座椅加熱墊失效分析及試驗提升方案

張程

（宜賓凱翼汽車有限公司汽車研究院）

汽車座椅加熱功能屬于整車舒適感知配置之一，是汽車一大賣點，受到了汽車研發企業的重點關注。人體與座椅接觸面的感知溫度體現了座椅的導熱和散熱特性，通過熱傳遞將熱量傳遞給乘坐者，以改善冬天時乘客乘坐冰涼座椅時產生的不舒適感。目前，由于技術來源、技術能力的差異，產品質量、性能及工藝也有所不同，主要分為電阻絲或PET等加熱產品。

1 加熱墊的常見市場問題

1.1 加熱墊組成

座椅加熱是利用座椅內的電加熱絲對座椅內部加熱，如圖1所示。

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圖1 汽車座椅加熱模式

座椅加熱系統由座墊加熱墊、靠背加熱墊、加熱開關、加熱控制器、線束等組成，如圖2所示。加熱墊主要由加熱絲、無紡布基材、處理器控制模塊、線束總成組成。加熱開關，用于啟動或者關閉座椅加熱功能，布置于座椅大護板上或中控面板上。加熱控制器為加熱系統ECU，用于控制和檢測加熱系統功能[1]。接車身端線束接插件，實現加熱系統與整車通訊連接，并支持整車電路自檢和整車線路的操控。

圖2 座椅加熱框架圖

1.2 加熱墊失效分析

加熱墊電加熱單元，由1根自上而下呈波浪型的加熱絲組成。在車輛生命周期內，如果加熱絲過熱或受其他意外機械損傷，將引起整個加熱系統完全失效[2]。

(2)為什么稱f(x)為密度函數呢？物理中，一根不均勻的細棒已知線密度如何求其質量？單位長度的鐵棒質量與密度有什么關系？學生對這一問題非常熟悉，當然是密度越大，質量越大。那么概率密度也具有這樣的特點，密度越大，概率越大。因此區間長度一定，f(x)取值越大，則隨機變量的取值落在該區間的概率值越大。通過引導學生將概率密度和物理中的密度相類比，來理解密度函數的意義。

1）加熱墊電阻絲固定不充分，導致加熱墊材料滑落，折疊產生雙層金屬絲閉路，引起加熱墊燃燒[3]。此外，由于乘客經常上下車，引起坐墊側翼加熱墊破裂，電路短路，引發座椅加熱絲燒斷。

將加熱元件平鋪放置固定工裝上，加熱元件底層和上層分別覆蓋5層125g/m2的無紡布，接通電源15 min，再斷開15 min為1個循環。2 500個循環后，加熱元件阻值變化應在±15%內；加熱系統性能應在設計范圍內[11-13]；端子與電線連接應符合QC/T 29106規定。

在最佳反應條件下：總反應時間為1.5 h，pH為3，間隔投加時間為20 min，采取1.5%，1.2%，0.9%的加藥量進行多次重復實驗，實驗結果如圖5所示。

首先，閱讀指導材料陳舊。一般情況下，初中英語教師往往采用英語教材和訓練習題，完成教學過程。從某種意義上而言，這些指導材料已經缺乏了新穎性，無法調動學生的學習熱情。因此，初中英語教師需要及時更新英語閱讀資料，善于借助現代多媒體技術來搜索電子版的英語閱讀資料。此外，英語書籍，英語讀物等也是優質的英語閱讀材料。總之，缺少了有趣的英語閱讀書籍，初中生的閱讀興趣就會變差。長此以往，也不會提高，英語閱讀技巧，形成了一種惡性循環的局面。

4）座椅加熱控制模塊未包含監控和斷電功能，用于控制座椅加熱墊的電氣線束絕緣層可能由于長期正常使用而發生磨損[4]，當點火開關開啟后，車輛會向座椅加熱墊持續供電，在特定情況下駕駛員或乘客可能無法關閉座椅加熱功能[5]，從而導致座椅局部區域過熱或熔融。

2 加熱墊解決方案

座椅加熱模塊安裝于汽車座椅面套的中間位置，通電情況下應滿足設計要求，不得出現危及乘員安全的情況。

本試驗目的是檢查座椅加熱元件的耐水性能，不適用于加熱單元采用裸露阻抗材料[10]的產品。將加熱元件平鋪放置在固定工裝上，底層和上層分別覆蓋5層125 g/m2的無紡布，在中心位置以1 L/min的速度倒上200 mL質量分數為5%的鹽水。加熱墊接通電源，工作24 h。試驗后工作無異常，表面無褶皺、臟點、分層及明顯氣泡，加熱元件阻值變化應在±15%內。

圖3 座椅加熱布置位置設計

2）座椅加熱系統設計應適合不同環境、地域條件。試驗結束后，加熱單元和線束不得出現斷線、短路、異常發熱、漏電、脫落和其他各種失效現象[6-9]；

4）加裝座椅加熱監控模塊，嚴禁竄改程序，不能通過OTA刷新座椅加熱控制程序。

3）加熱墊到座墊泡沫距離不合理，在裝配中加熱墊金屬環形隆起處損壞，破裂中造成短路，引起過熱事故，需重新布置加熱墊元素和金屬絲距離邊緣。

3）用目視法檢測加熱元件外觀，表面應無褶皺、臟點、分層及明顯氣泡，邊緣應平滑、無明顯毛邊；

5）加熱絲布置于座椅面套與座椅泡沫之間時，面套復合或縫合泡沫厚度≤12 mm。座椅加熱墊與泡沫布置設計如圖4所示。

圖4 座椅加熱墊與泡沫布置設計

3 加熱驗證方案

本試驗目的是檢查座椅加熱元件的耐腐蝕性能。將加熱元件平鋪放置固定工裝上，底層和上層分別覆蓋5層125 g/m2的無紡布，畫出加熱元件的2條對角線，在中心位置取1個點及距中心80 mm處的對角線上取4個點，在5個點的中心位置以1 L/min的速度分別倒上200 mL質量分數為5%的鹽水、尿素、牛奶、可樂及清潔劑。然后加載電壓，工作24 h。試驗后工作無異常，表面無褶皺、臟點、分層及明顯氣泡，加熱元件阻值變化應在±15%內。

心脈通膠囊對麻醉Beagle犬血流動力學的影響 … ……………………………… 李 謙，等(4):406

3.1 耐鹽水試驗

1）座椅加熱系統的加熱單元安裝后不易被乘用者感觸到；座椅加熱系統應無污染、破損、開裂及皺褶等質量缺陷。座椅加熱布置位置設計如圖3所示。

3.2 耐混合溶液試驗

在整車開發中，需通過大量試驗來驗證座椅產品的加熱性能可靠性，規避車輛售后風險。

現有的工作重塑研究在解答如何激發員工創造力、提高個人和組織創新績效方面還遠遠不夠。一方面，現有研究雖然對工作重塑的前因變量和結果變量進行了大量探索和驗證，研究結論卻并不一致。如工作投入既被驗證為工作重塑的結果，也被看做下一階段工作重塑的前因;組織實施的工作重塑干預，有時被證明對工作重塑行為有正向影響作用，有時也被證明對不同維度的工作重塑行為有相反作用。另一方面，現有研究針對組織環境對個人工作重塑的影響、個人工作重塑對周圍其他人的影響的研究還較欠缺?，對團隊工作重塑、合作工作重塑等行為也研究不足。

3.3 加熱系統耐老化試驗

3.3.1 溫控器耐老化性試驗

對加熱墊溫控器施加13.5 V、8 A的功率，溫控器斷開再閉合為1個循環，50 000個循環后，記錄溫控器的斷開溫度和閉合溫度。試驗后溫控器斷開溫度和閉合溫度的誤差應在±3℃內。

3.3.2 傳感器耐老化試驗

將傳感器置于油槽中，經過高低溫循環后，傳感器的阻值誤差應在±3%內。

3.3.3 加熱元件耐老化性試驗

2）加熱墊線路管不耐溫度變化，車輛使用一段時候后塑料管脆且斷裂，產生了座墊線路斷路、短路，無法實現加熱。

3.3.4 啟動壽命循環試驗

對座椅加熱系統施加16 V電壓，激活加熱持續1 min，然后停止加熱1 min，再次激活加熱，完成1個測試循環。試驗過程共完成5 000次循環。試驗后，加熱墊控制單元不得出現斷線、短路、功能退化、異常發熱、漏電、脫落及覆蓋層損傷等失效，產品性能符合設計要求。

圖10為純水飽和條件下摻砂率50%混合物試樣的精度為100μm的掃描電鏡圖.由圖可知,膨潤土顆粒黏附在砂顆粒表面,砂顆粒懸浮在膨潤土顆粒之間,這驗證了圖5中的砂顆粒與膨潤土顆粒在混合物中的分布情況,也再一次說明本試驗中的混合物試樣強度是由膨潤土起主要作用.

3.4 顛簸蠕動試驗

座椅的模擬人體進出耐久測試是一種比較符合實際使用情況的座椅舒適性和可靠性測試方法，能夠對座椅的性能進行全面的測試和評價[3]。

將座椅總成安裝于顛簸蠕動機上，振動頻率為每分鐘（90±9）個循環，共20萬次循環；1個周期包括以下操作：將50分位假人試驗儀器臀部放在座椅的H點上，并加載900 N。

試驗開始前，檢查座椅加熱系統工作電流、加熱系統的電阻值并記錄。試驗過程中，記錄設備檢測到的電阻值和工作電流，每5 000次循環記錄1次。當超出設計值時，記錄對應電阻值、工作電流及循環次數[14]。試驗結束后，檢查工作電流及電阻并記錄。試驗結束半小時后，檢查工作電流、靜態電流及電阻并記錄。電阻值誤差需在設計值的±10%以內。加熱器組成部分不得出現斷線、短路、異常發熱、漏電、脫落及覆蓋層損傷等失效。

在時間為150 s及γ=30噪聲水平下,對機器人傳感器網絡節點位置信息進行了測量,如圖2所示.通過顯示與原始節點之間的實際位置、估計位置,對MDS結合KL定位方法進行了定性評價.由于噪聲的影響,估計的位置與節點的實際坐標間存在較大的距離誤差.采用MDS和KL聯合定位方法,誤差的波動遠小于傳統的MDS定位方法.

3.5 重物沖擊試驗

在測試設備上對座椅加熱器座墊、靠背部分，分別進行10次重物沖擊試驗，每次檢測間隔1 min，檢驗并記錄通斷結果。采用6 kg鉛球作為沖擊重物，座椅加熱器坐墊和靠背加熱單元按照設計狀態放在試驗臺上，保證加熱墊與座墊和靠背粘貼固定。如圖8所示，進行座椅加熱器座墊沖擊試驗時，鉛球距座墊表面垂直高度1 m，在座椅H點水平正前方150 mm處正上方，自由落體落下，擊中座墊加熱單元的核心加熱區域。進行座椅加熱器靠背沖擊試驗時，座椅靠背與座墊呈正常垂直角度，鉛球擺錘圓心在位于座椅H點正上方，擺錘臂長1 m，垂直擺角60°，以自由方式落下，擊中靠背與H點正上方150 mm處的加熱單元的主加熱區。試驗結束后，加熱墊不得出現斷線、短路、功能單元異常發熱、漏電、脫落及覆蓋層損傷等失效[15]。

圖8 座椅加熱重物沖擊試驗

4 結論

座椅加熱功能是汽車的一項重要功能，汽車座椅使用的頻繁性和使用環境復雜性，時常引發座椅加熱墊故障。只有在汽車研發設計時，充分考慮座墊和加熱墊關系、合理布置加熱絲，才能有效解決加熱墊失效問題。加熱系統需通過耐腐蝕試驗、耐老化試驗、疲勞耐久試驗和沖擊試驗的試驗手段來驗證是否滿足設計要求。