預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車電子部件使用壽命的方法

預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車電子部件使用壽命的方法

人們對(duì)環(huán)境問題的重視使得電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的使用數(shù)量不斷增加，但這也使電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的相關(guān)問題日益凸顯，尤其是與電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中電子電路可靠性相關(guān)的問題，因此準(zhǔn)確評(píng)估電子電路中相關(guān)硬件的使用壽命變得十分重要。由于汽車的使用環(huán)境較為復(fù)雜，因此汽車電子電路硬件的使用壽命與外部溫度環(huán)境、濕度環(huán)境和應(yīng)力條件等多項(xiàng)因素相關(guān)，導(dǎo)致準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電子電路硬件的使用壽命十分困難。本文則給出一種預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車電子電路硬件使用壽命的方法，并通過實(shí)例對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。

汽車電子電路中最重要的硬件為電控單元（ECU）。電子電路硬件的使用壽命與腐蝕、振動(dòng)、溫度、濕度等因素有關(guān)，其中影響最大的因素為溫度變化。對(duì)電子電路硬件使用壽命的預(yù)測(cè)，以溫度對(duì)ECU使用壽命的影響為主。由于不同汽車的整車溫度場(chǎng)分布不同，因此預(yù)測(cè)ECU使用壽命應(yīng)采取以下方法。①確定整車的熱關(guān)鍵組件，并計(jì)算這些熱關(guān)鍵組件的發(fā)熱量；②依據(jù)計(jì)算結(jié)果采用美國明導(dǎo)公司設(shè)計(jì)的FloEFD計(jì)算流體學(xué)軟件確定整車的溫度場(chǎng)；③利用確定的溫度場(chǎng)采用阿倫尼烏斯方程（Arrhenius equation）分析溫度變化對(duì)ECU使用壽命的影響，該方程能夠反映ECU材料化學(xué)反應(yīng)與溫度之間的關(guān)系；④依據(jù)該方程的計(jì)算結(jié)果便能得到ECU的使用壽命。需要注意，在確定整車溫度場(chǎng)分布時(shí)，還需要考慮汽車的外部環(huán)境溫度。為保證ECU具有較高的可靠性，預(yù)測(cè)其使用壽命時(shí)，設(shè)定汽車的外部環(huán)境溫度為-40℃～50℃。對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)采用了本田音賽特-Hy作為原型車，計(jì)算結(jié)果顯示出ECU的使用壽命超過38000h，結(jié)合汽車使用頻率，其可滿足15年80萬km的使用要求。該方法不僅可用于對(duì)ECU使用壽命的預(yù)測(cè)，而且可對(duì)整車其它硬件裝置的使用壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，幫助汽車零部件供應(yīng)商提高自身產(chǎn)品的品質(zhì)。

Prashant Shinde et al.SAE 2016-28-0168.

編譯：陳丁躍