原创 汽车进水电池的影响及改进措施

2021-7-27 07:12 791 7 3 分类: 汽车电子

最近看到新闻,多地受到大雨的影响,人民的损失非常的严重,从交通路面上来看,很多汽车都被水淹了,根据驾驶人员的常识,汽车进水之后,车辆需要进行较大的维修,因为由于水位较高,车内的大部分都浸泡在水中,当水侵入电路系统之后,相应的电路会遭到短路破坏由于水是一种溶剂,在大自然的环境中,很容易受到一些矿物质的入,从而形成较好的导电性能,当水附着在暴露的电路中时,导体会使电源不按电路中的电路设计而走,最终导致一些器件受到过高的电压或者不正常的驱动控制信号,造成电路器件的损坏,整个零部件的功能失效。
所以从整个电路设计上来看,当到进水情况时,这种场景下,最主要的破坏是来自于水的导电影响,而外界的水情况是无法控制的(整体已经防水除外),所以需要通过改进电路系统的设计来提高产品的可靠性。由于这种场景是小概率的事件,所以很多汽车并不会针对于防水方面提出特别高的要求,很多汽车的设计并不针对泡水情况,往往需要驾驶人员在下雨前或涉水前进行车辆转移或自评估水深来避免风险的发生,只有那些用于水面水陆两栖的汽车,在这方面会有较多的设计考虑,从整体的结构设计方面就去改善车辆的防水性。这种整体防水性提高的成本是非常高昂的,所以会导致整个汽车价格上升,许多对于平常日用的家庭轿车而言,这种改进并不是顾客特别关注的点,因而车厂较少会去设置额外的防水设计。
随着车辆的电力化,电池有比较传统的铅蓄电池,也有新型的电池12伏电池转变为锂电池,电池的功率总量也不断提升,单个电池的价格也增加很多,车上电池的成本占整个车的比重也提高到了较高的水平,所以电池成为车上一个非常重要的成本组成部分好,如何保护好电池成了一个有价值的考虑问题。通过增加相应的保护,避免电池因为涉水或者由于浸泡造成的电池损坏故障,或者是引发车辆的重大安全问题,这种保护还是值得投入的。另外方面,新能源汽车的电压系统会达到>400伏,如果发生涉水或进水电源泄露的情况,>400伏对周围的人体造成严重伤害,所以电池的问题也是一个不得不考虑的问题。另外一方面,新能源车的电池,尽管有一定的防水设计,但是这种防水等级只是控制在30分钟,水深也只有在一米左右情况,所以如果遇到涉水的情况使用,短时的通过应该是没有问题的,但是对于在积水情况下面造成停车,或是这种车辆多长时间超过一个晚上泡在水里面,是否能支撑得住就不好讲了。从保护地域上来讲的话,现在车辆停的位置还是会有一些随意性的,特别是在低洼处停车的话,低洼位置汇聚了,来自四面八方的积水,是较容易产生这种泡水的问题,如果从电子产品的寿命角度考虑,如果可以增加防水性,则可以保住这个车辆成本中较大的电池组件。
传统的燃油车的12伏电压系统而言,由于电压低,不会造成人员的触电风险,所以电池部分的防水考虑基本上是不做的。但是如果综合整车的电路电器系统而考虑,在涉水故障的情况下,断开电池的电源系统对于保护后端的整车电池零部件而言是有帮助的,可以避免因为电器短路造成其他零部件内部的损,用俗话讲,就是剩下的零部件,你把它洗干净,晾干还能接着用。这块成本如果可以保存下来的话,可以避免很大一块的费用支出。尽管目前这款的风险是由保险公司支付的,从资源节约的角度来讲的话,这个话题还是可以考虑一下。
对于传统的铅蓄电池而言,基本上现在都采用了全封闭的设计,整个浸泡在水中,并不会直接造成物理结工厂的损坏,但是由于水是良好的溶剂,容易溶解一些电解质,从而形成导体,因而最大的一个损坏在于电池的过放电,当持续浸泡在水中,电池的电持续的释放电压会逐步下降,直至电池亏电,最终导致电池不可逆的损坏。所以要解决这个问题,其实也很简单,只要在电池的某一上面做好防水,在水的过程中,延迟一段时间进行断开,从而使放电的回路断开,无法造成亏电,放电就可以了。或是使用人为使能断电的方法,在离开车后,按一下电池断电的开关,使受防水保护的电极与外部电路断开,避免后续的侵水大范围通电损失。

新能源车中的大容量电池在侵水的情况下还有一个较大的风险就是电解水产生氢气与氧气,由于电池电压高,电解水的速率也很快,而使易爆气体迅速积聚,在有火花的情况下产生爆炸,造成严重的破坏。所以新能源电池采用上面提到的断开电极的方法可以避免这种风险的发生。而新能源车的电池体积较大,电池本身不像12V铅蓄电池由塑料外壳铸成,所以电池本身的防水设计与验证是要考虑的,通常目前也只是做到7级左右的防水,可以防护一下压力与时间的水侵入,但不能长时间或深水浸泡。新能源电池做防水主要的难点在于体积较大,即使外面做了防护进水,个别位置漏了就还是侵水的结果,而电池一般于车底,行使过程中损坏可能性较大,防护失效概率高,成本也高,所以要做好这块还是要花大功夫的。

作者: youreneet, 来源:面包板社区

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