新能源汽車產品可靠性,你可知"多少"?——產品的壽命

導語:關於產品的可靠性,上次我們聊了"質量"與"可靠性"的區別和聯繫,今天我們聊聊另一塊基礎概念:"產品的壽命究竟要如何定義?"

關於可靠性這塊,大致會按照如下邏輯進行歸納總結:

1. "質量"與"可靠性"

2 . 產品的壽命

3. 可靠性目標的確認

4. 置信水平與樣本數

5. 加速模型

本文是對第2部分的介紹。

產品的壽命

01 "壽命"的定義

開始解讀之前,先了解下幾個"壽命"的概念:

設計壽命:對象在規定環境條件下的設計使用壽命,單位為年或小時,一般為10~15年。

運行壽命:對象每年的運行小時數X設計壽命的年數,單位為小時。

服役壽命:對象在開始出現失效之前的運行時間、啟動次數、熱循環次數或振動衝擊次數。

最大條件:車輛啟動時的最低溫度,車輛運行時的最高溫度、最大溼度、最大氣壓、最高海拔等,些條件定義在不損壞產品的情況下進行可靠性測試的環境限值。

02 為什麼要定義"壽命"

那麼"壽命"究竟在可靠性中的意義是什麼呢?

理解產品的"壽命"概念,可以幫助我們解答 "要進行多少的測試,才能達到期望的可靠性水平" 的問題。"壽命"的表現形式可以是多方面的: 運行的時間或里程、非運行的時間、溫度循環次數、振動譜 等。

03 產品壽命目標的定義

這裡以某控制器為案例,其所搭載的客戶整車應用信息如下:

● 整車環境溫度: -40℃~80℃

● 整車環境溼度: 50%RH~90%RH

● 整車海拔高度: 0~5600m

● 里程壽命:15年30萬公里

● 主要目標對象及用途:28~35歲上班族,假設每天往返,單程路程1小時

據此,我們可以計算獲得產品的"壽命"目標:

→ 設計壽命:15年

→ 運行壽命:2*365*15=10950h

→ 溫度循環次數:2*365*15=10950 cycle

→ 存儲壽命:24*365*15-10950=120,450h

→ 平均溫升:根據對象安裝位置而定,電驅動系統一般選用60℃

→ 平均運行溫度:23+60=83℃

→ 平均存儲溫度和溼度:取決於目標對象所在地氣候: 乾旱、沙漠、海岸、熱帶、北部、溫帶、北極等。對於北半球的亞熱帶,我們一般定義為23℃和65%RH。

以上,就是根據整車應用信息而定義的產品壽命需求。關於這塊內容比較基礎,但是又不得不特意提一下,因為這是後續所有環境試驗定義的基礎,在設計之初需要與客戶再三溝通確認,非常重要。

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*小貼士:產品的壽命需求定義*

下一節,我們會對產品的

目標可靠性 進行定義,但在此之前,需要補充一些基本概念,幫助我們後續理解(#建議大家收藏#)

☛質量術語:

R/100 :應用現場中每100個產品所返回的百分比。

%/month, %/year :指每個月或每年報告的缺陷或退貨的數量,代表一個週期內的失效率。

IPTV-Incidents Per Thousand Vehicle : 是客戶認為可以接受的目標保證水平。以服役1年的ECU為例,其IPTV=1.0,則代表1年後產品的返修率為1/1000。

DPMO- Defects Per Million Opportunities : 即每百萬次的缺陷數,這一術語通常用於表述在一次裝配組件中具有很多工藝環節的過程(如PCBA元器件的焊接工藝)。

PPM-Parts Per Million : 指每百萬單元下的缺陷水平, 1.0 IPTV=10000 PPM。

☛可靠性術語:

MTTF -Mean Time To Failure: 即 平均故障時間,當 50%的部件 處於正常工作狀態時的平均時間, 用h表述 。也被稱為平均壽命。可以看出,若 使用MTTF,則意味著失敗率是 恆定的 。

失效率(λ) :表示為 每小時 的失效次數,通常表示為形式##.##*10e-#,λ=1/MTTF。

FITs- Failure In Time : 即每運行十億個小時的失效次數。

FPMH- Failure Per Million Hours : 即每百萬小時失效數,1個FPMH相當於1000個FITs。

R%- Reliability targe t : 即可靠性目標,在給定的置信水平(C%)下,設計壽命結束時的預期存活率。90%的可靠性目標意味著90%的單元或系統在設計壽命結束時仍可持續運行

C%- Confidence level : 即置信水平,基於有限樣本容量的測試,進行可靠性預測時使用的統計學置信區間


新能源汽車產品可靠性,你可知


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