新能源电动汽车充电桩作为充电基础设施核心设备,需长期承受运输颠簸、户外振动及自身运行应力,振动测试是验证其结构可靠性与功能稳定性的关键环节。本文围绕充电桩振动测试的标准、准备、方法及实施要点展开,为行业提供专业参考。
振动测试的标准依据
充电桩振动测试需遵循多领域标准,核心为GB/T 2423系列:GB/T 2423.10规定正弦振动方法,GB/T 2423.56明确随机振动要求;专用标准NB/T 33008-2018的“机械环境试验”章节,细化了振动试验的具体条件(如频率、加速度);国际标准IEC 61851-1则对接海外市场需求,规范充电设备的机械耐久性测试。
这些标准的共同目标是模拟充电桩全生命周期的振动场景,确保产品在运输、安装及使用中不会因振动失效——例如GB/T 2423.10的扫频循环,就是为了覆盖运输中车辆颠簸的周期性振动;NB/T 33008的随机振动参数,则对应城市道路的复杂环境。
测试样品的准备要求
测试样品需为完整成品,包含所有原厂配件(充电枪、电缆、支架等),缺失部件会改变质量分布,影响振动响应——比如未装充电枪会导致重心偏移,测试中易出现非预期共振。
样品需预处理:测试前在15-35℃、45%-75%湿度环境放置24小时,平衡内部温度与湿度,避免热胀冷缩导致结构应力干扰结果。
固定方式需模拟实际场景:落地式用原厂螺栓固定在振动台刚性板上,扭矩符合说明书(如M8螺栓12-15N·m);壁挂式用膨胀螺栓固定在模拟墙面的钢板上,确保固定强度与实际一致——松散固定会让样品滑动,无法真实反映实际振动。
振动测试的类型与方法
振动测试分正弦与随机两类,对应不同场景:正弦振动模拟周期性振动(如运输颠簸、车辆共振),方法是扫频(10Hz-55Hz-10Hz),加速度0.5g-1g,循环次数5次左右;随机振动模拟不规则振动(如城市道路、内部风扇振动),基于功率谱密度(PSD)曲线,比如10-200Hz范围内PSD0.04g²/Hz,GRMS约2.5g,持续30分钟/轴向。
测试需覆盖三个轴向:X轴(前后)、Y轴(左右)、Z轴(上下)——X轴振动影响外壳固定,Y轴影响电缆连接,Z轴影响内部电路板;部分标准要求先正弦后随机,模拟“运输+使用”的综合场景。
测试参数的选择
参数需结合使用场景:运输场景选随机振动,参考物流常见条件(10-100Hz、0.5-1g);户外安装场景结合正弦与随机,覆盖车辆共振(正弦)与日常环境(随机)。
加速度选对应结构强度:落地式(50kg)用1g,壁挂式(10kg)用0.5g,避免过大加速度损坏结构;频率范围需覆盖样品固有频率——若样品固有频率30Hz,测试频率需包含30Hz,验证共振点可靠性。
持续时间按标准:正弦5个循环,随机30分钟/轴向;过度测试(如随机60分钟)会提前损坏样品,无法反映实际寿命。
测试过程的实施要点
测试前校准振动台:用压电传感器贴台面与样品关键位置(外壳角、电路板固定点),校准加速度、频率、位移,偏差超±5%需调整——若振动台加速度不准,测试结果无参考价值。
实时监控样品状态:用视频记录外观、音频测异响(如零件松动声)、数据系统监测加速度——若出现异响或加速度异常(超设定10%),立即停测检查,避免进一步损坏。
测试顺序需合规:先正弦后随机,因为正弦强度低,若先做随机可能损坏样品,无法完成后续测试;测试中环境温度保持15-35℃,湿度45%-75%,避免高温导致电容失效、高湿导致金属生锈。
测试后的检查与判定
外观检查:看外壳有无裂纹、变形、掉漆,电缆有无破损,支架有无松动——外壳裂纹说明结构强度不足,需优化材料(如ABS改PC/ABS合金)或加加强筋。
功能检查:连接模拟负载或车辆,测试输出电压(如直流桩750V)、电流(如120A)是否正常,通信功能(CAN、WiFi)是否稳定——电流不稳可能是电路板电容因振动松动,导致阻抗变化。
性能检查:拆解样品看内部,电路板solder点有无开裂,继电器有无卡滞,熔断器有无熔断——solder点开裂是常见失效,需优化焊盘设计(加阻焊层)或用波峰焊代替手工焊。
判定标准:外观无损坏、功能正常、性能符合技术要求则通过;若有一项不符,需分析原因(如加速度过大、固定不当),修正后重测——比如固定松动导致的外壳变形,需调整扭矩后再测。
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