ISO 16750-4 Straßenfahrzeuge – Umweltbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 4: Klimatische Belastungen

Die Norm „ISO 16750-4 Straßenfahrzeuge – Umweltbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 4: Klimatische Belastungen“ 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 Prüfungen und Anforderungen für bestimmte Montageorte am oder im Fahrzeug. Diese Norm beschreibt klimatische Belastungen. Diese Norm gilt jedoch nicht für die Umweltanforderungen oder Prüfungen von Systemen und Komponenten für Motorräder und Mopeds.

Die Normenreihe ISO 16750 ist ein international anerkannter Normensatz, der die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit elektrischer und elektronischer Systeme in Straßenfahrzeugen sicherstellen soll. Diese Norm konzentriert sich insbesondere auf die klimatischen Belastungen, denen Fahrzeugelektronik während ihres gesamten Lebenszyklus ausgesetzt sein kann. ISO 16750-4 ist für Hersteller von entscheidender Bedeutung, um den zuverlässigen Betrieb von Komponenten, einschließlich derer in elektrischen Antriebssystemen, unter verschiedenen Umgebungsbedingungen sicherzustellen.

Die Norm ISO 16750-4 gilt für elektrische und elektronische Systeme und Komponenten in Straßenfahrzeugen, einschließlich solcher mit maximalen Betriebsspannungen der Spannungsklasse B (in der Regel bis zu 1000 Volt Gleichstrom oder 707 Volt Wechselstrom). Diese Norm identifiziert potenzielle Umweltbelastungen im Zusammenhang mit klimatischen Bedingungen und legt Prüfungen und Anforderungen fest, die auf die spezifischen Montageorte von Komponenten im oder am Fahrzeug zugeschnitten sind. Diese Norm gilt nicht für Motorräder und Mopeds, und Komponenten, die vor Veröffentlichung der Norm in Produktion oder Entwicklung waren, können vom Anwendungsbereich der aktualisierten Anforderungen ausgenommen sein.

Diese Norm befasst sich mit klimatischen Belastungen wie extremen Temperaturen, Feuchtigkeit, Thermoschock und anderen Umweltfaktoren, die die Leistung oder Haltbarkeit elektronischer Systeme beeinträchtigen können.

Diese Norm bietet eine umfassende Reihe von Tests zur Simulation der realen klimatischen Bedingungen, denen Automobilelektronik ausgesetzt sein kann. Wie in der Norm beschrieben, lauten die wichtigsten Testkategorien und -ziele wie folgt:

• Tests bei konstanter Temperatur:
  • Niedertemperaturtests:
    • Lagertest: Simuliert die Einwirkung niedriger Temperaturen ohne elektrischen Betrieb (z. B. während des Transports). Mögliche Ausfallarten sind Ausfälle aufgrund unzureichender Frostbeständigkeit, wie z. B. das Einfrieren des Kühlmittels.
    • Betriebstest: Bewertet die Leistung bei niedrigen Temperaturen während des elektrischen Betriebs und erkennt Probleme wie Kondensatorausfälle aufgrund des Einfrierens von Elektrolyten.
  • Hochtemperaturtests:
    • Lagertest: Bewertet die Hitzebeständigkeit unter Nichtbetriebsbedingungen, wie z. B. das Verziehen von Kunststoffgehäusen.
    • Funktionsprüfung: Prüfung auf elektrische Fehler, die durch hohe Temperaturen verursacht werden, wie etwa die thermische Verschlechterung von Komponenten.
• Temperaturstufentest: Dieser Test prüft in kleinen Temperaturbereichen auf mechanische oder elektrische Fehler und stellt sicher, dass Komponenten reibungslos zwischen den Betriebsarten wechseln können.
• Temperaturwechseltests
  • Temperaturzyklen mit festgelegter Änderungsrate: Erkennt elektrische Fehler durch Simulation von Temperaturschwankungen während des Betriebs, beispielsweise Änderungen der Umgebungsbedingungen.
  • Schnelle Temperaturänderung: Ein beschleunigter Test, der mehrere langsame Temperaturzyklen mit höheren Temperaturänderungsraten simuliert und mechanische oder elektrische Fehler aufgrund von Materialrissen oder Dichtungsfehlern erkennt.
• Kaltwasserschocktests:
  • Spritzwassertest: Simuliert einen Thermoschock durch kaltes Spritzwasser auf heiße Bauteile, beispielsweise beim Fahren auf nassen Straßen im Winter. Mögliche Fehlerursachen sind mechanische Risse oder Dichtungsversagen.
  • Wasserimmersionstest: Testet die Widerstandsfähigkeit von Komponenten gegen das Eindringen von Wasser im Falle eines Eintauchens, anwendbar auf Teile in spritzwassergefährdeten Bereichen.
• Salzsprühtests: Diese Tests bewerten die Beständigkeit gegen Enteisungsmittel und Salzwasser, die bei winterlichen Straßenverhältnissen üblich sind:
  • Korrosionsprüfung: Bewertet die Korrosionsbeständigkeit des Materials und der Beschichtung.
  • Dichtheits- und Funktionsprüfung: Prüft auf elektrische Störungen, die durch eindringendes Salzwasser verursacht werden.
  • Aktive Salzsprühnebelprüfung: Wird verwendet, um Korrosion während des Betriebs zu simulieren, insbesondere bei rotierenden Maschinen mit offenem Gehäuse wie z. B. Lichtmaschinen.
  • Salzsprühnebel-Kombizyklusprüfung und zyklische Korrosionsprüfung: Simuliert reale Korrosion unter unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen.
• Feuchte Wärme und zyklische Tests:
  • Zyklische Prüfung mit feuchter Hitze: Simuliert zyklisch hohe Luftfeuchtigkeit und prüft auf elektrische Fehler, die durch Streuströme oder Korrosion verursacht werden.
  • Zusammengesetzter zyklischer Temperatur-/Feuchtigkeitstest: Kombiniert Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, um reale Bedingungen zu simulieren.
  • Tautest: Bewertet die Leistung bei Kondensation, die durch plötzliche Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen verursacht wird, beispielsweise wenn das Fahrzeug aus einer kalten Umgebung in eine warme Garage gebracht wird.
• Feuchte Hitze, Dauertest: Testet Komponenten bei dauerhaft hoher Luftfeuchtigkeit und erkennt Fehler, die durch Leckströme oder Korrosion verursacht werden.
• Kondensationstest: Simuliert Kondensationsszenarien, wie z. B. das Eindringen feuchter Luft in die Kabine eines Kühlfahrzeugs, um durch Feuchtigkeit verursachte elektrische Fehler zu erkennen.
• Korrosionsprüfung mit Mischgasstrom: Bewertet die Beständigkeit gegenüber korrosiven Gasen in verunreinigten Umgebungen, insbesondere bei Steckkontakten und offenen Schaltkontakten, bei denen Fehlerarten wie Leitungskorrosion häufig sind.
• Sonneneinstrahlungsprüfung: Prüft die Beständigkeit von Oberflächenbehandlungen, Beschichtungen und Etiketten für Komponenten, die in sonnenexponierten Bereichen installiert werden, gegenüber langfristiger Sonneneinstrahlung.
• Staubprüfung: Simuliert das Eindringen von Staub durch Temperaturänderungen in Komponentengehäusen und prüft auf elektrische oder mechanische Fehler, die durch Staub auf Kontakten verursacht werden.
• Atmosphärendruckprüfung: Prüft Hochspannungskomponenten (Spannungsklasse B) auf elektrische Entladung bei niedrigem atmosphärischen Druck, um die Haltbarkeit sicherzustellen und Defekte zu erkennen, die die Lebensdauer der Komponenten verkürzen könnten.

Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen, autonomen Fahrsystemen und fortschrittlicher Elektronik ist die Zuverlässigkeit elektrischer und elektronischer Systeme in Kraftfahrzeugen von größter Bedeutung. Die Norm ISO 16750-4 stellt sicher, dass Komponenten rauen klimatischen Bedingungen standhalten – von extremer Kälte bis hin zu großer Hitze, Feuchtigkeit und korrosiven Umgebungen. Diese Norm ist entscheidend für:

• Gewährleistung der Sicherheit: Zuverlässige Elektronik verhindert Fehlfunktionen, die die Fahrzeugsicherheit gefährden könnten.
• Höhere Haltbarkeit: Komponenten, die nach diesem Standard getestet wurden, halten mit größerer Wahrscheinlichkeit die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs.
• Erfüllung gesetzlicher Anforderungen: Die Einhaltung der ISO-Normen wird häufig von Automobilherstellern und Aufsichtsbehörden gefordert.
• Unterstützung von Innovationen: Da Fahrzeuge immer komplexere Elektronik enthalten, wie etwa elektrische Antriebssysteme, gewährleisten umfangreiche Tests die Leistung unter verschiedenen Bedingungen.

Automobilhersteller orientieren sich bei ihren Prüfungen häufig an dieser Norm mit eigenen spezifischen Anforderungen (z. B. VW 80000, Mercedes MBN 10306) und passen die Prüfungen an ihre spezifischen Bedürfnisse an.

Daher spielt die Norm ISO 16750-4 eine entscheidende Rolle bei der Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Automobilelektronik unter verschiedenen klimatischen Belastungen. Durch die Festlegung strenger Prüfmethoden für Temperatur, Feuchtigkeit, Korrosion und andere Umweltfaktoren unterstützt sie Hersteller bei der Herstellung langlebiger und sicherer Komponenten. Da sich die Automobilindustrie mit Elektro- und autonomen Fahrzeugen weiterentwickelt, bleibt die Einhaltung dieser Norm für Innovation und Sicherheit unerlässlich.

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 16750-4 Straßenfahrzeuge – Umweltbedingungen und Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte – Teil 4: Klimabelastungen an.