一、背景與測試意義
發(fā)動機(jī)、變速箱、電池包、輪胎是汽車關(guān)鍵總成與部件，在實際使用中會遇到：
極寒啟動（冬季寒冷地區(qū)，-30℃甚至更低）
高溫暴曬（夏季沙漠或炎熱地區(qū)，+60℃~+85℃車廂/部件表面溫度）
晝夜溫差循環(huán)（如高原、戈壁，-20℃~+50℃每日循環(huán)）
這些溫度應(yīng)力會引起材料性能變化、潤滑油粘度變化、電子元器件特性漂移、密封件老化、結(jié)構(gòu)疲勞等，從而影響啟動性能、傳動效率、續(xù)航與安全。 高低溫試驗箱可在實驗室條件下復(fù)現(xiàn)這些環(huán)境，實現(xiàn)加速老化與可靠性驗證，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計與材料缺陷。
二、高低溫試驗箱模擬方案與原理
1. 極寒啟動模擬
目標(biāo)：驗證發(fā)動機(jī)、變速箱、電池包在低溫下的啟動可行性、響應(yīng)時間及初期運(yùn)行穩(wěn)定性；輪胎在低溫下的抓地力與剛性變化。
典型工況：
溫度：-30℃、-40℃（視地域與車輛規(guī)格）
保溫時間：發(fā)動機(jī)/變速箱油液、冷卻液、電池包達(dá)到熱平衡（通常 4~8h）
啟動過程監(jiān)測：
發(fā)動機(jī)：啟動電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速上升曲線、燃油噴射與點(diǎn)火正常性
變速箱：換擋電磁閥響應(yīng)、液壓油流動性
電池包：端電壓跌落、內(nèi)阻變化、BMS啟動時間
輪胎：硬度變化（邵氏硬度升高）、接地印痕測試
評價參數(shù)：
啟動成功率、啟動時間、啟動電流
電池可用容量（低溫下明顯下降）
輪胎摩擦系數(shù)與滾動阻力變化
2. 高溫暴曬模擬
目標(biāo)：驗證在高溫強(qiáng)日照環(huán)境下，發(fā)動機(jī)艙部件、變速箱油溫、電池包熱管理、輪胎胎面材料老化情況。
典型工況：
溫度：+60℃、+85℃（艙內(nèi)空氣溫度），輪胎表面可加紅外燈或熱板模擬暴曬至+90℃
保溫時間：持續(xù)曝曬 4~12h，模擬午后高溫時段
監(jiān)測內(nèi)容：
發(fā)動機(jī)：ECU降頻保護(hù)、冷卻系統(tǒng)散熱能力、機(jī)油粘度下降與潤滑性能
變速箱：油溫升高對離合器/液力變矩器性能影響
電池包：溫升曲線、熱管理系統(tǒng)響應(yīng)（冷卻風(fēng)扇/液冷啟動）、容量衰減速率
輪胎：胎面膠軟化、氣壓升高、耐久性（抗熱老化龜裂）
評價參數(shù)：
高溫下輸出功率與扭矩變化
電池峰值溫度與溫差（防止局部過熱）
輪胎胎面硬度下降、抗熱老化性能（熱失重、裂紋數(shù)量）
3. 晝夜溫差循環(huán)模擬
目標(biāo)：模擬自然環(huán)境中的日夜溫度交替，考核材料與結(jié)構(gòu)在反復(fù)熱脹冷縮下的疲勞與老化。
典型工況：
溫度范圍：-20℃（夜）↔ +50℃（晝），或 -30℃↔+60℃（更嚴(yán)苛）
循環(huán)次數(shù)：10、30、50、100次（依據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)或壽命目標(biāo)）
升降溫速率：1~3℃/min（可編程序控制）
監(jiān)測內(nèi)容：
發(fā)動機(jī)/變速箱：密封件（橡膠墊圈、O型圈）老化開裂、殼體接合面微滲漏
電池包：殼體密封性、內(nèi)部連接阻抗變化、BMS數(shù)據(jù)漂移
輪胎：橡膠疲勞裂紋、胎體粘合強(qiáng)度下降、氣密層老化
評價參數(shù)：
循環(huán)后泄漏率、絕緣電阻、結(jié)構(gòu)完整性
輪胎動平衡變化、耐久里程衰減率
三、高低溫試驗箱的技術(shù)要求（針對此類模擬）
| 需求 | 技術(shù)要求 |
| 溫度范圍 | 至少 -40℃ ~ +100℃（覆蓋極寒與高溫暴曬） |
| 溫度均勻性 | ≤ ±2℃（保證被測部件各部位受熱/冷均勻） |
| 控溫精度 | ≤ ±0.5℃（確保啟動/暴曬條件的準(zhǔn)確性） |
| 程序控制 | 多段編程，可設(shè)保溫、升降溫速率、循環(huán)次數(shù) |
| 容積與承重 | 足夠放入發(fā)動機(jī)/變速箱總成或電池包，承重結(jié)構(gòu)穩(wěn)固 |
| 數(shù)據(jù)記錄 | 實時記錄溫度、時間、被測件關(guān)鍵參數(shù)（電壓、電流、壓力等） |
| 安全保護(hù) | 超溫、超壓、電氣過載保護(hù)，防爆（電池包測試需考慮） |
四、典型測試流程示例（電池包）
預(yù)處理：在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（25℃）下測量容量基線。
極寒啟動：-30℃保溫 6h → 進(jìn)行充放電測試 → 記錄容量與內(nèi)阻。
高溫暴曬：+60℃保溫 8h → 開啟熱管理系統(tǒng) → 記錄溫升與冷卻效果。
晝夜循環(huán)：-20℃~+50℃循環(huán) 50 次 → 檢查密封性、絕緣電阻、容量衰減。
結(jié)果評定：對比各階段性能指標(biāo)，判定是否滿足設(shè)計規(guī)范（如容量保持率≥80%、無滲漏、無結(jié)構(gòu)損傷）。
五、應(yīng)用價值
提前暴露設(shè)計缺陷：如電池包在低溫下內(nèi)阻過大導(dǎo)致啟動失敗、密封圈在溫差循環(huán)下龜裂漏油。
優(yōu)化熱管理系統(tǒng)：驗證冷卻/加熱策略在環(huán)境下的有效性。
提升產(chǎn)品可靠性與市場適應(yīng)性：確保車輛在寒區(qū)、熱帶、晝夜溫差大的地區(qū)都能正常工作。
六、總結(jié)
高低溫試驗箱可精準(zhǔn)模擬極寒啟動、高溫暴曬、晝夜溫差循環(huán)等嚴(yán)苛環(huán)境，對發(fā)動機(jī)、變速箱、電池包、輪胎的啟動性能、熱管理效果、密封耐久性、材料老化等進(jìn)行加速驗證，幫助車企在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)溫度相關(guān)失效風(fēng)險，提升整車在寒區(qū)、熱帶及溫差大地區(qū)的可靠性與安全性。
