo u stvarnom radu vozila u laboratoriju i kvantitativno procijeniti sposobnost brtvenih struktura kućišta da se odupru prodoru protoka vode visoke temperature i visokog tlaka. Fokusiranje na LISUN JL-9K1L Ispitna komora za vodeni mlaz visoke temperature i visokog tlaka, ovaj rad raspravlja o ulozi vodootporne ispitne komore za automobilske komponente u provjeri pouzdanosti senzora i upravljačkih jedinica električnih vozila, analizira praktični značaj ispitnih uvjeta IPX6K i IPX9K za automobilske elektroničke komponente, predstavlja tehničke značajke, primjenjive standarde i scenarije praktične primjene opreme te pruža reference za laboratorijsku konstrukciju i provjeru pouzdanosti proizvoda proizvođača vozila, dobavljača komponenti i neovisnih ispitnih institucija. 

Uvod

Razina inteligencije električnih vozila nastavlja rasti, a količina različitih senzora i ECU-a opremljenih na cijelom vozilu nastavlja se povećavati. Takvi precizni elektronički dijelovi izravno su povezani s ključnim funkcijama, uključujući izlaznu snagu, kontrolu kočnica i percepciju okoliša. Mnogi ugrađeni elektronički uređaji ugrađeni su izvan karoserije vozila ili unutar kabine. Tijekom svakodnevne upotrebe vozila susrest će se sa scenarijima poput pranja automobila pod visokim tlakom, prskanja blata i vode s ceste te ispiranja pod visokom temperaturom tijekom održavanja. Nakon što se pojave nedostaci u strukturi brtvljenja kućišta, prodor vode pod visokim temperaturama i visokim tlakom u opremu uzrokovat će koroziju tiskane ploče, pomicanje signala, kratki spoj i druge kvarove. U težim slučajevima to može izravno izazvati abnormalne funkcije cijelog vozila i donijeti potencijalne opasnosti za sigurnost vožnje.

Uobičajena ispitivanja kiše i kapanja mogu simulirati samo okruženja kišnice sobne temperature i ne mogu replicirati učinak udara protoka vode visoke temperature i visokog tlaka tijekom pranja automobila i održavanja. Komora za ispitivanje vodootpornosti automobilskih komponenti posebno je razvijena za uvjete ispitivanja vodootpornosti pod tlakom na razini vozila. LISUN JL-9K1L Komora za ispitivanje vodenim mlazom visoke temperature i visokog tlaka, također poznata kao visokotemperaturna visokotlačna vodootporna ispitna komora, može simulirati okruženja prskanja pod visokim tlakom na visokim temperaturama kako bi se provela rigorozna inspekcija i provjera vodootpornosti kućišta različitih proizvoda. JL-9K1L Visokotemperaturna visokotlačna vodootporna ispitna komora precizno kontrolira tlak prskanja, temperaturu vode, kut mlaza i trajanje ispitivanja kako bi se obnovio status izloženosti vode proizvoda pod posebnim radnim uvjetima te procjenjuje utjecaj protoka vode pod visokim temperaturama i visokim tlakom na brtvene strukture proizvoda, površinske materijale i unutarnje komponente. Pomoću višenamjenskog uređaja za podešavanje mlaznice i stabilnog rada okretnog stola postiže se ujednačena pokrivenost vodom ispitnih uzoraka. Može dovršiti vodootporna ispitivanja stupnja IPX6K i IPX9K te osigurati pouzdane uvjete ispitivanja za poboljšanje istraživanja i razvoja proizvoda i kontrolu kvalitete. Oprema je u skladu s domaćim i međunarodnim standardima zaštite automobilske elektronike, uključujući GB/T 4208-2017, ISO 20653, IEC 60529 i DIN 40050-9, ispunjavajući zahtjeve ispitivanja sukladnosti ugrađenih senzora, ECU-a, konektora i drugih komponenti.

JL-9K1L Vodootporna komora s visokim temperaturnim pritiskom

Stvarni rizici izlaganja vodi s kojima se suočavaju senzori i upravljački sklopovi električnih vozila

Ugrađeni senzori uključuju radarske senzore, temperaturne senzore, senzore tlaka, sklopove za percepciju slike i još mnogo toga. ECU-i pokrivaju sustave upravljanja baterijama, upravljačke jedinice vozila, upravljačke module karoserije i druge dijelove. Šavovi kućišta, priključci i položaji ventila za disanje komponenti su mjesta visokog rizika za prodiranje vode. Tijekom pranja automobila pod visokim tlakom, vruća voda pod tlakom od 8 MPa do 10 MPa utječe na kućišta komponenti iz više kutova. Visoka temperatura uzrokuje toplinsku deformaciju brtvenih gumenih dijelova, a protok vode pod visokim tlakom prodire u kućište duž malih pukotina. Za razliku od okruženja s kišnicom na sobnoj temperaturi, voda visoke temperature lakše prodire u mikro pukotine za brtvljenje, a vruća voda ubrzava koroziju unutarnjih metalnih pinova i PCB ploča. Mnoge komponente mogu uspješno proći IPX4 i IPX6 testove pri normalnim temperaturama, ali prodiranje vode i unutarnja kondenzacija pojavit će se nakon IPX6K i IPX9K testova prskanja pod visokim tlakom.

Većina takvih nedostataka uzrokovanih prodiranjem vode neće biti u potpunosti otkrivena odmah nakon ispitivanja, već će se razvijati postupno tijekom dugotrajnog rada vozila, pripadajući potencijalnim načinima kvara. Ako se provjera IPX6K i IPX9K ne provede pomoću komore za ispitivanje vodootpornosti automobilskih komponenti u fazi istraživanja i razvoja, već se usvoje samo cestovna ispitivanja vozila, teško je reproducirati ekstremne radne uvjete ispiranja vrućom vodom pod visokim tlakom. Nedostaci će ostati i nakon masovne montaže vozila, što će rezultirati velikim postprodajnim greškama u kasnijoj fazi i povećanjem troškova opoziva i održavanja za proizvođače automobila. Prema normi ISO 20653 Stupnjevi zaštite (IP kod) za električnu i elektroničku opremu cestovnih vozila, ugrađene elektroničke komponente smještene u područjima osjetljivim na ispiranje moraju proći ispitivanja stupnja zaštite IPX6K ili IPX9K kako bi se provjerila pouzdanost brtvenih struktura pod utjecajem protoka vode visoke temperature i visokog tlaka.

Osnovna tehnologija i konfiguracija LISUN JL-9K1L Vodootporna ispitna komora za automobilske komponente

Kao namjenska vodootporna ispitna komora za automobilske komponente, JL-9K1L Unutarnja i vanjska komora cijelog stroja izrađene su od visokokvalitetnog nehrđajućeg čelika, otpornog na hrđu pri dugotrajnom pranju vrućom vodom visoke temperature. Oprema je opremljena s 4 seta mlaznica koje su u skladu sa standardnim specifikacijama IEC 60529. Kut prskanja podržava četiri stupnja prijenosa pri 0°, 30°, 60° i 90°. Višenamjenski uređaj za podešavanje mlaznica osigurava da su 4 mlaznice i testirani uzorak na istoj putanji kružnog luka, a kut mlaza ostaje stabilan pri podešavanju udaljenosti prskanja. Oprema je opremljena elektroničkim mjeračima protoka otpornim na visoke temperature za stabilnu kontrolu protoka prskanja od 14-16L/min, održavanje tlaka prskanja od 8-10MPa, a maksimalna temperatura vode unutar komore može doseći 80±5℃. Također ima mehanizme zaštite od temperaturnog preopterećenja i prelijevanja vode. Dostupne su dvije specifikacije okretnih ploča s φ400mm i φ200mm, a brzina rotacije podesiva je od 1 do 5r/min s frekvencijskom pretvorbom. Uzorci se ravnomjerno okreću s okretnim postoljem kako bi se osiguralo da sve vanjske površine uzoraka prime udar vode visoke temperature i tlaka. U međuvremenu, oprema je opremljena sustavom za kalibraciju sile kako bi se provjerila sila udara mlaza mlaznice i osiguralo da uvjeti ispitivanja zadovoljavaju standardne odredbe. Tablica u nastavku navodi glavne usporedne parametre JL-9K1L i ostali modeli iz iste serije:

Primjena vodootporne ispitne komore za automobilske komponente u kontroli kvalitete senzora i ECU-a tijekom cijelog procesa

U fazi istraživanja i razvoja te dizajna proizvoda, inženjeri koriste komoru za ispitivanje vodootpornosti automobilskih komponenti za provođenje IPX6K i IPX9K testova za provjeru struktura kućišta, odabira brtvenih prstenova i shema brtvljenja konektora. Kada se nakon ispitivanja pojavi prodor vode ili kondenzacija, mogu se locirati slabi položaji brtvljenja, a iterativna optimizacija može se provesti na strukturama kućišta, tvrdoći brtvene gume i momentu zatezanja sklopa, kako bi se riješili nedostaci brtvljenja u fazi razvoja uzorka i smanjili kasniji troškovi modifikacije kalupa. Neki laboratoriji provode testove usporedbe kvarova kako bi usporedili performanse komponenti različitih dobavljača pod identičnim uvjetima prskanja pod visokim tlakom na visokim temperaturama, pružajući objektivne podatke ispitivanja za odabir komponenti.

Pri ulaznoj inspekciji komponenti i inspekciji isporuke gotovih proizvoda, vodootporna ispitna komora za automobilske komponente koristi se za provjeru pouzdanosti uzorkovanja serije kako bi se pratile fluktuacije u proizvodnim i montažnim procesima. Problemi u procesu poput nepravilno sastavljenih brtvenih prstenova i nedovoljnog momenta pritezanja vijaka kućišta smanjit će zaštitne performanse iste serije proizvoda. Ispitivanja uzorkovanja visokotemperaturnim raspršivanjem pod visokim tlakom mogu presresti serije s abnormalnim procesima i spriječiti protok nekvalificiranih komponenti u spojeve sklopa vozila. Za neovisne institucije za testiranje, vodootporna ispitna komora za automobilske komponente, kao što je JL-9K1L je hardverska osnova za provođenje IPX6K i IPX9K certifikacijskih ispitivanja. Rezultati ispitivanja koje generira oprema mogu se koristiti za dovršetak izvješća o sukladnosti komponenti i ispunjavanje zahtjeva za pregled pristupa proizvođača originalne opreme. Uzorci se također mogu uključiti tijekom ispitivanja kako bi se simuliralo stvarno stanje rada ECU-a i senzora pod naponom te kako bi se promatralo javljaju li se anomalije signala ili prekidi komunikacije i drugi kvarovi pod naponom tijekom udara protoka vode, što je bliže stvarnim uvjetima rada vozila.

Ključne točke za odabir i rad

Kada poduzeća odaberu vodootpornu ispitnu komoru za automobilske komponente, ne bi se trebala usredotočiti samo na pojedinačne parametre poput tlaka i temperature vode, već bi trebala sveobuhvatno procijeniti ispunjava li oprema sve standardne odredbe. Prvo, specifikacije mlaznica, raspodjela kuta i udaljenost mlaza moraju strogo biti u skladu sa standardima IEC 60529 i ISO 20653. Odstupanja u geometrijskim dimenzijama mlaznica izravno će promijeniti učinak udara vode i dovesti do iskrivljenih rezultata ispitivanja. Drugo, oprema mora biti opremljena sustavom za kalibraciju sile za redovitu provjeru sile udara mlaza, osiguravajući sljedivost uvjeta ispitivanja i ispunjavajući zahtjeve laboratorijskih revizija sustava kao što je CNAS. Stabilnost rotacije okretnog stola također je važna; jednolika rotacija uzoraka može jamčiti jednolik udar vode na sve površine komponenti. Pozornost treba posvetiti i konfiguracijama sigurnosne zaštite. Zaštita od preopterećenja temperaturom vode, zaštita od prelijevanja vode, zaštita od curenja električne energije i zaštita od nedostatka vode osiguravaju dugotrajan stabilan rad opreme.

Ako laboratoriji trebaju provoditi IPX4K i IPX6K testove osim IPX9K, kompozitni modeli kao što su JL-4K6K9K1L-R400 i JL-56K9K1L može se odabrati. Jedan set opreme pokriva više stupnjeva vodootpornosti pod tlakom i smanjuje troškove nabave više uređaja. Na razini probnog rada, operateri moraju strogo slijediti trajanje prskanja svakog kuta navedenog u standardima. Nakon završetka ispitivanja, osim provjere ima li prodora vode ili nakupljene vode unutar kućišta, moraju se dovršiti i ispitivanja električnih performansi, uključujući otpor izolacije, komunikacijsku funkciju i izlazne signale senzora. Nije dopušteno procijeniti uzorak kao kvalificiran samo vizualnim pregledom da nema curenja vode na kućištu.

Zaključak

Senzori i ECU-i za električna vozila ključne su elektroničke komponente povezane sa sigurnošću vozila, a pouzdanost njihove zaštite brtvljenjem izravno je povezana s ukupnim sigurnosnim performansama vozila. Uobičajena ispitivanja kiše na sobnoj temperaturi ne mogu simulirati stroge radne uvjete vozila, poput ispiranja vrućom vodom pod visokim tlakom, stoga vodootporna ispitna komora za automobilske komponente postaje nezamjenjiv hardver za laboratorijsku provjeru pouzdanosti. Kao zrela vodootporna ispitna komora za automobilske komponente, LISUN JL-9K1L Komora za ispitivanje vodenim mlazom visoke temperature i visokog tlaka može točno reproducirati uvjete prskanja pod visokim tlakom IPX6K i IPX9K, u potpunosti u skladu s domaćim i međunarodnim standardima zaštite vozila, uključujući GB/T 4208-2017, ISO 20653 i IEC 60529. Pomoću komore za ispitivanje vodootpornosti automobilskih komponenti, poduzeća mogu provesti provjeru pouzdanosti vodootpornosti komponenti u svim vezama, uključujući istraživanje i razvoj, ulaznu inspekciju kvalitete i isporuku gotovih proizvoda, unaprijed identificirati potencijalne nedostatke u procesima brtvljenja kućišta i montaže, izbjeći kvarove zbog prodora vode nakon što su komponente sastavljene na vozilima, smanjiti rizike nakon prodaje cijelog vozila te osigurati stabilan i pouzdan rad senzora električnih vozila i ECU-a u složenim uvjetima izloženosti vodi.