车用电源总开关高低温湿综合性能及耐久试验台

、概述

该试验台依据现行相关国家标准和行业标准对挖掘机整车常用电源开关（电磁式：蓄电池继电器、启动继电器以及机械旋转式、扳柄式）、中间继电器、通 用继电器、电磁液压阀等电气件分别在高低温（-40℃～+120℃）湿交变、常温环境和振动条件下的性能检测及耐久性试验。试验中控制系统实时地对被试件的参数性能进行检测和分析，并对被试件的性能做出评估。

该试验台应为 4 工位分布，各工位立分布。其中 1、2、3 号工位可同步进行性能试验或耐久试验，4 号工位立进行。试验台采用计算机控制，全伺服驱动机构，实时 自动存储检测数据和选择性出具报告。

设备具备远程视频和数据监控功能，可无人值守，24 小时连续工作。

二、依据标准：

QC/T413-2002 汽车电气设备基本技术条件；

QC/T198-2014 汽车用开关通用技术条件；

QC/T427-2013 汽车用电源总开关技术条件；

QC/T695-2018 汽车通用继电器；

GB/T28046.4-2011 道路车辆电气和电子设备的环境条件和试验_第 4 部分气候负 荷；

GB/T28046.1-2011 道路车辆电气和电子设备的环境条件和试验_第 1 部分一般 规定；

GB/T2423.1 低温实验方法；

GB/T2423.2 高温实验方法

三、主要检测项目

试验台应同时具备进行电源开关和继电器的相关实验项目的能力。试验可分别在高低温湿交变、常温环境以及常温环境下的振动状态下进行。

试验项目如下：

⑴ 扳柄式开关扭转力矩检测；

⑵ 电磁阀的吸合力矩检测；

⑶ 吸合电压、释放电压检测；

⑷ 触点压降检测；

⑸ 触点动作时间检测；

⑹ 吸合、释放弹跳次数检测；

⑺ 线圈、触点温升检测；

⑻ 线圈工作电流、线圈电阻检测；

⑼ 耐久性试验；

⑽ 断电能力试验；

四、试验台组成和外观

1、试验台由控制柜、负载电源箱、振动试验部分（1 个工位）、高低温湿试验部分（3 个工位）等部分组成。各部分应结构紧凑，布局合理，人机界面良好。

 ⑴ 控制系统安装在标准控制柜内；

⑵ 高低温湿部分的工位分布、试验分工及主要配置。

① 1 号工位：

a) 试验项目：电源开关（扳柄式、电磁式）在高低温湿交变、常温环境下的断电 能力试验；

b) 主要配置:

◎ 安装适用于扳柄式电源开关的试验操作机构（伺服）；

◎ 配置适用于以上试验项目的、通用型或型的工装、夹具；

② 2 号工位：

a) 试验项目：

◎ 电源开关、中间继电器、通用继电器、电磁阀在高低温湿交变、常温环境下 的基本性能及耐久性试验。

◎ 测试扳柄式电源开关的扭转力矩和电磁阀的吸合力矩。

b) 主要配置:

◎ 安装适用于扳柄式电源开关的试验操作机构（伺服）；

◎ 配置测量力矩、扭矩组件；

◎ 配置温升检测组件；

◎ 配置、通用型或型的工装、夹具；

③ 3 号工位：

a) 试验项目：通用继电器在高低温湿环境下的基本性能及耐久性能试验；

b) 主要配置: 配置温升检测组件及适用于以上试验项目的、通用型或型 的工装、夹具；

⑶ 振动部分（4 号工位）的工位布局及试验内容和主要配置。

a) 布局：投标方根据要求的试验项目进行合理布局。

b) 试验项目：

◎ 电磁式电源开关在振动条件下的断电能力试验；

◎ 手动操作扳柄式电源开关，对其在振动条件下的断电能力和基本性能进行试验；

◎ 电磁式电源开关、中间继电器、通用继电器、电磁阀在振动条件下的基本性能 及耐久性能试验。

◎ 在振动条件下测试（手动操作）扳柄式电源开关的扭转力矩和电磁阀吸合力矩。

c) 主要配置:

◎ 配置适用于扳柄式电源开关的手动操作机构；

◎ 配置测量力矩、扭矩组件（扳柄式开关手动操作，力矩数据可传至上位机）；

◎ 配置温升检测组件；

◎ 配置适用于以上试验项目的、通用型或型的工装、夹具；

⑷ 振动台和高低温箱：基本参数参见 5.3.6 “设备基本技术要求”。

⑸ 箱体采用不锈钢材质，外表喷塑处理，外观颜色按技术协议规定执行。设备各单 元应进行一体化的有效衔接，整体美观大方，操作方便。

⑹ 夹具要求：所有工位均配置、通用型或型的工装、夹具，以满足不同型 号试验样件的安装及试验需要。

a) 每个开关一次性安装就位，就可实现所有动作的操作；

b) 夹具适合多种开关的方便装夹；

c) 万用夹具可实现 X、Y、Z 三轴位置上立调整；

d) 万用夹具可实现各位置上角度的偏转安装，角度可微调；

e) 对于自动操作机构可进行机械原点修正；

f) 设备具有测试件保护功能，以防止测试过程中对样件造成损坏。

2、试验台系统采用闭环控制，一旦设备出现异常，将自动停止试验机构异常工位的动作循环动作，并切断相应工位的有压气源供应，同时发出报警信号。下一次开机时可接上一次试验次数继续工作。软件具有远程控制，及短信通知功能。

五、试验台详细要求

1、机械操作台

◆ 试验可分别在高低温湿交变环境下和振动条件下进行，除特别说明外，要求所 有试验项目一致。

◆ 对于扳柄式电源开关的操作机构，在振动条件下的试验，采用手动操作机构； 在高低温湿环境下的试验，采用自动操作机构。

◆工位一，工位二，分别由二只伺服电机进行驱动，其中工位二配有扭矩传感器，工位三只做电磁式继电器，通过相应的夹具设计，可分别实现机械旋转式、推拉杆式等电源总开关的动作，动作的速度和角度可计算机进行编辑和控制。每工位都有立的机械限位和原点，原点可在耐久试验过程中，不会产生累积误差，机械限位防止由于旋转角度过大而造成其他部件的损坏。

试验台可同时进行三个工位的耐久试验，三个工位完全立，可实现三种不同电源总开关的耐久试验。

  设备采用特的结构，试验夹具、产品样件及线束端子固定在高低箱里。伺服电机安装在环境箱外预留安装位置。合理环境箱体积升/降温速率，伺服电机寿命及试验使用寿命。

电源总开关试验机构示意图（高低箱内）

2、机械夹具

试验台采用通用化的夹具设计，可以适合多种电源总开关的试验。夹具具有上下、左右微调功能，方便试验时电源总开关的安装。为适应高低温箱内长久耐久试验，夹具全采用不锈钢304材料或者表面镀上防腐防锈处理。

3、扭矩测量机构

4、夹具

  通用化的夹具设计，可以适合多种电源总开关的试验。夹具具有上下、左右微调功能，方便试验时电源总开关的安装。

5、试验项目及工位说明

⑴ 电源开关的断电能力试验。

此项试验可分别在 1 号工位和 4 号工位单进行。 试件触点类型为 1 常开，触点大导通（瞬时）电流范围 500A～1600A；

a) 扳柄式电源开关。

操纵电源开关（试件）扳柄将开关置于接通状态，然后自动加载负载电流至规 定的试件大导通电流（大 1600A），电压为额定电压。触点承受大导通电流的时间至标准规定的时间之后，迅速切断电源开关（试件），此时，开关触点应能 可靠的断开。如此连续重复规定的次数后，结束试验。

b) 电磁式电源开关和继电器。

计算机控制电磁式开关或继电器吸合，然后自动加载负载电流至规定的试件大导通电流（大 1600A），电压为额定电压。触点承受大导通电流的时间至标准规定的时间(2S)之后，迅速切断电磁式开关、中间继电器的线圈电源，此时，触 点应能可靠的断开。如此连续重复规定的次数后，结束试验。

⑵ 电源开关、中间继电器、电磁阀的基本性能和耐久性试验项目： 此项试验可分别在 2 号工位和 4 号工位单进行。 特别说明：扳柄式电源开关在振动条件下（4 号工位）不要求进行耐久性能试验。 试件触点类型：1 常开；触点额定电流 50A～500A；

a) 扳柄式开关扭转力矩检测：

操纵电源开关（试件）扳柄分别将开关置于接通、断开位置，检测开关在扭转 力矩 0～20N•m 范围内，是否有阻滞现象，触点是否能够迅速接通或断开。

b) 电磁阀吸合力矩检测：

计算机控制电磁阀线圈施加试验电压 9V～16V（12V 系统）或 18V～30V（24V

系统）时，电磁阀的吸合力矩应符合规定的范围；

c) 吸合电压、释放电压检测：

计算机控制继电器线圈电压缓慢上升/下降，同时检测触点是否闭合/断开，当 触点闭合/断开时，此时的线圈电压即是继电器的吸合/释放电压。

d) 触点压降检测：

◆ 扳柄式电源开关：机械结构操纵电源总开关（试件）扳柄使开关在接通、断 开规定的次数后再置于接通状态，然后加载额定电压和负载电流，同时检测触点上 的电压降。

◆ 电磁式开关、中间继电器：计算机控制试件线圈吸合，然后加载额定电压和 负载电流，同时检测触点上的电压降。

e) 触点动作时间检测：

计算机控制电磁式开关或中间继电器线圈接通或断开时，试件触点快速的 接通和断开一个电流为大导通电流 1/15 的电路。12V 的试件供给电压是 10.5V～ 15V，24V 的试件供给电压是 21V～30V，其触点动作时间应不大于 10ms。

f)吸合、释放弹跳次数检测:

触点弹跳检测主要是监测触点的“二次吸合”现象，系统在给电磁式总开关或 中间继电器线圈加载额定电压的同时实时高频率的检测常开触点的吸合/释放状 态，直至触点完全吸合/释放，然后统计计算出开关的吸合/释放时间和触点弹跳次 数。

g) 线圈、触点温升检测：

在常温环境下的实验过程中，实时测量、显示试件线圈（试件外壳）及触点（试 件触点引出接线端子端）温升情况。超过限定温度时报警。

h) 线圈工作电流、线圈电阻检测：

计算机给试件线圈加载额定的工作电压，测量线圈回路中的电流，自动计算出线圈电阻值。

i) 耐久性试验：

在高低温湿度交变、常温等环境下，计算机给电源开关( 机械式、电磁式)或中间继电器加载额定电流，接通和断开一次为一个循环，以设定的通断间隔时间连续 重复进行。试验过程中记录相应的工作次数和电压降，同时具有声光报警功能，当 试件失效时，会自动停止试验并切断相应的电源。

⑶ 通用继电器的基本性能和耐久性能试验项目。

此项试验可分别在 2、3 号工位同时进行，在 4 号工位单进行。试件触点类型：1 常开、1 常闭、转换；触点额定电流 0～50A；

a) 吸合电压、释放电压检测：

计算机控制线圈电压缓慢上升/下降，同时检测触点是否闭合/断开，当触点闭合 或断开时，此时的线圈电压即是继电器的吸合/释放电压。

b) 触点压降检测：

计算机为继电器加载额定工作电压（12V/24V）和工作电流，检测触点上的电压降。

c) 吸合、释放弹跳次数及动作时间检测:

系统在给继电器线圈加载额定电压的同时实时高频率的检测常开触点的吸合/释 放状态，直至触点完全吸合/释放，然后统计计算出继电器的吸合/释放时间、触点弹 跳次数及动作时间。

d) 线圈工作电流、线圈电阻检测：

计算机给线圈加载额定的工作电压，测量线圈回路中的电流，自动计算出线圈电阻值。

e) 耐久性试验：

计算机给继电器加载额定电压和电流，接通和断开一次为一个循环，在高低温湿 度交变、常温环境下以设定的通断间隔时间连续重复进行。试验过程中记录相应的工 作次数以及触点压降数据，同时具有声光报警功能，当继电器失效时，会自动停止试验并切断相应的电源。

6 、高低温箱：

控制系统内嵌，由主控制计算机根据具体试验要求进行参数设定和控制。

a) 温度范围：-40～+120℃；湿度范围：20%～98%R.H

b) 温度变化速率：

升温速率：+20℃→+120℃，升温时间≤60min ；

降温速率：+20℃→-40℃，降温时间≤60min；

c) 温度偏差：<±2℃；湿度偏差：<±2%；

d) 观察窗：每扇门均配置观察窗