本发明涉及一种基于Arrhenius模型的新能源汽车车载监控终端寿命测试方法。
背景技术：
“安全”是新能源汽车发展至今热度依旧不减的话题。为了加强对新能源汽车安全运行的监控,通过采集车辆工况实时数据,可有效降低或排除车辆运行潜在的安全隐患,确保消费者安全使用。2016年年底,中国发布并实施了“电动汽车远程服务与管理系统技术规范”系列标准,并要求所有新能源汽车安装符合该标准的车载监控终端。车载监控终端通过CAN总线等方式采集车辆实时运行数据,将其进行存储并通过GSM等方式上传至管理平台。车载监控终端是实现新能源汽车安全监管的数据来源,其重要性不言而喻,因而要求车载监控终端在规定的生命周期内可靠稳定运行,对其寿命特征的研究尤为必要。标准要求车载监控终端的最低寿命为5年,然而,在产品的实际开发验证试验中,无法耗费如此长的时间来验证其寿命特性,这样,不仅试验周期很长,而且试验成本较高,效率较低,严重影响产品的设计开发及推广应用。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提出的一种基于Arrhenius模型的新能源汽车车载监控终端寿命测试方法，根据各类数学模型及车载监控终端的典型特点,制定相应试验方案,在尽可能短的周期内对车载监控终端的寿命特性进行有效评估。
一种基于Arrhenius模型的新能源汽车车载监控终端寿命测试方法，产品在实际使用时通常处于多个变化的温度环境中，一般通过统计选取典型的若干个温度点；Arrhenius模型是基于温度应力对产品寿命影响分析的数学模型；通常采用高温试验来进行产品的加速老化，某个温度点下的加速因子算法如下：
式中：EA-该产品失效反应的活化能,eV,与产品特性相关,电子组件类产品的典型取值为0.45eV；k-玻尔兹曼常数，取值为8.617×10eV/℃；TPruf-进行加速试验时选用的加速温度值,一般对应产品的最高工作温度或最高贮存温度值；TFeld，i-产品在实际使用环境中选取的某个典型温度值；
由此，可确定各个典型温度值下的加速因子；在设计试验时，可根据下式确定该产品最终加速老化试验时间：
式中：tPruf-加速老化试验时间；tLife-产品设计寿命时间；Pi-产品实际使用环境温度分布中该典型温度值的统计分布值，一般用百分比表示；
基于Arrhenius模型加速试验计算：假设平均每天的车辆使用时间为1.5h，即车载监控终端每天工作时间为1.5h,因此,在车载监控终端5年的设计寿命周期内，其实际工作时间为2737.5h，即5(年)×365(天)×1.5h，此为tLife的取值。设定加速老化试验温度值为最高工作温度，即80℃。
为了对车载监控终端这一新能源汽车安全监管关键部件的寿命进行评估,以确保其能在规定声明周期内可靠稳定工作,本文通过引入基于Arrhenius模型的高温寿命试验的常见的物理加速老化试验,在分析其数学模型的基础上,制定相应的试验方案，通过对其数学模型进行分析,结合车载监控终端的典型特征,制定相应的差异化试验方案,对其进行加速老化寿命试验,以缩短试验周期,提高试验效率,降低试验成本。
具体实施方式
为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将对本发明作进一步的说明。
一种基于Arrhenius模型的新能源汽车车载监控终端寿命测试方法，产品在实际使用时通常处于多个变化的温度环境中，一般通过统计选取典型的若干个温度点；Arrhenius模型是基于温度应力对产品寿命影响分析的数学模型；通常采用高温试验来进行产品的加速老化，某个温度点下的加速因子算法如下：
式中：EA-该产品失效反应的活化能,eV,与产品特性相关,电子组件类产品的典型取值为0.45eV；k-玻尔兹曼常数，取值为8.617×10eV/℃；TPruf-进行加速试验时选用的加速温度值,一般对应产品的最高工作温度或最高贮存温度值；TFeld，i-产品在实际使用环境中选取的某个典型温度值；
由此，可确定各个典型温度值下的加速因子；在设计试验时，可根据下式确定该产品最终加速老化试验时间：
式中：tPruf-加速老化试验时间；tLife-产品设计寿命时间；Pi-产品实际使用环境温度分布中该典型温度值的统计分布值，一般用百分比表示；
基于Arrhenius模型加速试验计算：假设平均每天的车辆使用时间为1.5h，即车载监控终端每天工作时间为1.5h,因此,在车载监控终端5年的设计寿命周期内，其实际工作时间为2737.5h，即5(年)×365(天)×1.5h，此为tLife的取值。设定加速老化试验温度值为最高工作温度，即80℃。乘客舱典型温度分布如表1所示，根据式(1)得出各个典型温度值下的加速因子如表1所示。
表1典型温度分布及其加速因子：
由此,根据式(2)可计算得出该车载监控终端基于Arrhenius模型的加速试验时间为505.5h。
试验验证
为了验证文中基于上述模型的加速老化试验方法的有效性，从一批铝制壳体封装的车载监控终端样品中随机选取A、B、C 3个样品分别按照3种加速方法进行加速老化试验。为了进行试验对比，3个试验均选用规格性能参数相同的温湿度箱,温变速率可达到4℃/min,可满足Coffin-Manson模型对温变速率的要求；温度范围为-40～150℃,可覆盖3类加速试验的温度要求；湿度范围为10％RH～98％RH,可满足Lawson模型对湿度范围的要求,箱体的空间为1m。试验前首先对3个样品进行功能测试,其功能均处于ISO 16750-1规定的A级。
A产品在经历约506h的Arrhenius高温加速老化试验后复测其功能,仍处于A级；B产品在经历约270h的Coffin-Manson温度交变加速老化试验后复测其功能,仍处于A级；C产品在经历约339h的Lawson稳态湿热加速老化试验后复测其功能,仍处于A级。由此可见,在加速老化效果接近的前提下,基于Coffin-Manson模型的温度交变加速老化试验方法，耗时更短，成本更低。
为了对车载监控终端这一新能源汽车安全监管关键部件的寿命进行评估,以确保其能在规定声明周期内可靠稳定工作,本文通过引入基于Arrhenius模型的高温寿命试验的常见的物理加速老化试验,在分析其数学模型的基础上,制定相应的试验方案，通过对其数学模型进行分析,结合车载监控终端的典型特征,制定相应的差异化试验方案,对其进行加速老化寿命试验,以缩短试验周期,提高试验效率,降低试验成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。