鉅大LARGE | 點擊量:1377次 | 2018年08月26日
IP67有效性之電池箱的平衡防爆
最近,與幾位朋友聊到PACK中的平衡防爆,就討論了其在IP67中的意義。由下圖可看出,平衡防爆在IP67設(shè)計和IP67的有效性中,是很重要的一個環(huán)節(jié),這里我們就這塊內(nèi)容做一些交流。
首先,我們來看兩個參數(shù):
從圖中不難看出,當(dāng)高度低于1500米時,大氣壓幾乎呈線性降低,每100米大約降低11mbar,即每10米大于降低1.1mbar;
從上面數(shù)據(jù)可以明確的看出,溫度和海拔對氣壓的影響很大。而IP67設(shè)計恰恰對氣壓也很敏感,甚至說氣壓對IP67有很致命影響。
為什么這樣講呢?
在前面文章中,我們對彈性單元做了一些分析,我們知道現(xiàn)有的IP67設(shè)計中,主要有壓力式密封和粘接力式密封,這兩種密封方式做驗證時,都是以承受一定的壓力值不失效來判定是否OK。
此外,IP67的標(biāo)準(zhǔn)測試方法也是:浸泡在1M水深下,半小時后,功能正常來判定IP67是否合格;而在這個標(biāo)準(zhǔn)測試當(dāng)中,1M的水深,轉(zhuǎn)化為壓力值為:10kPa。
平衡閥工作原理
當(dāng)然也許會有人想,把PACK放在一個恒溫恒壓的房間不就可以了。確實,這樣是可以對平衡防爆這塊不做太多要求,但我們應(yīng)該清楚,我們的PACK是會面臨非常多的復(fù)雜工況。并且在電動汽車的測試中,有一項三高測試(高溫、高濕、高海拔),直接對IP67有效性(氣壓平衡)提出了明確要求。還有UN38.3等等。
上面嘮叨了這么多,主要想說明的一點就是,氣壓平衡功能對IP67設(shè)計很重要。
有人也許迷糊了,明明是平衡防爆,為啥只有氣壓平衡的事?別急,下面我們來對這兩個概念來區(qū)分下,平衡防爆應(yīng)該是兩個概念,即:氣壓平衡和防爆。
氣壓平衡主要針對的是:環(huán)境對PACK的影響而設(shè)置的一個功能,例如溫度、海拔等。這個功能不是一個新出現(xiàn)的功能,在傳統(tǒng)汽車上有很廣泛的應(yīng)用,例如:汽車大燈也有平衡閥。
防爆,在PACK設(shè)計中是一個比較新的詞眼,它主要防護的是PACK系統(tǒng)內(nèi)部電池在極端情況下能量釋放。
初聽防爆這個詞,我們第一反應(yīng)可能是防爆警察手持的防爆盾牌,或者是拆彈專家的防爆服(本人比較喜歡看槍戰(zhàn)片),這一類的防爆主要是使用隔離的作用來進行防護。
而在PACK設(shè)計中,由于考慮到PACK系統(tǒng)的比能量,我們勢必不可能把電池箱做成防爆箱(做成防爆箱,重量和強度可能是數(shù)十倍的增加)。因此,我們需要從另外的角度來考慮。例如,即使爆炸,也不會造成人員的傷害、不會加劇爆炸的程度、還可以控制爆破的方向。
現(xiàn)有的設(shè)計中,防爆閥的功能主要是從泄壓(降低內(nèi)部氣壓、減小爆炸程度)、定向泄放氣體(防爆閥的安裝位置)來實現(xiàn)防爆功能。
從上面防爆閥功能實現(xiàn)方式,可以看出防爆閥的工作方式跟平衡閥的工作方式有些類似(疏通氣壓),所以就有了防爆平衡功能二合一的可能——平衡防爆閥(爆破前實現(xiàn)平衡功能,爆破后實現(xiàn)泄壓功能)。
另外,平衡防爆閥的選用有一些主要的參數(shù)需要考慮,例如:透氣量、爆破壓力、爆破后的透氣量等。這些參數(shù)需要根據(jù)多方面的參數(shù)來考慮,有:箱體內(nèi)部自由空氣體積大小、電芯的產(chǎn)氣量、箱體自身的爆破壓力等。
最后,談下平衡防爆閥安裝原則,主要在于:選擇在殼體強度最薄弱位置、泄放的氣體不能進入乘客艙、排出的高溫高壓氣體應(yīng)能避開整車關(guān)鍵部件等。