原標題：電動汽車車載充電機OBC遇到凝露問題，該如何解決

迪龍科技/迪龍新能源

本文通過對電動汽車在冬季使用時出現(xiàn)的偶發(fā)功能失效問題，進行分析排查并鎖定問題根源，針對問題起因提出了解決方法并對試驗驗證方法進行優(yōu)化。

一、問題的排查分析

車輛在冬季出現(xiàn)多起偶發(fā)充電指示燈誤點亮現(xiàn)象，故障發(fā)生后很快恢復且無法復現(xiàn)，對故障車輛及故障件多次測試，未有復現(xiàn)。針對故障問題，對插槍信號檢測的技術方案進行分析排查，全面排查可能產(chǎn)生失效的原因，結果如圖1所示。

對軟件進行分析：插槍信號只通過BATMCU_CC_ET和單片機的AD采樣口連接，在軟件發(fā)生異常導致AD采樣阻抗值配置異常，同時車載充電機需要在喚醒條件下，才有可能導致CC阻抗低，這種情況概率極低。

生產(chǎn)制造方面：SMT加工造成電容C232或電阻R332阻抗變低，考慮到失效模塊分布在不同的生產(chǎn)周期，這種情況可能性非常低。插槍檢測信號除了車載充電機進行處理外，整車上無其他零部件使用該信號，排除其他控制器產(chǎn)生的干擾。

外部信號電纜問題：插槍檢測信號在整車上經(jīng)過比較長的線纜連接，造成阻抗異常，此情況需要進一步排查分析。信號端口存在污染離子遷移等造成插槍信號和相鄰的CP信號之間阻抗變小，由于CP信號通過2.7K電阻接地，從而造成插槍信號對地阻抗變小，此情況也需要做進一步的排查。

通過以上對技術方案及故障現(xiàn)象的分析，排查重點是外部信號電纜問題及信號端口異常造成的阻抗變化。

隨后針對故障車輛在時間檢測現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在剪掉充電機與慢充口關聯(lián)的線束時故障依然存在，由此排除外部信號電纜的影響。

問題定位到充電機及連接插件上，進一步對充電機內(nèi)部信號進行測量分析，確認為充電機內(nèi)部信號板端子之間阻抗異常。

對故障件的信號板進行切片分析，結果顯示PCB無過孔問題等異常。

QC/T895—2011對低溫工作的溫度要求為-20℃、高溫工作的溫度要求是85℃，鑒于問題的不復現(xiàn)情況，對5臺故障件進行加嚴要求的長時間不間斷持續(xù)高低溫循環(huán)試驗（循環(huán)溫度-40～85℃，滿載），監(jiān)測整個過程中車載充電機的工作狀態(tài)。

其中有一臺在累計試驗18天后問題復現(xiàn)，將該臺試驗件拆解后發(fā)現(xiàn)異常件信號焊點之間產(chǎn)生導電物質(zhì)。

對導電物質(zhì)做EDS分析，其主要成分是Sn（35.48%）、Cu（23.83%），從物質(zhì)成分推斷導電物質(zhì)來源自異常信號處的焊盤。

從上述模擬試驗結果分析，低溫滿載工作時車載充電機內(nèi)外形成溫差后，在溫度較低的信號端子形成水珠，通電后發(fā)生電離，導致金屬物質(zhì)遷移，進而造成管腳之間阻值變化的偶發(fā)現(xiàn)象。

二、原因分析

當空氣中的水蒸氣達到飽和時，在溫度相對較低的物體上會發(fā)生凝結的現(xiàn)象。

如果空氣的濕度保持不變，空氣溫度降低，達到一定值時，空氣的濕度會達到飽和，如溫度繼續(xù)降低，空氣中的水分就會析出，這種現(xiàn)象稱為“凝露”。

保持空氣中的含濕量及大氣壓力不變的情況下，達到99%空氣相對濕度的溫度稱露點溫度。

當環(huán)境溫度快速變化時，受到殼體熱傳導的阻滯作用，產(chǎn)品的內(nèi)部空間與外部環(huán)境形成溫度差，高濕氣體會經(jīng)過透氣閥、密封口等結構流動，稱為“呼吸”作用。

環(huán)境溫度降低過程中，當產(chǎn)品內(nèi)部空間溫度高于外部環(huán)境溫度時，在產(chǎn)品殼體的內(nèi)壁會發(fā)生冷凝，隨重力作用冷凝水將在樣品內(nèi)部積聚或吸附，如開孔、密封口等結構處。

通過高低溫試驗測試車載充電機內(nèi)外部溫差，試驗條件：車載充電機置于溫度箱中，滿載輸出，溫箱溫度分別設置為50℃、-7℃、-35℃，測試時環(huán)境相對濕度為45%，記錄各采樣點溫度，如表1所示。

分析表1中低溫-35℃時的溫度采樣數(shù)據(jù)，可見車載充電機內(nèi)部信號端子周圍環(huán)境溫度約為19℃、信號端子針腳焊點處溫度約為5℃。

通過查表2可知當前條件露點溫度為7℃，信號端子針腳焊點處滿足凝露條件，因此在車載充電機內(nèi)部信號端子的針腳焊點處（表1采樣點3處）會產(chǎn)生凝露。

通過以上理論分析及實際測試數(shù)據(jù)，確認車載充電機內(nèi)部信號端子的管腳焊點處會產(chǎn)生凝露。

由于此處在設計開發(fā)階段未考慮到凝露影響，未進行防護處理，實際使用中由于凝露導致相鄰焊腳處發(fā)生阻抗變化，造成功能失效。

三、解決方法

針對車載充電機的凝露問題，提出快速有效的解決措施并細化試驗驗證方法。

3.1 解決措施

設計上排查：除了信號板，其他電路板模塊都有進行三防漆防護，因此主要是考慮信號板凝露問題的解決。

凝露現(xiàn)象是在車載充電機信號端子PIN針和PIN針焊腳處產(chǎn)生，導致相鄰管腳處有短路風險。

實施的有效措施是對信號板的焊盤處進行點膠（見圖2），避免凝露對產(chǎn)品性能及功能產(chǎn)生影響。

3.2 試驗驗證方法優(yōu)化

產(chǎn)品開發(fā)時的試驗驗證階段，未有專門針對凝露問題的試驗，以下通過細化環(huán)境試驗方法，提出專門針對凝露問題驗證的系列試驗。

通過進行相關的氣候負荷試驗，模擬產(chǎn)品所承受的自然環(huán)境條件和誘發(fā)環(huán)境條件，以評價產(chǎn)品在實際使用、運輸和貯存等過程中不同環(huán)境條件下的性能及可靠性，對采取措施后的車載充電機進行以下試驗，驗證措施有效性。

3.2.1 低溫工作試驗

低溫工作試驗按標準ISO16750-4:2010中5.1.1的要求進行。

溫箱設置為-40±2℃，輸入電壓設置為下限U2、額定U1和上限U3，輸出為額定負載的條件下共工作24h，如圖3所示，功能狀態(tài)應達到ISO16750-1:2012定義的。

3.2.2 溫度/濕度組合試驗

溫度/濕度組合試驗是一項加速氣候試驗，通過在高濕的情況下改變溫度條件，在試驗樣品的殼體內(nèi)外造成溫度變化和溫度差，測試試驗樣品在“呼吸”作用下導致的缺陷。

按照標準GB/T2423.34—2012[4]的要求進行，試驗由10個子循環(huán)構成，每個24h，其中前9次循環(huán)中的5個循環(huán)適用于有低溫暴露過程的溫濕度循環(huán)，其余的4次循環(huán)適用于無低溫暴露過程的溫濕度循環(huán)。

在子循環(huán)過程中，當循環(huán)溫度達到時，試驗樣品應帶電運行，同時要求控制在典型模式下進行功能測試，在試驗中和試驗之后，試驗樣品的全部功能都要滿足設計要求。

3.2.3 凝露試驗

試驗樣品在完成上述溫濕度循環(huán)試驗的基礎上，接線來需進行凝露試驗。

凝露試驗按照標準ISO16750-4：2010中5.6.2.4的要求進行，試驗要求進一步嚴苛，主要考核試驗樣品在凝露-工作負荷下的適應性，定義溫度和濕度曲線近似車輛環(huán)境實際運行產(chǎn)生凝露的效果。

凝露試驗循環(huán)如圖4所示，進行5個試驗循環(huán)，在試驗中，試驗樣品應按ISO16750-1:2012規(guī)定的工作模式2.1工作，試驗結束后，試驗樣品功能狀態(tài)應符合ISO16750-1定義的B級。

3.2.4 高溫耐久可靠性試驗

按如下工況進行測試：額定輸入條件、滿載輸出、環(huán)境溫度70℃、水溫65℃、持續(xù)工作1000h，功能狀態(tài)應達到ISO16750-1:2012定義的。

按照上述試驗要求，對4臺經(jīng)過信號板點膠處理的車載充電機進行試驗，試驗結果符合要求，未發(fā)生因凝露導致的功能異常，試驗樣品全部功能符合要求，按照本文所述方案實施后，產(chǎn)品功能正常，故障未再發(fā)生。

四、結束語（生產(chǎn)廠家推薦）

汽車使用環(huán)境較為嚴酷，汽車電子產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生凝露現(xiàn)象時，可能導致電路板受潮、變形斷路、積水漏電等，引起絕緣強度下降、內(nèi)部信號短路，造成顯性或隱性的電路故障。

汽車電子產(chǎn)品的可靠性，直接關系到整車的安全和可靠性。

在設計階段，設計方案應充分考慮散熱均勻，對產(chǎn)品內(nèi)部的電路板、接插件等電路應進行三防處理（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)品驗證試驗階段，需綜合考慮產(chǎn)品的工作條件，嚴格進行配合凝露的相關試驗，驗證環(huán)境適應。

為了滿足車載充電機OBC產(chǎn)品的可靠性，迪龍新能源科技河北有限公司深耕研發(fā)和創(chuàng)新。

研發(fā)生產(chǎn)出高效率、高功率密度、可靠性高、穩(wěn)定性高的車載充電機產(chǎn)品，并已實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

迪龍新能源OBC產(chǎn)品采用基板生產(chǎn)工藝，加強了產(chǎn)品的可靠性，并且進行一體化灌封，加強了防腐、防潮、防震、防凝露性能，防水防塵等級IP67，滿足軍標要求。

迪龍新能源是一家專注于OBC車載充電機、車載DC/DC變換器、車載電源集成產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的企業(yè)，投資并建成了汽車級IATF16949體系認證的標準化專業(yè)工廠，擁有全自動化貼裝焊接工藝以及全自動化檢測、老化等工藝。

公司在生產(chǎn)過程中嚴格選用車規(guī)級器件，并采用全數(shù)字LLC諧振調(diào)頻技術，使車載充電機OBC產(chǎn)品滿載效率達到95%，擁有高功率密度、工作可靠、體積小、質(zhì)量輕、安全性高、壽命長、易于安裝…等核心優(yōu)勢，深受國內(nèi)外客戶的認可。

在國內(nèi)車載充電機制造商中，迪龍新能源完成了質(zhì)量管理體系*、IATF16949認證、歐盟CE產(chǎn)品認證，分別從質(zhì)量管理體系的專業(yè)性和產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性這兩個方面保證了為整車廠提供高標準的車載充電機產(chǎn)品。