汽車電器電壽命的新型試驗(yàn)裝置方案

王建偉

摘要：筆者研究汽車電壽命多年，本文通過分析汽車電器電壽命試驗(yàn)的重要性，全面分析對汽車電器電壽命的各種影響因素，提出了新型電壽命裝置的試驗(yàn)方案。

關(guān)鍵詞：汽車電器；電壽命；試驗(yàn)裝置

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，人們的物質(zhì)生活水平發(fā)生了很大變化，人們對于生活中的舒適度和方便程度提出了相當(dāng)高的要求。汽車制造水平的高低，可以代表一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，為此世界各國都在大力發(fā)展自己的汽車工業(yè)，汽車的使用性能因此就不斷的提高，跟隨其后的就是汽車上的電子設(shè)備，用電設(shè)備等不但種類越來越多而且要求越來越高，這些對汽車工業(yè)的發(fā)展都提出了相當(dāng)高的要求，我國的汽車工業(yè)發(fā)展水平若要突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能夠與國外的汽車技術(shù)發(fā)展先進(jìn)國家相抗衡，首先汽車零部件就必須實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，而汽車電器作為汽車零部件中最為重要的部件，它的好壞直接影響到了汽車質(zhì)量的整體好壞，所以我們要想研發(fā)出先進(jìn)的汽車就首先必須實(shí)現(xiàn)汽車電器國產(chǎn)化，且質(zhì)量一定要高，所以必須對其組織科學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是電壽命實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)以上的分析，通過開展汽車電器電壽命實(shí)驗(yàn)的研究，必將使我國的汽車工業(yè)快速的發(fā)展。

1研究汽車電器電壽命使用的傳統(tǒng)方法

1.1壽命從字面意義上講暨生命的時間長短。而壽命實(shí)驗(yàn)則是指一個零部件從開始使用到進(jìn)行第一次修理或者更換前所能操作的次數(shù)。

在試驗(yàn)中根據(jù)對汽車零件所施加的力量進(jìn)行劃分，可將試驗(yàn)分為電壽命和機(jī)械壽命兩種實(shí)驗(yàn)。電壽命實(shí)驗(yàn)指將一個零部件加上相應(yīng)的電負(fù)載后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。而機(jī)械實(shí)驗(yàn)則是零件不通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很多零件的電壽命比機(jī)械壽命低一個等級，在我們組織電壽命實(shí)驗(yàn)時，汽車部件的觸頭無論是開還是閉都會有普通的機(jī)械損耗以及電損耗，電壽命的長短標(biāo)志著一個汽車零部件壽命的長短，電壽命是汽車零部件壽命長短的一個重要標(biāo)志，這就使電壽命比機(jī)械壽命低一個等級。在試驗(yàn)中我們可以選擇不同的地點(diǎn)將實(shí)驗(yàn)分成現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)兩種，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)是一種好的試驗(yàn)方式，因?yàn)樵囼?yàn)的環(huán)境處在一個真實(shí)的環(huán)境當(dāng)中，但由于現(xiàn)場試驗(yàn)的距離較遠(yuǎn)，外界環(huán)境的不同，且同一種規(guī)格的實(shí)驗(yàn)品環(huán)境不同，因此很難統(tǒng)計(jì)失效的數(shù)據(jù)。模擬實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)的環(huán)境一樣，因此統(tǒng)計(jì)失效的數(shù)字很簡單，電器產(chǎn)品的壽命實(shí)驗(yàn)都采取的是模擬實(shí)驗(yàn)的方式，但是模擬實(shí)驗(yàn)必修要能完整的再現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)的全過程。

1.2傳統(tǒng)的汽車電器電壽命試驗(yàn)方法及其不足。

目前在我國對于汽車電器電壽命的試驗(yàn)并沒有一個統(tǒng)一的要求或者標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)所有的汽車電器廠商進(jìn)行試驗(yàn)時都是以低壓的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)組織試驗(yàn)。

使電器直接串聯(lián)到直流電壓和模擬負(fù)載的回路后，在試驗(yàn)時不斷的將電源分開或者接通，根據(jù)電器在這個實(shí)驗(yàn)時正常動作的次數(shù)判斷電器的性能，依據(jù)國家對于電器的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，我們可以將模擬負(fù)載劃分成為兩類。

（1）即真實(shí)的負(fù)載，如被控電機(jī)作為控制電機(jī)的負(fù)載。這種試驗(yàn)方法真實(shí)，但是在通電，斷電不停的情況下，其真實(shí)的負(fù)載比控制電器的壽命少很多，因此我們在實(shí)驗(yàn)中，就必須不斷的對負(fù)載進(jìn)行更新，可是這樣就會造成成本加大，而且由于更新不斷，這就造成試驗(yàn)無法連續(xù)的進(jìn)行，也就不能真實(shí)的反映出負(fù)載的性能。用真實(shí)的負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)，第一次試驗(yàn)時，先接通，幾秒后斷開，在這兩次接通時別的器件的狀態(tài)是不同的，電機(jī)由于慣性在斷電時還要繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)幾圈，內(nèi)部的熱量也不能散發(fā)完全，這就造成兩次接通時電流的波形不一致，所以試驗(yàn)中的試驗(yàn)狀況就不一致了，因此真實(shí)的負(fù)載進(jìn)行試驗(yàn)很不科學(xué)。

（2）電阻或者電阻電感串聯(lián)起來，但是這種方法我們并不能完全的模擬出真實(shí)的電流。因此以上所述兩種方法都不合理。

2汽車電器的新型試驗(yàn)裝置方案

對于新型試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)效果，我們期望它能夠輸出下圖中所示的電流波形。它就像是程控電流源，我們在試驗(yàn)時要根據(jù)試驗(yàn)中的要求調(diào)整其峰值、穩(wěn)定值以及峰值出現(xiàn)的時間和波峰的寬度。這樣，該新型試驗(yàn)裝置就可以在不同的電流下進(jìn)行試驗(yàn)。無論做那種試驗(yàn)我們都可以將參數(shù)輸入到控制部分當(dāng)中，由試驗(yàn)裝置自行處理。這就對試驗(yàn)的裝置在精度等每個方面都要求很高，如圖1所示。

2.1試驗(yàn)裝置方案研究

單片機(jī)的控制模塊和功率電路兩個模塊構(gòu)成了該試驗(yàn)裝置，其基本的工作原理見下圖，該圖中功率電路由電路元器件組成，如圖2所示。

在此，我們對試驗(yàn)裝置的分析，主要是分析單片機(jī)控制模塊。圖2中所示的汽車負(fù)載電流特性，設(shè)Imax為曲線的峰值，IN為曲線的穩(wěn)態(tài)值，tmax為峰值出現(xiàn)的時間。以下

2.2新型試驗(yàn)裝置的應(yīng)用

在新型試驗(yàn)裝置的使用當(dāng)中若負(fù)載為感性的負(fù)載，我們首先考慮到的就是電感對負(fù)載的影響，因此此類試驗(yàn)時就要在電流的回路中串聯(lián)電感，這樣就可以產(chǎn)生過電壓，具體如下圖3所示：

在回路接通前，要使回路接通后L對電流上升的速度逐步控制，則要在K兩端置電壓。當(dāng)電流經(jīng)過，負(fù)載就可以正常工作，當(dāng)電流繼續(xù)增大，我們就可以利用單片機(jī)的控制產(chǎn)生波峰和曲線的部分，在回路開放或者斷開時L釋放電壓，在負(fù)載試驗(yàn)中，L不用參加，就可以直接短接L的兩端。由于電路本身就有電感，這樣電路中電流上升速度就相當(dāng)快，但是由于單片機(jī)提前設(shè)定了峰值，電流的峰值就不會超過，在這之后，單片機(jī)就控制住了以后的電流，利用單片機(jī)可以事先設(shè)定好電流源的周期，或者在試驗(yàn)中，人工中斷單片機(jī)的信號，利用人工控制電流源。