新能源汽车高压配电系统防水测试方法及参数研究

2020-06-02任昌敏王雪峰

装备维修技术 2020年23期

任昌敏王雪峰

摘要：高压配电系统的防水性能对于新能源汽车的安全性是非常重要的，由于是高电压工作，高压配电系统一旦发生漏水，容易造成短路，导致自燃，影响的生命财产安全。我司生产的新能源汽车高压配电系统包括：高压配电箱、高压线束、充电模式二，这三类产品都需要进行气密性测试，达到相应的防水性能，如IPX7防等级，俗称防水测试。传统防水测试属于效率低、人为因素影响大，故研究高效率的防水测试方法及参数优化，对新能源公司产品设计、验证、生产、检测等重要环节意义重大。

关键词：防水;新能源汽车;高压配电系统;气密;测试

1 高压配电系统关键部件防水重要性

随着我们技术的不断进步，新能源电动轿车出现。新能源纯电动汽车的高压系统电压最高可达500多伏，所以对高压线缆的防护性有很高的要求。新能源汽车的安全性是影响行业发展的一个重要因素，在其出厂前，需要对关键部件进行包括密封性能测试在内的多种测试。高压配电系统防水性能对于整个新能源汽车安全性至关重要，如发生不同程度渗水，发生电气短路引起自燃、电控失灵等重大安全事故。

2 防水等级介绍和对应测试气压

2.1防水等级介绍

防护等级采用国际电工委员会（IEC）推荐的IPXX等级标准，不同的安装场所，等级是不一样的。在等级标准中，XX是两位数字，第一位表示产品对固体的防护等级，第二位表示对液体的防护等级。固体防护等级有7个等级，用0-6表示;液体防护等级有9个等级，用0-8分别表示。

2.2 IPXX防水等级对应参考气压

根据IPX7实验条件，测试水深为1M，对应参考压强为9.8Kpa，计算如下：P=pgh（p是液体密度，单位kg/m?，g=9.8n/kg，h为高度，单位m）

P=1000*9.8*1=9800pa=9.8kpa;

3 防水性能与气密性等效实验方法介绍

3.1防水与气密等效实验方法介绍

本次等效实验方法以上汽配电箱样本，依据标准GB4208 《外壳防护等级（IP代码）》和我司的上汽配电箱的大小，IPX7测试方法：将样品浸入1m水深，保持30min。判定条件是：无渗水影响。

1m深的水换算成样品承受的压力值为10kPa。由于气体分子比水分子小，故可推断10kPa为测试时充气气压的最小值。

气密与防水等效性验证方法：

1）气密性测试预期值：充气压力30kPa，充气30s，平衡40s，测试30s。判定标准：差压值≤200Pa为合格（参考将样品浸入水中，对样品持续充气，样品无气泡冒出）。

2）防水试验：测试合格样品按照GB 4208进行IPX7试验。判定标准：无水进入样品。测试结果一致。说明气密性检测参数合理。

4 气密性测试方法及原理的介绍

4.1按检测方式方法可做以下区分：

目前比较普遍的检测方法有正压和负压两种方式，而正压和负压的测试方法主要区别是在用负压通过对真空室抽空，使检测的产品形成压差，而正压是通过充进一定的压力进行检测。

4.2气密性测试工作原理介绍：

压降法顾名思义，通过等量进气、稳压、检测、通过检测气体压力、体积的变化由精密测试仪PLC经过一系列的采样、计算、分析从而得出其泄漏速率、泄漏值等，根据这些数据，做出判断OK或NG。原理：在密閉的工件腔体内通入一定压力一定体积的气体，然后断开部件的压缩空气供给（阀门关闭），静止一段时间使其压力稳定，经过既定的测量时间过后测量压力变化。如果存在泄漏，传感压力就会下降。

5 气密性测试参数确定及优化

5.1气密性测试参数

5.1.1泄漏率

工件的泄漏率实际上就是工件的允许泄漏量。工件的泄漏率取决工件的材料、结构及实际工况条件。

5.1.2测试压力

通常泄漏率都要参考给定的测试压力，而测试压力都是参照工件实际工况条件确定的。高压配电箱等效压力计算，一般测试气压为30Kpa。

5.1.3充气时间

充气时压缩空气由受压状态进入一个密闭容器后，会引起系列的热力学、动力学变化，其压力会发生降低，标准容器与被测工件内的压力会存在显著的差异，当充气压力或测试容积增加时，这种充气引起的压力变化会更加明显。

1.4平衡时间

由于充气效应的存在，在充气与检测之间增加一段平衡时间是必要的，平衡时间的长短需要根据具体的测量对象来确定。

1.5检测时间

由于泄漏产生的压力降在测试压力附近近似的与时间成正比，可以测量出在一定时间内差压的变化值，进而计算泄漏量的大小。