電氣產(chǎn)品在使用過程中，由于電流通過某些元件產(chǎn)生的熱量，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度升高。如果設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在高溫狀態(tài)下工作，可能會(huì)降低絕緣材料的性能，增加電擊、燙傷或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)備內(nèi)部的高溫還可能影響產(chǎn)品性能，導(dǎo)致絕緣等級(jí)下降或增加不穩(wěn)定性。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行溫升試驗(yàn)是確保產(chǎn)品安全穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)。

溫升試驗(yàn)定義

溫升試驗(yàn)是一種評(píng)估電子電氣設(shè)備在運(yùn)行中各部件相對(duì)于環(huán)境溫度升高情況的測(cè)試。這種測(cè)試對(duì)于新產(chǎn)品或在生產(chǎn)工藝、主要部件材料有重大變更，以及損耗值超出標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品都是必要的。

溫升試驗(yàn)的目的

溫升試驗(yàn)旨在評(píng)估電器產(chǎn)品及其部件在溫度變化下的工作適應(yīng)性，確保產(chǎn)品在實(shí)際使用中的安全性和可靠性。它有助于檢測(cè)產(chǎn)品是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并評(píng)估產(chǎn)品在溫度變化條件下的耐久性和可靠性。

溫升測(cè)試方法

溫升測(cè)試主要有兩種方法：熱電偶法和電阻法。

1. 熱電偶法：通過將熱電偶粘貼在設(shè)備部件表面，測(cè)量并計(jì)算出部件的溫升。在應(yīng)用此方法時(shí)，需要考慮熱電偶、溫度測(cè)量?jī)x器、膠黏劑、測(cè)試環(huán)境條件以及測(cè)試工程師操作水平等因素，以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性。

2. 電阻法：利用電機(jī)繞組電阻值隨溫度上升而增加的特性，通過測(cè)量電阻值來確定溫度。這種方法適用于電機(jī)等設(shè)備的溫升測(cè)試。

溫升測(cè)試流程

1. 確定受測(cè)元器件：選擇需要測(cè)試的設(shè)備部件。

2. 安裝熱電偶：將熱電偶粘貼到受測(cè)元器件上。

3. 設(shè)備運(yùn)行：將設(shè)備運(yùn)行在額定電壓和頻率的上限，輸出負(fù)載調(diào)整到要求的大小。

4. 達(dá)到熱平衡：讓設(shè)備持續(xù)工作，直到達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

5. 記錄數(shù)據(jù)：記錄熱電偶的讀數(shù)，以評(píng)估溫升情況。

溫升試驗(yàn)案例

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，蓄電池控制單元（Battery Control Unit, BCU）作為電池管理系統(tǒng)的核心部件，其安全性和可靠性至關(guān)重要。在實(shí)際使用中，BCU可能會(huì)面臨高壓過流的極端工況，例如電池組短路或充電設(shè)備故障，導(dǎo)致電流異常升高。這種情況下，BCU內(nèi)部的元器件會(huì)因電流過大而產(chǎn)生大量熱量，可能導(dǎo)致溫度急劇上升，進(jìn)而影響其性能和壽命，甚至引發(fā)安全隱患。

為了驗(yàn)證BCU在高壓過流情況下的耐受能力和保護(hù)機(jī)制，進(jìn)行高壓過流升溫試驗(yàn)是必不可少的環(huán)節(jié)。該試驗(yàn)通過模擬實(shí)際工況中的過流情況，評(píng)估BCU的溫升特性、過流保護(hù)功能以及元器件的耐高溫性能。試驗(yàn)過程中，通常會(huì)采用熱電偶法對(duì)BCU內(nèi)部關(guān)鍵元器件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保其在極端條件下的穩(wěn)定性和安全性。

圖 1 熱電偶布位

實(shí)驗(yàn)過程：

1. 熱電偶法：在BCU內(nèi)部關(guān)鍵元器件表面安裝熱電偶，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化。
2. 模擬過流工況：通過外部設(shè)備模擬高壓過流情況，逐步充放電，觀察BCU的響應(yīng)和保護(hù)機(jī)制。
3. 記錄與分析：記錄試驗(yàn)過程中的溫度數(shù)據(jù)，分析BCU的溫升特性和保護(hù)功能的可靠性。

圖2 充電回路溫度曲線

試驗(yàn)結(jié)果：

1. 樣品外觀結(jié)構(gòu)完好，無變形、無開裂等現(xiàn)象。 
2. 試驗(yàn)后溫升＜55℃。 
3. 試驗(yàn)中及試驗(yàn)后樣件通訊無異常，功能正常。

國(guó)高材分析測(cè)試中心為客戶提供電工電子產(chǎn)品全生命周期測(cè)試，涵蓋環(huán)境適應(yīng)性（極端溫濕度、鹽霧、振動(dòng)）、電性能（高壓絕緣、溫升試驗(yàn)）、材料可靠性（阻燃、老化）及新能源專項(xiàng)測(cè)試（動(dòng)力蓄電池溫升、BMS驗(yàn)證）等核心領(lǐng)域。中心擁有CNAS/CMA權(quán)威資質(zhì)，配備高精度溫測(cè)系統(tǒng)、大電流加載設(shè)備及步入式環(huán)境箱，可精準(zhǔn)模擬高壓過流、極端充放電等嚴(yán)苛工況。能夠?yàn)楦黝愲娮与娖鳟a(chǎn)品提供全面的溫升試驗(yàn)服務(wù)，確保產(chǎn)品在安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)運(yùn)行，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。