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汽車車載OBC凝露問題處理及試驗(yàn)方法

本文經(jīng)過對電動(dòng)轎車在冬季運(yùn)用時(shí)出現(xiàn)的偶發(fā)功用失效問題，進(jìn)行分析排查并確定問題根源，針對問題原因提出了處理方法并對試驗(yàn)驗(yàn)證方法進(jìn)行優(yōu)化。

1、問題的排查分析

車輛在冬季出現(xiàn)多起偶發(fā)充電指示燈誤點(diǎn)亮現(xiàn)象，缺點(diǎn)產(chǎn)生后很快康復(fù)且無法復(fù)現(xiàn)；對缺點(diǎn)車輛及缺點(diǎn)件多次測驗(yàn)，未有復(fù)現(xiàn)。針對缺點(diǎn)問題，對插槍信號檢測的技術(shù)方案進(jìn)行分析排查，多方面排查或許產(chǎn)生失效的原因。

2）對軟件進(jìn)行分析：插槍信號只經(jīng)過BATM? CU_CC_ET和單片機(jī)的AD采樣口聯(lián)接，在軟件產(chǎn)生失常導(dǎo)致AD采樣阻抗值配備失常，一同車載充電機(jī)需求在喚醒條件下，才有或許導(dǎo)致CC阻抗低。這種情況概率極低。

3）出產(chǎn)制作方面：SMT加工構(gòu)成電容C232或電阻R332阻抗變低，考慮到失效模塊散布在不同的出產(chǎn)周期，這種情況或許性較低。

4）插槍檢測信號除了車載充電機(jī)進(jìn)行處理外，整車上無其他零部件運(yùn)用該信號，掃除其他控制器產(chǎn)生的煩擾。

5）外部信號電纜問題：插槍檢測信號在整車上經(jīng)過比較長的線纜聯(lián)接，構(gòu)成阻抗失常。此情況需求進(jìn)一步排查分析。

6）信號端口存在污染離子搬家等構(gòu)成插槍信號和相鄰的CP信號之間阻抗變小，由于CP信號經(jīng)過2.7K電阻接地，然后構(gòu)成插槍信號對地阻抗變小。此情況也需求做進(jìn)一步的排查。

經(jīng)過以上對技術(shù)方案及缺點(diǎn)現(xiàn)象的分析，排查是外部信號電纜問題及信號端口失常構(gòu)成的阻抗改動(dòng)。隨后針對缺點(diǎn)車輛在一時(shí)間檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在剪掉充電機(jī)與慢充口相關(guān)的線束時(shí)缺點(diǎn)依然存在，由此掃除外部信號電纜的影響。問題定位到充電機(jī)及聯(lián)接插件上；進(jìn)一步對充電機(jī)內(nèi)部信號進(jìn)行測量分析，承認(rèn)為充電機(jī)內(nèi)部信號板端子之間阻抗失常。

對缺點(diǎn)件的信號板進(jìn)行切片分析，作用顯示PCB無過孔問題等失常。QC/T895—2011對低溫作業(yè)的溫度要求為-20℃、高溫作業(yè)的溫度要求是85℃，鑒于問題的不復(fù)現(xiàn)情況，對5臺缺點(diǎn)件進(jìn)行加嚴(yán)要求的長期不間斷持續(xù)高低溫循環(huán)試驗(yàn)（循環(huán)溫度-40～85℃，滿載），監(jiān)測整個(gè)進(jìn)程中車載充電機(jī)的作業(yè)情況。其間有一臺在累計(jì)試驗(yàn)18天后問題復(fù)現(xiàn)。將該臺試驗(yàn)件拆解后發(fā)現(xiàn)失常件信號焊點(diǎn)之間產(chǎn)生導(dǎo)電物質(zhì)。對導(dǎo)電物質(zhì)做EDS分析，其首要成分是Sn（35.48%）、Cu（23.83%）。從物質(zhì)成分揣度導(dǎo)電物質(zhì)來歷自失常信號處的焊盤。從上述仿照試驗(yàn)作用分析，低溫滿載作業(yè)時(shí)車載充電機(jī)表里構(gòu)成溫差后，在溫度較低的信號端子構(gòu)成水珠，通電后產(chǎn)生電離，導(dǎo)致金屬物質(zhì)搬家，從而構(gòu)成管腳之間阻值改動(dòng)的偶發(fā)現(xiàn)象。

2、原因分析

當(dāng)空氣中的水蒸氣抵達(dá)豐滿時(shí)，在溫度相對較低的物體上會產(chǎn)生凝結(jié)的現(xiàn)象。假如空氣的jue對濕度堅(jiān)持不變，空氣溫度下降，抵達(dá)必定值時(shí)，空氣的濕度會抵達(dá)豐滿，如溫度持續(xù)下降，空氣中的水分就會分出，這種現(xiàn)象稱為“凝露”。堅(jiān)持空氣中的含濕量及大氣壓力不變的情況下，抵達(dá)%空氣相對濕度的溫度稱露點(diǎn)溫度。

當(dāng)環(huán)境溫度快速改動(dòng)時(shí)，遭到殼體熱傳導(dǎo)的阻滯作用，產(chǎn)品的內(nèi)部空間與外部環(huán)境構(gòu)成溫度差，高濕氣領(lǐng)會經(jīng)過透氣閥、密封口等結(jié)構(gòu)活動(dòng)，稱為“呼吸”作用。環(huán)境溫度下降進(jìn)程中，當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部空間溫度高于外部環(huán)境溫度時(shí)，在產(chǎn)品殼體的內(nèi)壁會產(chǎn)生冷凝，隨重力作用冷凝水將在樣品內(nèi)部積累或吸附，如開孔、密封口等結(jié)構(gòu)處。

經(jīng)過高低溫試驗(yàn)測驗(yàn)車載充電機(jī)表里部溫差。試驗(yàn)條件：車載充電機(jī)置于溫度箱中，滿載輸出，溫箱溫度分別設(shè)置為50℃、-7℃、-35℃，測驗(yàn)時(shí)環(huán)境相對濕度為45%。記載各采樣點(diǎn)溫度，如表1所示。

不同相對濕度與環(huán)境溫度下的露點(diǎn)溫度對照如表2所示。分析表1中低溫-35℃時(shí)的溫度采樣數(shù)據(jù)，可見車載充電機(jī)內(nèi)部信號端子周圍環(huán)境溫度約為19℃、信號端子針腳焊點(diǎn)處溫度約為5℃。經(jīng)過查表2可知其時(shí)條件露點(diǎn)溫度為7℃，信號端子針腳焊點(diǎn)處滿足凝露條件，因而在車載充電機(jī)內(nèi)部信號端子的針腳焊點(diǎn)處（表1采樣點(diǎn)3處）會產(chǎn)生凝露。

經(jīng)過以上理論分析及實(shí)踐測驗(yàn)數(shù)據(jù)，承認(rèn)車載充電機(jī)內(nèi)部信號端子的管腳焊點(diǎn)處會產(chǎn)生凝露。由于此處在規(guī)劃開發(fā)階段未考慮到凝露影響，未進(jìn)行防護(hù)處理，實(shí)踐運(yùn)用中由于凝露導(dǎo)致相鄰焊腳處產(chǎn)生阻抗改動(dòng)，構(gòu)成功用失效。

3、處理方法

針對車載充電機(jī)的凝露問題，提出快速有用的處理方法并細(xì)化試驗(yàn)驗(yàn)證方法。

3.1處理方法

規(guī)劃上排查：除了信號板，其他電路板模塊都有進(jìn)行三防漆防護(hù)，因而首要是考慮信號板凝露問題的處理。由于本產(chǎn)品現(xiàn)已量產(chǎn)，對結(jié)構(gòu)規(guī)劃等進(jìn)行更改觸及本錢增加，改動(dòng)周期長，因而從避免凝露構(gòu)成損害的方向考慮。

凝露現(xiàn)象是在車載充電機(jī)信號端子PIN針和PIN針焊腳處產(chǎn)生，導(dǎo)致相鄰管腳處有短路風(fēng)險(xiǎn)。施行的有用方法是對信號板的焊盤處進(jìn)行點(diǎn)膠，避免凝露對產(chǎn)品性能及功用產(chǎn)生影響。

3.2試驗(yàn)驗(yàn)證方法優(yōu)化

產(chǎn)品開發(fā)時(shí)的試驗(yàn)驗(yàn)證階段，未有專門針對凝露問題的試驗(yàn)。以下經(jīng)過細(xì)化環(huán)境試驗(yàn)方法，提出專門針對凝露問題驗(yàn)證的系列試驗(yàn)。經(jīng)過進(jìn)行相關(guān)的氣候負(fù)荷試驗(yàn)，仿照產(chǎn)品所承受的天然環(huán)境條件和誘發(fā)環(huán)境條件，以點(diǎn)評產(chǎn)品在實(shí)踐運(yùn)用、運(yùn)送和儲存等進(jìn)程中不同環(huán)境條件下的性能及可靠性。對采用方法后的車載充電機(jī)進(jìn)行以下試驗(yàn)，驗(yàn)證方法有用性。

3.2.1低溫作業(yè)試驗(yàn)

低溫作業(yè)試驗(yàn)按標(biāo)準(zhǔn)ISO16750-4：2010中5.1.1的要求進(jìn)行。溫箱設(shè)置為-40±2℃，輸入電壓設(shè)置為下限U2、額外U1和上限U3，輸出為額外負(fù)載的條件下共作業(yè)24h。功用情況應(yīng)抵達(dá)ISO16750-1：2012定義的A級。

3.2.2溫度/濕度組合試驗(yàn)

溫度/濕度組合試驗(yàn)是一項(xiàng)加快氣候試驗(yàn)，經(jīng)過在高濕的情況下改動(dòng)溫度條件，在試驗(yàn)樣品的殼體表里構(gòu)成溫度改動(dòng)和溫度差，測驗(yàn)試驗(yàn)樣品在“呼吸”作用下導(dǎo)致的缺點(diǎn)。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T2423.34—2012[4]的要求進(jìn)行，試驗(yàn)由10個(gè)子循環(huán)構(gòu)成，每個(gè)24h。其間前9次循環(huán)中的5個(gè)循環(huán)適用于有低溫露出進(jìn)程的溫濕度循環(huán)，其余的4次循環(huán)適用于無低溫露出進(jìn)程的溫濕度循環(huán)。在子循環(huán)進(jìn)程中，當(dāng)大循環(huán)溫度抵達(dá)時(shí)，試驗(yàn)樣品應(yīng)帶電運(yùn)轉(zhuǎn)，一同要求控制在典型形式下進(jìn)行功用測驗(yàn)。在試驗(yàn)中和試驗(yàn)之后，試驗(yàn)樣品的全部功用都要滿足規(guī)劃要求。

3.2.3凝露試驗(yàn)

試驗(yàn)樣品在完成上述溫濕度循環(huán)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，接線來需進(jìn)行凝露試驗(yàn)。

凝露試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)ISO16750-4：2010中5.6.2.4的要求進(jìn)行，試驗(yàn)要求進(jìn)一步嚴(yán)苛，首要查核試驗(yàn)樣品在凝露-作業(yè)負(fù)荷下的習(xí)氣性。定義溫度和濕度曲線近似車輛環(huán)境實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生凝露的作用。

凝露試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行5個(gè)試驗(yàn)循環(huán)。在試驗(yàn)中，試驗(yàn)樣品應(yīng)按ISO16750-1：2012規(guī)則的作業(yè)形式2.1作業(yè)。試驗(yàn)結(jié)束后，試驗(yàn)樣品功用情況應(yīng)契合ISO16750-1定義的B級。

3.2.4高溫耐久可靠性試驗(yàn)

按如下工況進(jìn)行測驗(yàn)：額外輸入條件，滿載輸出，環(huán)境溫度70℃，水溫65℃，持續(xù)作業(yè)1000h。功用情況應(yīng)抵達(dá)ISO16750-1：2012定義的A級。按照上述試驗(yàn)要求，對4臺經(jīng)過信號板點(diǎn)膠處理的車載充電機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)作用契合要求，未產(chǎn)生因凝露導(dǎo)致的功用失常，試驗(yàn)樣品全部功用契合要求。按照本文所述方案施行后，產(chǎn)品功用正常，缺點(diǎn)未再產(chǎn)生。

4、結(jié)束語

轎車運(yùn)用環(huán)境較為嚴(yán)酷，轎車電子產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生凝露現(xiàn)象時(shí)，或許導(dǎo)致電路板受潮、變形斷路、積水漏電等，引起絕緣強(qiáng)度下降、內(nèi)部信號短路，構(gòu)成顯性或隱性的電路缺點(diǎn)。轎車電子產(chǎn)品的可靠性，直接關(guān)系到整車的安全和可靠性。

在規(guī)劃階段，規(guī)劃方案應(yīng)能考慮散熱均勻，對產(chǎn)品內(nèi)部的電路板、接插件等電路應(yīng)進(jìn)行三防處理（防潮濕，防霉變，防鹽霧），避免凝露現(xiàn)象對產(chǎn)品的影響。在產(chǎn)品驗(yàn)證試驗(yàn)階段，需歸納考慮產(chǎn)品的作業(yè)條件，嚴(yán)厲進(jìn)行配合凝露的相關(guān)試驗(yàn)，驗(yàn)證環(huán)境習(xí)氣。

本文有汽車凝露試驗(yàn)儀器設(shè)備廠家提供。

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