汽車產品可靠性試驗

王立星 陳帆航 王 波 趙召勇

浙江吉利新能源商用車集團有限公司 浙江 杭州 311228

1 引言

汽車可靠性是汽車產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。含四個因素:對象是汽車、限定條件是規定的條件和規定的時間、內容是規定的功能。規定的條件可以是氣象、載荷、速度等，規定的時間可以是時長、里程、頻次，規定的功能可以是汽車運輸能力、空調制冷或加熱能力、也可以是語音識別功能或智能駕駛功能等[1]。可靠性試驗就是圍繞這幾點進行工作。

2 可靠性試驗概述

汽車可靠性試驗:為了提高或保證汽車產品的可靠性及評價，驗證汽車產品的可靠性而進行的關于汽車產品故障及其影響的各種實驗[2]。

2.1 試驗分類 可靠性試驗按試驗方式分為虛擬驗證及實物驗證；按對象分為零件試驗、系統試驗及整車試驗；按場地分為試驗室試驗、試驗場試驗和社會道路試驗；按試驗目的分為耐久試驗、壽命試驗、特殊環境試驗、極限強度試驗[3]。

2.2 試驗策劃 試驗策劃需包含試驗對象、試驗目的、場地、人員、費用，并需滿足項目開發的周期以及車型開發的驗證需求。試驗計劃需依據項目計劃進行分解，此項分解可以結合VTS、SSTS以及CTS的驗證需求進行。

3 整車試驗

傳統汽車主要以機械結構為主，可靠性試驗主要是以疲勞耐久驗證為主。現代汽車產品，特別是新能源汽車，有很多電器及控制模塊，工程開發人員需結合產品特點，適時制定試驗規范，總體如下:綜合強化路主要驗證機械結構；高速路主要驗證動力總成或三電；對于軟件與控制模塊，需要在車輛交付試驗前進行全面的標定與功能開發，再在可靠性道路試驗過程中予以復現；對于開關、按鍵類，需依據客戶調研來制定疲勞壽命或頻次，并融入到日常試驗中予以考察。

以一個全新項目為例，闡述可靠性試驗內容。競品車的可靠性試驗包含:路譜采集，逆向后進行零部件CAE分析，采集的路譜可作為項目前期開發車型還沒有造出來的時候，給CAE進行分析；逆向進行競品車的零部件CAE分析，是給開發車型做目標參考。開發車型分不同造車階段有不同的驗證內容，半工裝車階段主要進行的有:路譜采集、整車四立柱、車身六自由度、試驗場結構耐久、動力總成耐久專項、環境適應性；全工裝階段主要有:綜合耐久、誤用試驗、環境適應性、客戶路況，綜合耐久一般一個車型需要兩臺車同時路試、誤用試驗是模擬客戶誤操作或者是特殊的極限工況、環境適應性主要是高溫/高寒/高濕/高原、客戶工況在全工裝階段可安排兩三臺車進行縮短里程的路試摸底；小批量階段主要有:綜合耐久、客戶路況，此階段主要是質量部門進行可靠性的驗證驗收；量產階段主要是進行客戶工況路試，此階段工作可結合客戶用車進行。

對于改型類的小項目，應有針對性的制定試驗方案。對于性能衰減測試，需在路試開始前及路試完成后(過程按需進行)，進行性能衰減測試，主要測試項目為基本性能主/客觀項目。對于不同的項目級別，此項目也需區分對待。待所有試驗完成后，再進行試驗車輛拆解分析。對于產業化項目，試驗驗證不是越多越好，如何能夠經濟有效的驗證才是項目團隊需要重點關注的點。

4 客戶關聯

產品驗證需能夠模擬客戶狀態下的使用強度，這需要進行客戶關聯，即需得到充分的驗證，又不能過設計；另外，客戶關聯也要研究客戶工況下的失效模式，以避免或盡量減少試驗場失效與客戶失效的不吻合的狀態[4，5，6]。

客戶關聯的基本步驟如下:

(1)用戶調研:包含調查問卷、載荷狀態、道路種類、里程、駕駛習慣…；

(2)載荷采集:用戶路況、特殊路況、試驗場路、雨流計數…；

(3)當量關系:用戶道路損傷、試驗場損傷、當量關系計算；

(4)技術規范:通過當量關系，判斷路試強度是過強還是偏弱，調整路試里程及工況。關聯工作的深入開展，還需與CAE分析、試驗室試驗進行關聯。也就是說，通過客戶關聯將虛擬分析、臺架試驗、道路試驗予以串接起來，使得設計規范有客戶可依，并且具有可繼承性。

5 試驗問題處理

試驗過程中，實驗人員需要將各類問題或疑似問題記錄并通報項目組。針對這些問題的后續處理有如下原則:

(1)項目成員快速反應，支持現場問題排查與解決，減小試驗問題對試驗進度的影響；

(2)復雜問題臨時連線視頻會議，對接試驗現場，相干人員積極響應；

(3)建立問題處理及上升機制，如明確的問題單點處理、綜合性問題專題討論并明確責任、特殊問題上升匯報、所有問題例會制推進，基本思路是單點處理―小組討論―例會匯報―QC會議；

(4)問題影響評估:對于故障或失效問題，需評估對產品開發的影響，并確定是否需要增加驗證試驗或里程；

(5)試驗問題等級評估，并錄入質量管理系統進行問題解決得推進。

6 總結

常規可靠性試驗主要指疲勞耐久試驗，隨著電器及控制功能的增加，需增加對此類零部件及功能的驗證?？煽啃栽囼灢皇悄骋粋€試驗，是虛擬驗證結合實物試驗、零部件試驗結合整車試驗、道路試驗配合各專業模塊及各性能試驗的綜合性試驗。通行客戶關聯，因地制宜制定經濟有效的可靠性試驗方法，在保證試驗驗證有效性的前提下，降低對資源的消耗。