- 文中所引有文章、拓展阅读、Datasheet、Handbook等公开资料已归纳整理,详见知识星球
导语:2020年4月,海关总署通报了两起进口车自燃事件,事情最终导致奥迪召回了近40万辆车,损失惨重。事故的根本原因来自于我们今天讨论的凝露问题。(原谅我做了次标题党,目的是希望引起大家对防凝露设计的重视,事件详细可见第2部分)
本篇文章就围绕第3点"凝露"展开,具体包括下面几部分:
01
什么是凝露?
凝露:当空气中的水汽含量不变,随着环境温度的下降,空气的湿度逐渐升高。当温度下降到一定程度时,空气中的水汽能达到饱和状态,即空气湿度为100%。若环境温度继续下降,开始出现空气中过饱和的水汽凝结水析出的现象称为凝露。出现“凝露”的温度称为凝露温度简称为“露点” 。
用一张图片简单解释下,下图表达了凝露点、温度和相对湿度(相对湿度与绝对湿度的含义可自行百度)的关系。
不同温度湿度与露点关系图
25℃,60%相对湿度时,露点温度为17℃,露点温度与空气温度相差8℃ 25℃,80%相对湿度时,露点温度为21.5℃,露点温度与空气温度相差3.5℃
可以看到,温度不变,湿度增加的情况下,湿度越高凝露点温度与空气温度温差越小,更容易产生凝露现象。
1.3 凝露点-大气压力关系
02
电动汽车中凝露的危害?
案例1:2020年4月,海关总署通报了两起进口车自燃事件,调查显示:问题原因为启动电机的内部短路。更进一步的消息显示:根本原因:在于启动电机的逆变器工艺缺陷,内部存在微小的气孔,湿气在气孔聚集,凝露为液态水,导致逆变器内部电子元件发生电解短路,进而导致启动发动机内部局部发热严重,最坏的情况是引起车辆起火。这个事情最终也导致奥迪召回了近40万辆车,损失严重。
奥迪车召回公告
案例2:某车型在实际使用过程中,冬季出现多次偶发充电指示灯误点亮的现象,故障发生后很快恢复且无法复现,对故障车辆及故障件多次测试,未有复现。经过各种模式试验发现,低温满载工作时OBC内外形成温差后,在温度较低的信号端子形成水珠,通电后发生电离,导致金属物质迁移,进而造成管脚之间阻值变化的偶发现象。
1. 凝露易导致材料的腐蚀,如果叠加电压的持续作用,容易引起电化学腐蚀,芯片及各种半导体材料的击穿失效
2. 使绝缘电阻降低甚至破坏,容易导致元件短路、爆炸
3. 电气元件持续在高湿度环境下,会降低产品的寿命
03
电驱动系统凝露试验的参考标准和测试方法
3.1 参考标准
通过前面的介绍我们知道,产生凝露主要需要两个条件:
空气相对湿度达到100%的温差
湿度的持续供应
3.2 试验方法
因潮湿引起的电气故障,例如,电路板因潮湿产生的泄漏电流; 壳内潮气流动的“呼吸”效应,即系统/部件壳内空气温度下降时,外部高湿气体被吸入。
其中,t为时间,min;Y为相对湿度,%;T为温度,℃;a为开始降温;b为升温结束;c为温湿度建议值;d为冷凝;e为干燥;f为一个循环。
04 防凝露设计的理论与试验研究
(知识星球中发布)
06 如何对通气塞的设计选型
(知识星球中发布)
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[参考文献] - 已上传知识星球
[1] 华为DriveONE电驱动系统荣获“电驱动关键技术突破奖”-华为数字能源 (huawei.com)
[2] Kim, W.-K.; Steger, F.; Kotak, B.; Knudsen, P.V.R.; Girgsdies, U.; Schweiger, H.-G. Water Condensation in Traction Battery Systems. Energies 2019, 12, 1171.
[3] Liebl, J. Der Antrieb von morgen. In Protection for HV Battery Systems—Humidity Control; SpringerFachmedien Wiesbaden: Wiesbaden, Germany, 2017; Volume 3, pp. 4–10.
[4] ISO 16750 Road Vehicles - Environmental Conditions and Testing for Electrical and Electronic Equipment
[5] GB/T 18488.1-2015 电动汽车用电机及其控制器
[6] GB/T 18488.1-202X 电动汽车用电机及其控制器
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