汽车行业HALT温度，振动，综合应力测试案例 分享

汽车发动机控制单元（ECU）案例 温度应力

• 测试过程：汽车 ECU 对于温度较为敏感，其 HALT 测试的温度范围通常从 - 40℃（模拟极寒天气下汽车启动）到 125℃（发动机正常工作时 ECU 附近的高温环境）。温度变化速率可能为 5 - 10℃/min，并且在每个温度极值点保持 30 - 60 分钟，期间检测 ECU 的信号处理、数据传输以及对发动机的控制功能。

• 发现问题与改进：在低温测试过程中，发现 ECU 的启动时间延长，部分传感器信号传输出现错误。这是因为低温影响了电子元件的性能和内部电路的导电性。为解决这个问题，对 ECU 内部的关键电子元件采用了低温耐受性更好的材料，同时优化了电路布局，减少了信号传输线路的长度，降低了信号衰减的可能性。在高温环境下，ECU 的运算速度变慢，且存在数据丢失的风险。经过分析，是由于高温导致芯片散热不良和部分电容性能下降。因此，增加了散热装置，如散热片和导热硅胶，并且更换了高温性能更稳定的电容，提高了 ECU 在高温下的可靠性。

汽车发动机传感器案例 振动应力

• 测试过程：汽车发动机传感器在发动机运行过程中会受到强烈的振动。在 HALT 测试中，模拟发动机的振动频率和强度，振动强度从 3Grms 开始，逐步增加到 20Grms 左右，每次增加 2 - 3Grms 并保持 10 - 15 分钟。通过加速度传感器监测传感器内部的振动响应，同时检查传感器的信号输出是否正常。

• 发现问题与改进：在振动强度达到 10Grms 左右时，发现传感器的引脚焊接处出现疲劳裂纹，导致信号传输不稳定。这是因为长时间的振动使引脚承受反复的应力，蕞终产生疲劳损坏。为解决这个问题，改进了焊接工艺，采用了更牢固的焊接材料和方法，如增加焊点的大小和强度。同时，在传感器的引脚周围增加了减震胶套，减少振动对引脚的直接影响。另外，在更高的振动强度下，传感器的外壳出现松动，影响其与发动机的相对位置，从而改变了测量精度。因此，重新设计了外壳的固定结构，采用了更可靠的螺栓连接，并增加了防松装置。

汽车电子控制单元（ECU）案例  综合应力

• 测试过程：

• 在综合应力 HALT 测试中，对于汽车 ECU，温度范围设定从 - 40℃（模拟极寒天气启动）到 125℃（发动机正常工作时 ECU 附近的高温），温度变化速率为 5℃/min。同时，振动强度从 3Grms（模拟汽车正常行驶的振动）开始，以 2Grms 的幅度逐步增加，蕞高到 20Grms（模拟汽车在崎岖路面行驶）。

• 在每个温度 - 振动组合下，保持一定时间（如 15 - 20 分钟），测试 ECU 的信号处理、数据传输以及对发动机的控制功能。例如，在温度为 - 40℃和振动强度为 3Grms 的组合下，观察 ECU 是否能正常接收和处理来自发动机传感器的低温信号，并且准确控制发动机的启动参数。

• 发现问题与改进：

• 在温度为 80℃和振动强度为 10Grms 的组合下，发现 ECU 的电路板出现焊点开裂的情况。这是因为高温使电路板材料膨胀，同时振动加剧了焊点的受力，导致焊点疲劳开裂。为解决这个问题，改进了电路板的焊接工艺，使用了更高强度的焊料，并在关键焊点处增加了加固措施，如使用底部填充胶。

• 当温度为 - 20℃和振动强度为 15Grms 时，ECU 的通信接口出现信号中断。这是由于低温使接口的金属材料收缩，再加上振动导致接口松动。于是，对通信接口进行了重新设计，增加了防水、防尘和抗振的密封结构，同时优化了接口内部的引脚连接方式，提高了通信接口在综合应力下的可靠性。