在新能源汽车的核心三电系统中,车载充电机(OBC)扮演着将电网交流电转化为电池直流电的“能量转换器”角色。它常年位于车辆底盘或引擎舱,持续承受来自路面的各种颠簸与冲击。其内部包含大量的功率半导体、磁性元件、滤波电容及精密控制电路,任何因振动导致的连接松动、元件疲劳或结构谐振都可能引发充电故障、效率下降甚至安全风险。QC/T 1069-2023《电动汽车用车载充电机》 行业标准中规定的振动耐久性测试,正是为了在实验室内科学模拟并从严考核OBC在整个车辆生命周期内,抵抗这种长期机械应力能力的核心验证手段。
一、 测试目的:超越功能验证,追求长效可靠
振动耐久性测试的核心目标,绝非简单的“通电后不散架”,而是通过施加远高于实际路况的严酷振动应力,在短时间内加速暴露OBC潜在的可靠性缺陷,实现对其长效服役能力的预测性评估。具体包括:
激发结构性与工艺性缺陷:发现因设计或制造导致的固有结构共振点、PCB板支撑不足、大质量器件(如电感、变压器)固定薄弱等隐患。
评估电气连接可靠性:考核功率端子压接、PCB焊点、接插件在长期交变应力下的抗疲劳能力,防止因振动导致的虚焊、断线或接触电阻增大。
验证机械完整性:确保散热器、外壳、安装支架等结构件在振动中不发生开裂、松动或产生有害的异响。
模拟全生命周期载荷:通过加速试验,等效模拟OBC在车辆设计寿命内(通常对应数万至数十万公里行驶)所累积的振动损伤。
二、 试验原理与方法:精准复现多维路谱激励
该测试在能够实现多自由度控制的电动振动试验系统上进行。标准要求依据OBC在实车上的安装位置和方向,对三个互相垂直的轴线(通常为X、Y、Z轴)依次或同时施加符合汽车行业特征的振动激励。
核心试验方法与条件(依据QC/T 1069-2023及引用的基础标准如QC/T 413):
振动类型:主要采用随机振动,因其能更真实地模拟路面不平度激励产生的宽频带连续随机振动能量。有时会结合正弦扫频振动,用于寻找和验证产品的共振频率。
振动谱型与量级:试验施加的随机振动功率谱密度(PSD)曲线,严格模拟汽车发动机舱或底盘位置的典型路谱。其总均方根加速度(Grms值)严苛,可能高达10-20 Grms量级,远超一般电子产品的承受范围。
试验时间:每个轴向的测试持续时间通常为数小时至数十小时,总测试时间等效于极端路况下的超长里程考核。
测试状态:OBC在测试过程中通常处于工作状态(如带载或空载运行),并实时监测其关键电气参数(输入输出电压电流、效率、保护功能等),以捕捉振动引发的间歇性故障或性能漂移。
三、 关键评估维度与失效判据
振动测试结束后及过程中的评估是全方位的,任何一项关键指标的失效都意味着产品未通过验证:
结构完整性检查:
外壳、散热器、安装支架不得出现任何可见的裂纹或永久性变形。
所有紧固件(螺丝、铆钉)无松动,接插件无松脱或损坏。
内部大质量元件、PCB板加固点无松动或脱落。
电气安全与基本功能:
电气安全:振动过程中及结束后,绝缘电阻、耐压强度必须持续符合安全标准,无短路或漏电风险。
连续运行:测试中不得发生意外关机、复位或输出中断。
保护功能:输入过压/欠压、输出过流/短路、过温等保护功能必须响应正常,无误动作或拒动。
性能保持性(核心指标):
测试前后,OBC的额定输出功率、充电效率、功率因数、谐波电流含量等关键性能参数的变化必须在允许的公差范围内。
通讯功能(如CAN通信)必须稳定,无丢帧或错误。
内部检查(必要时):
开盖检查内部,PCB焊点应无开裂,元器件引脚无断裂,无金属碎屑等异物产生。
四、 对产品设计、制造与行业的核心意义
此项严酷的振动测试,是驱动OBC产品从“实验室可用”迈向“整车可靠”的关键设计输入和验证环节:
驱动精细化设计与仿真:迫使企业在设计阶段就进行充分的模态分析和随机振动仿真,优化结构布局,避开主要共振频点,并从设计上保证足够的刚强度。
强制严格的工艺与物料控制:要求对功率元件的焊接工艺(如选择波峰焊或选择性焊接)、紧固件的拧紧工艺、灌封胶(如使用)的材料与工艺进行严格规定与验证。
提升供应链质量门槛:推动关键元器件(如连接器、电容、磁芯)需选用符合汽车级振动可靠性标准的产品。
保障整车品质与品牌口碑:OBC的振动可靠性直接关系到终端用户的充电体验和车辆无故障运行时间,是新能源汽车高品质与高可靠性的重要组成部分。
结语
QC/T 1069-2023中的振动耐久性测试,是将车载充电机置于一个模拟的、强化的“终身路试”环境中进行的极限考核。它超越了常温下的功能验证,直指产品在动态机械应力下的长期生存能力与性能稳定性。一款成功通过此项严苛振动考验的OBC,意味着其内部每一个焊点、每一颗螺丝、每一处结构都经历了模拟十余年颠簸旅途的洗礼,为新能源汽车源源不断的能量补给提供了坚实可靠的基石,从而在核心零部件层面支撑起电动汽车的耐用性与用户信心。


