一、背景與測試意義

發(fā)動機、變速箱、電池包、輪胎是汽車關鍵總成與部件，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、結構疲勞等，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：驗證發(fā)動機、變速箱、電池包在低溫下的啟動可行性、響應時間及初期運行穩(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/變速箱油液、冷卻液、電池包達到熱平衡（通常 4~8h）

啟動過程監(jiān)測：

發(fā)動機：啟動電機電流、轉速上升曲線、燃油噴射與點火正常性

變速箱：換擋電磁閥響應、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：驗證在高溫強日照環(huán)境下，發(fā)動機艙部件、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：ECU降頻保護、冷卻系統(tǒng)散熱能力、機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（冷卻風扇/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：模擬自然環(huán)境中的日夜溫度交替，考核材料與結構在反復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℃（更嚴苛）

循環(huán)次數(shù)：10、30、50、100次（依據(jù)測試標準或壽命目標）

升降溫速率：1~3℃/min（可編程序控制）

監(jiān)測內(nèi)容：

發(fā)動機/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、結構完整性

輪胎動平衡變化、耐久里程衰減率

三、高低溫試驗箱的技術要求（針對此類模擬）

四、典型測試流程示例（電池包）

預處理：在標準環(huán)境（25℃）下測量容量基線。

極寒啟動：-30℃保溫 6h → 進行充放電測試 → 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。

結果評定：對比各階段性能指標，判定是否滿足設計規(guī)范（如容量保持率≥80%、無滲漏、無結構損傷）。

五、應用價值

提前暴露設計缺陷：如電池包在低溫下內(nèi)阻過大導致啟動失敗、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

高低溫試驗箱可精準模擬極寒啟動、高溫暴曬、晝夜溫差循環(huán)等嚴苛環(huán)境，對發(fā)動機、變速箱、電池包、輪胎的啟動性能、熱管理效果、密封耐久性、材料老化等進行加速驗證，幫助車企在設計階段發(fā)現(xiàn)并改進溫度相關失效風險，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。