新能源汽車用金屬基厚膜加熱元件征求意見稿

1T/CASMEXXXX—2024新能源汽車用金屬基厚膜加熱元件本文件規(guī)定了新能源汽車用金屬基厚膜加熱元件的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸、貯存。本文件適用于新能源汽車液體加熱器的金屬基厚膜加熱元件的設(shè)計(jì)、制造與檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)A：低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)B：高溫GB/T5729電子設(shè)備用固定電阻器第1部分：總規(guī)范GB/T28046.5道路車輛電氣及電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)第5部分：化學(xué)負(fù)荷GB/T28204家用和類似用途膜狀電熱元件GB/T39631新能源汽車空調(diào)壓縮機(jī)用伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)通用規(guī)范ASTMD5470薄型熱導(dǎo)性固體電工絕緣材料傳熱性的試驗(yàn)方法（StandardTestMethodsforThermalTransmissionPropertiesofThinThermallyConductiveSolidElectricalInsulationMaterials）IPC-TM-650測(cè)試方法手冊(cè)（TestMethodsManual）ISO16232道路車輛部件和系統(tǒng)的清潔度（Roadvehicles-Cleanlinessofcomponentsandsystems）3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1新能源汽車newenergyvehicles采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的車。[來源：GB/T39631-2020]3.2金屬基厚膜加熱元件metalbasedthickfilmheatingelements采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)在基材上印刷絕緣層、電阻層、電極層、隔離層等材料，通過高溫?zé)Y(jié)而成的加熱元件。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1金屬基厚膜加熱元件結(jié)構(gòu)示意圖3.3基材substrate2T/CASMEXXXX—2024厚膜的載體，起到支撐和導(dǎo)熱的作用，材料為不銹鋼。3.4絕緣層insulatinglayer印刷于基材上，起到電氣絕緣的作用，材料為玻璃陶瓷類。3.5電阻層resistivelayer印刷于絕緣層上，起發(fā)熱的作用，材料為導(dǎo)電金屬和玻璃陶瓷類的混合物。3.6電極層electrodelayer印刷于絕緣層上，起導(dǎo)通和連接電路、引出電極的作用，材料為銀基金屬。3.7隔離層protectivelayer印刷于電阻層和電極層上，起表層絕緣、防止電阻層氧化、防止潮氣破壞的作用，材料為玻璃陶瓷類。3.8冷態(tài)電阻coldresistance金屬基厚膜加熱元件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境要求下的電阻。3.9電阻溫度系數(shù)temperaturecoefficientofresistance兩個(gè)規(guī)定溫度之間的阻值相對(duì)變化除以產(chǎn)生這個(gè)變化的溫度之差，單位為ppm/℃,它反映了電阻隨溫度變化的敏感程度。4技術(shù)要求4.1工作條件金屬基厚膜加熱元件工作條件如下：a)工作電壓范圍：DC100V～DC1000V；b)工作環(huán)境溫度：-40℃~120℃;c)存儲(chǔ)環(huán)境溫度：-40℃~125℃;d)海拔高度范圍：≤5000m。4.2標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境要求試驗(yàn)項(xiàng)目如無特殊測(cè)試要求，按如下測(cè)試環(huán)境要求進(jìn)行：a)環(huán)境溫度：23±5℃;b)環(huán)境濕度：50±25%RH。4.3外觀及尺寸4.3.1外觀a)產(chǎn)品外觀無磕碰、損傷、銳邊、毛刺等；b)表面清潔，不得有油污等污漬；c)膜層電路清晰完整，無劃傷、缺損等缺陷；d)標(biāo)識(shí)清晰可見。4.3.2尺寸金屬基厚膜加熱元件的尺寸和公差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，裝配的尺寸和公差要求應(yīng)在圖紙中注明。4.4性能4.4.1冷態(tài)電阻冷態(tài)電阻應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求值。3T/CASMEXXXX—20244.4.2絕緣電阻絕緣電阻應(yīng)大于100MΩ。4.4.3電氣強(qiáng)度試驗(yàn)過程中無閃絡(luò)和擊穿，泄漏電流小于0.2mA。4.4.4電阻溫度系數(shù)電阻溫度系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求值。4.4.5熱分布（發(fā)熱均勻性）試驗(yàn)后，每個(gè)加熱區(qū)域的最高溫度和平均溫度的差值小于20℃~40℃,所有加熱區(qū)域的最高溫度的最大值和最小值的差值小于10℃~20℃。4.4.6焊盤拉力焊盤拉力大于100N。4.4.7膜厚a)在400V工作電壓平臺(tái)下：——絕緣層：大于90um（參考值——電阻層：大于10um（參考值——電極層：大于10um（參考值——隔離層：大于40um（參考值）。b)在800V工作電壓平臺(tái)下：——絕緣層：大于120um（參考值——電阻層：大于10um（參考值）；——電極層：大于10um（參考值）；——隔離層：大于40um（參考值）。4.5可靠性4.5.1加速壽命試驗(yàn)后，冷態(tài)電阻、絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.2高濕度耐久試驗(yàn)后，冷態(tài)電阻和絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.3冷熱沖擊試驗(yàn)后，產(chǎn)品無變形，膜層不脫落，冷態(tài)電阻、絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.4耐高溫存儲(chǔ)試驗(yàn)后，冷態(tài)電阻和絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.5耐低溫存儲(chǔ)試驗(yàn)后，冷態(tài)電阻和絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.6耐化學(xué)試劑試驗(yàn)后，產(chǎn)品表面無明顯銹蝕，冷態(tài)電阻和絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。4.5.7清潔度產(chǎn)品金屬粒子尺寸≤400um，纖維粒子尺寸≤2mm。4T/CASMEXXXX—20245試驗(yàn)方法5.1外觀5.1.1在明亮的燈光下，產(chǎn)品距離眼睛約40cm，四個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)45°。5.1.2按照從上往下，從左往右的原則，目視產(chǎn)品各個(gè)部位的外觀狀態(tài)。5.2尺寸選用合格的儀器、量具，按照產(chǎn)品圖紙對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢查。5.3冷態(tài)電阻將產(chǎn)品放置在測(cè)試臺(tái)上，使用電阻測(cè)試儀器測(cè)量產(chǎn)品的冷態(tài)電阻。5.4絕緣電阻5.4.1設(shè)計(jì)階段將產(chǎn)品放置在測(cè)試臺(tái)上，對(duì)所有電極短接，對(duì)基板以不低于300V/s的升壓速率升至測(cè)試電壓，持續(xù)60s?！?00V＜Umax≤500V，DC500V；——500V＜Umax≤1000V，DC1000V；——Umax＞1000V，根據(jù)供需雙方確定測(cè)試電壓。5.4.2量產(chǎn)階段：將產(chǎn)品放置在測(cè)試臺(tái)上，對(duì)所有電極短接，對(duì)基板以不低于300V/s的升壓速率升至測(cè)試電壓，持——100V＜Umax≤500V，DC500V；——500V＜Umax≤1000V，DC1000V；——Umax＞1000V，根據(jù)供需雙方確定測(cè)試電壓。5.5電氣強(qiáng)度5.5.1設(shè)計(jì)階段將產(chǎn)品放置在測(cè)試臺(tái)上，對(duì)所有電極短接，對(duì)基板以不低于300V/s的升壓速率升至測(cè)試電壓，持——在400V工作電壓平臺(tái)下，DC3000V；——在800V工作電壓平臺(tái)下，DC4000。5.5.2量產(chǎn)階段將產(chǎn)品放置在測(cè)試臺(tái)上，對(duì)所有電極短接，對(duì)基板以不低于300V/s的升壓速率升至測(cè)試電壓，持在400V工作電壓平臺(tái)下，DC3000V；在800V工作電壓平臺(tái)下，DC4000。5.6電阻溫度系數(shù)將樣品放入恒溫箱中，將溫度分別控制在-40℃、25℃、125℃、175℃等不同的溫度值（具體溫度需根據(jù)設(shè)計(jì)要求確認(rèn)使用電阻測(cè)試儀測(cè)量產(chǎn)品在各個(gè)溫度下的電阻值并記錄；計(jì)算出樣品在以上溫度的電阻溫度系數(shù)值。計(jì)算方法見公式1：5T/CASMEXXXX—2024式中：TCR——為產(chǎn)品的電阻溫度系數(shù)，單位是ppm/℃;R1——為T1溫度時(shí)的電阻值，單位是Ω;R2——為T2溫度時(shí)的電阻值，單位是Ω;T1——為兩者中較低的溫度，單位是℃;T2——為兩者中較高的溫度，單位是℃。5.7熱分布（發(fā)熱均勻性）將產(chǎn)品通一定的電壓和功率（根據(jù)設(shè)計(jì)要求確認(rèn)電壓和功率以不低于50℃/s的速率升至某個(gè)最高溫度（100℃~200℃)時(shí)，記錄此時(shí)刻的熱分布照片，計(jì)算出每個(gè)加熱區(qū)域的最高溫度和平均溫度，進(jìn)行溫差計(jì)算。5.8焊盤拉力按照IPC-TM-6502.4.1.2要求進(jìn)行焊盤拉力測(cè)試，記錄拉脫力數(shù)據(jù)。5.9膜厚將產(chǎn)品進(jìn)行切割和鑲嵌，并磨拋截面至平整光滑，金相顯微鏡觀測(cè)倍數(shù)設(shè)置200倍，觀測(cè)截面左極端位置、中間位置以及右極端位置。5.10加速壽命試驗(yàn)步驟如下：a)將產(chǎn)品焊接好導(dǎo)線后安裝于客戶產(chǎn)品的仿形工裝上，通乙二醇水溶液，流量為5～10L/min；b)若產(chǎn)品的額定功率密度大于等于67W/cm2，調(diào)整輸入電壓使產(chǎn)品功率密度為100～120W/cm2；若產(chǎn)品的額定功率密度小于67W/cm2，則調(diào)整輸入電壓使產(chǎn)品功率密度為1.5倍的額定功率密度；c)當(dāng)產(chǎn)品表面溫度到達(dá)300℃~350℃時(shí)斷電，冷卻至100℃~150℃,再次通電。此過程為一個(gè)循環(huán)；d)運(yùn)行30000個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)等效為1h壽命，測(cè)量產(chǎn)品的冷態(tài)電阻和絕緣電阻。5.11高濕度耐久試驗(yàn)步驟如下：a)將產(chǎn)品所有電極短接并涂上絕緣硅膠；b)將恒溫恒濕箱的參數(shù)設(shè)置為：溫度50℃~70℃,濕度85%RH～93%RH；c)將產(chǎn)品放入恒溫恒濕箱中，確認(rèn)并記錄溫度值、濕度值、絕緣電阻值；d)在此環(huán)境下測(cè)試1600h，每隔24h測(cè)量一次絕緣電阻。5.12冷熱沖擊試驗(yàn)步驟如下：a)將產(chǎn)品放入250℃~300℃的高溫爐中加熱1h，取出后立刻放入冰水混合物中冷卻；b)按照以上a）流程將產(chǎn)品測(cè)試50次后，測(cè)量產(chǎn)品的冷態(tài)電阻和絕緣電阻。5.13耐高溫存儲(chǔ)將產(chǎn)品放入溫度為125℃的恒溫箱內(nèi)保溫48h，恢復(fù)常溫后放置2h，測(cè)量產(chǎn)品的冷態(tài)電阻及絕緣電阻。5.14耐低溫存儲(chǔ)將產(chǎn)品放入溫度為-40℃的恒溫箱內(nèi)保溫48h，恢復(fù)常溫后放置2h，測(cè)量產(chǎn)品的冷態(tài)電阻及絕緣電阻。5.15耐化學(xué)試劑6T/CASMEXXXX—2024按照GB/T28046.5要求，將冷卻液（50%乙二醇+50%水）涂抹于產(chǎn)品表面，持續(xù)時(shí)間24h。5.16清潔度按照ISO16232要求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行清洗、過濾、烘干、稱重及雜質(zhì)分析。6檢驗(yàn)規(guī)則6.1檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)，各類檢驗(yàn)應(yīng)按表1規(guī)定的檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行。表1檢驗(yàn)項(xiàng)目123456781√√2√3√4√5√6數(shù)√7√8√9√- ---- 6.2出廠檢驗(yàn)產(chǎn)品在出廠前必須按規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)，經(jīng)制造廠質(zhì)量檢驗(yàn)部門檢驗(yàn)合格并簽發(fā)產(chǎn)品合格證后方可出廠。6.3型式試驗(yàn)制造廠在下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)。a)新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)的試制定制鑒定；b)正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝有較大改變而可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；c)停產(chǎn)一年以上、恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；d)出廠試驗(yàn)結(jié)果與上次型式試驗(yàn)結(jié)果有較大差異時(shí)；e)質(zhì)量部門提出型式試驗(yàn)的要求時(shí)。7標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存7.1標(biāo)志零件上應(yīng)標(biāo)明：企業(yè)代號(hào)、零件號(hào)、產(chǎn)品追溯碼。如客戶有具體要求，則需根據(jù)客戶要求布置標(biāo)貼格式。對(duì)于精確追溯的零件，按圖紙或相關(guān)技術(shù)信息的要求，在零件上添加二維碼，且符合對(duì)產(chǎn)品二維碼的格式、位置等要求（在圖紙或其它技術(shù)文件中詳細(xì)規(guī)定）。7.2包裝7T/CASMEXXXX—2024產(chǎn)品表面不允許有殘留物、沉積物、碎屑、潤滑脂或機(jī)油。7.2.1包裝箱內(nèi)應(yīng)有以下文件：a)裝箱單：注明產(chǎn)品數(shù)量及裝箱日期；b)產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證；c)出廠檢驗(yàn)報(bào)告。7.2.2包裝箱外壁應(yīng)有下列文字和標(biāo)記：a)用戶（訂貨方）；b)產(chǎn)品名稱；c)產(chǎn)品零件號(hào)；d)廠