ISO 16750-3 Straßenfahrzeuge – Umgebungsbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 3: Mechanische Belastungen

Die Norm „ISO 16750-3 Straßenfahrzeuge – Umweltbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 3: Mechanische Belastungen“, entwickelt von der Internationalen Organisation für Normung (ISO), legt die Anforderungen an elektrische und elektronische Systeme und Komponenten in Fahrzeugen fest, einschließlich elektrischer Antriebssysteme und Komponenten mit maximalen Betriebsspannungen gemäß Spannungsklasse B. Diese Norm beschreibt mögliche Umweltbelastungen und enthält empfohlene Prüfverfahren und Anforderungen für bestimmte Montageorte am oder im Fahrzeug. Diese Norm beschreibt mechanische Belastungen. Diese Norm gilt jedoch nicht für die Umweltanforderungen oder Prüfungen von Systemen und Komponenten für Motorräder und Mopeds.

Die Norm ISO 16750-3 ist ein wichtiges Dokument in der Automobilindustrie. Sie beschreibt die Anforderungen und Prüfverfahren für elektrische und elektronische Systeme und Komponenten in Straßenfahrzeugen, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf mechanischen Belastungen liegt. Diese Norm stellt sicher, dass diese Komponenten den rauen Umgebungsbedingungen im Fahrzeugbetrieb standhalten und so Zuverlässigkeit und Sicherheit verbessern.

Diese Norm gilt für elektrische und elektronische Systeme und Komponenten in Straßenfahrzeugen, einschließlich elektrischer Antriebssysteme mit maximaler Betriebsspannung der Spannungsklasse B. Sie beschreibt die möglichen mechanischen Belastungen, denen diese Komponenten je nach Einbauort im oder am Fahrzeug ausgesetzt sein können. Systeme und Komponenten für Motorräder und Mopeds sind von dieser Norm jedoch ausdrücklich ausgenommen.

Diese Norm befasst sich mit mechanischen Belastungen wie Vibrationen, Stößen und anderen physikalischen Belastungen, die die Leistung oder Haltbarkeit elektrischer und elektronischer Geräte beeinträchtigen können. Sie bietet Herstellern einen Rahmen für die Entwicklung und Prüfung von Komponenten, um sicherzustellen, dass diese den strengen Anforderungen der Automobilindustrie entsprechen.

Die Hauptmerkmale der Norm ISO 16750-3 sind:

• Umweltbelastungen: Diese Norm definiert die verschiedenen mechanischen Belastungen, denen Bauteile ausgesetzt sein können. Dazu gehören:
  • Vibration: Kontinuierliche oder zeitweise auftretende Vibrationen, die durch den Motorbetrieb, die Straßenbedingungen oder die Fahrzeugdynamik verursacht werden.
  • Schock: Plötzliche Stöße durch Ereignisse wie Schlaglöcher oder Kollisionen.
  • Andere mechanische Belastungen: Hierzu können Belastungen gehören, die durch die Montage, die Wärmeausdehnung oder die Wechselwirkung zwischen Komponenten entstehen.

Diese Belastungen sind auf den jeweiligen Einbauort (z. B. Motorraum, Fahrgestell oder Fahrgastraum) abgestimmt und spiegeln so die realen Bedingungen wider.

• Prüfungen und Anforderungen: Diese Norm legt detaillierte Prüfverfahren zur Simulation mechanischer Belastungen fest. Diese Prüfungen stellen sicher, dass Komponenten den Belastungen während ihrer Lebensdauer standhalten. Die Norm enthält empfohlene Anforderungen für das Bestehen dieser Prüfungen und stellt sicher, dass Komponenten unter bestimmten Bedingungen ihre Funktionalität behalten.
• Funktionsstatus: Gemäß ISO 16750-1 müssen Komponenten im Normalbetrieb einen Funktionsstatus der Klasse A (voll funktionsfähig) und in anderen Betriebsarten einen Funktionsstatus der Klasse C (eingeschränkte Funktionalität) aufweisen. Dies stellt sicher, dass die Komponenten unter typischen Fahrbedingungen zuverlässig funktionieren, während Leistungseinbußen in unkritischen Szenarien möglich sind.

In der jüngsten Aktualisierung dieser Norm wurden die Anforderungen harmonisiert und Unterschiede eingeführt, um modernen Fahrzeugdesigns und -komponenten besser gerecht zu werden.

Die Norm ISO 16750-3 ist Teil der umfassenderen ISO 16750-Reihe, die verschiedene Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und elektrische Belastungen abdeckt. Sie ist in der Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung für:

• Gewährleistung der Haltbarkeit: Durch die Festlegung strenger mechanischer Belastungstests wird sichergestellt, dass die Komponenten den für Automobilumgebungen typischen Vibrationen und Stößen standhalten.
• Verbesserung der Sicherheit: Zuverlässige elektrische und elektronische Systeme sind für die Fahrzeugsicherheit von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen und Elektrofahrzeugen.
• Standardisierung von Tests: Bietet einen weltweit anerkannten Rahmen, der es Herstellern ermöglicht, Komponenten konsistent zu entwerfen und zu testen, wodurch die Variabilität reduziert und die Qualität verbessert wird.
• Unterstützung von Innovationen: Aktualisierungen des Standards gewährleisten die Kompatibilität mit neuen Technologien und spiegeln die zunehmende Komplexität moderner Fahrzeuge, einschließlich Elektro- und Hybridsystemen, wider.

Die in der Norm ISO 16750-3 definierten grundlegenden Testmethoden sind:

• Vibrationsprüfung: Ziel dieser Prüfung ist es, die Widerstandsfähigkeit der Komponente gegenüber kontinuierlichen oder zeitweiligen Vibrationen durch Motorbetrieb, Straßenbedingungen oder Fahrzeugdynamik zu bewerten. Zu den Testmethoden gehören:
  • Zufällige Vibration: Simuliert zufällige Vibrationen unter realen Fahrbedingungen. Die Norm gibt Frequenzbereiche, Beschleunigungsstufen und Testdauern in Abhängigkeit von der Einbaulage der Komponente (z. B. gefederte oder ungefederte Massen) vor.
  • Sinusförmige Vibration: Testet die Reaktion der Komponente auf sinusförmige Vibrationen, normalerweise mithilfe von gewobbelten Sinuswellen über einen bestimmten Frequenzbereich.
  • Prüfparameter: Parameter wie Beschleunigung, Frequenzbereich und Dauer werden je nach Einbaulage (z. B. karosserie- oder motormontierte Bauteile) eingestellt.

Bei den Tests werden unterschiedliche Vibrationsprofile angewendet, je nachdem, ob die Komponente an der Karosserie, am Fahrgestell oder am Motor montiert ist. Dies spiegelt die unterschiedliche Intensität der Vibrationen in diesen Bereichen wider.

• Mechanische Stoßprüfung: Ziel dieser Prüfung ist es, die Widerstandsfähigkeit der Komponente gegenüber plötzlichen Stößen, wie z. B. Schlaglöchern, Bodenschwellen oder anderen plötzlichen Ereignissen, zu bewerten. Die Prüfmethoden waren:
  • Stoßprüfung: Dabei wird die Komponente kontrollierten Stößen ausgesetzt, typischerweise gemäß IEC 60068-2-27. Bei der Prüfung wird eine festgelegte Anzahl von Stößen mit einer festgelegten Spitzenbeschleunigung und Dauer angewendet.
  • Falltest: Bei Komponenten, die bei der Handhabung oder Montage Belastungen ausgesetzt sein können, kann ein Falltest durchgeführt werden, um versehentliches Fallenlassen zu simulieren.

Schocktests werden individuell an den Einbauort des Bauteils und die zu erwartende Stoßbelastung angepasst. Bei Bauteilen an ungefederten Massen (z. B. Rädern oder Achsen) sind sie strenger.

• Freifalltest: Dieser Test simuliert die mechanische Belastung einer Komponente beim Transport, der Montage oder Wartung. Dabei wird die Komponente aus einer festgelegten Höhe auf eine harte Oberfläche fallen gelassen, typischerweise gemäß IEC 60068-2-31. Anzahl und Richtung der Fallversuche hängen von der Konstruktion und dem Verwendungszweck der Komponente ab. Dieser Test eignet sich vor allem für tragbare oder abnehmbare Komponenten.
• Mechanische Belastungsprüfung für bestimmte Einbauorte: Ziel dieser Prüfung ist es, mechanische Belastungen zu erfassen, die für den Einbauort des Bauteils spezifisch sind, wie z. B. Wärmeausdehnung, Montagekräfte oder Wechselwirkungen mit benachbarten Bauteilen. Zu den Prüfmethoden gehören:
  • Statische Belastungsprüfung: Wendet eine konstante mechanische Kraft an, um die durch das Gewicht der Baugruppe oder des Fahrzeugs verursachten Belastungen zu simulieren.
  • Dynamische Belastungstests: Simuliert zyklische Belastungen oder dynamische Wechselwirkungen wie Wärmeausdehnung oder Komponentenbewegung.

Die Tests werden auf die jeweilige Umgebung zugeschnitten (z. B. sind Motorraumkomponenten höheren thermischen und Vibrationsbelastungen ausgesetzt als Kabinenkomponenten).

• Kombinierte Umweltprüfung: Zweck dieser Prüfung ist die Bewertung der Komponentenleistung unter kombinierten mechanischen und Umweltbelastungen (z. B. Vibrationen in Kombination mit Temperaturschwankungen). Obwohl sich diese Prüfmethode auf mechanische Belastungen konzentriert, kann sie auf kombinierte Prüfungen aus anderen Teilen der ISO 16750-Reihe verweisen, um reale Bedingungen genauer zu simulieren. Diese Prüfung wird angewendet, wenn Komponenten gleichzeitig mechanischen und thermischen Belastungen standhalten sollen.

Daher spielt die Norm ISO 16750-3 eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit elektrischer und elektronischer Komponenten in Straßenfahrzeugen, da sie mechanische Belastungen berücksichtigt. Umfassende Testprotokolle und Anforderungen unterstützen Hersteller bei der Herstellung robuster Komponenten, die den rauen Bedingungen im Fahrzeugeinsatz standhalten. Mit dem Fortschritt der Automobiltechnologie entwickelt sich diese Norm kontinuierlich weiter und unterstützt das Streben der Branche nach Innovation und Qualität.

Unsere Organisation, die seit vielen Jahren tätig ist und die globalen Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt, verfügt über ein Team erfahrener Fachkräfte und eine breite Infrastruktur, um Tests, Messungen und Analysen in einer Vielzahl von Bereichen für Unternehmen aller Branchen durchzuführen. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm ISO 16750-3 Straßenfahrzeuge – Umweltbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 3: Mechanische Belastungen an.