保護汽車電子設備免受汙物和密封失效的影響

--混合動力和電動汽車電子零部件的防水透氣解決方案

引言：汽(qi)車(che)電(dian)氣(qi)化(hua)正(zheng)在(zai)穩(wen)步(bu)向(xiang)前(qian)發(fa)展(zhan)。無(wu)論(lun)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)內(nei)燃(ran)機(ji)還(hai)是(shi)電(dian)動(dong)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)，在(zai)汽(qi)車(che)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)期(qi)內(nei)為(wei)其(qi)敏(min)感(gan)電(dian)子(zi)零(ling)部(bu)件(jian)提(ti)供(gong)保(bao)護(hu)是(shi)必(bi)不(bu)可(ke)少(shao)的(de)。混(hun)合(he)動(dong)力(li)和(he)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)都(dou)麵(mian)臨(lin)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)
，隻(zhi)有(you)采(cai)用(yong)高(gao)效(xiao)壓(ya)力(li)均(jun)衡(heng)和(he)防(fang)水(shui)透(tou)氣(qi)組(zu)件(jian)，汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)供(gong)應(ying)商(shang)才(cai)有(you)望(wang)應(ying)對(dui)這(zhe)些(xie)挑(tiao)戰(zhan)。

汽車電子零部件易受惡劣環境條件影響。無論是安裝在汽車底盤下還是發動機艙中
，電子零部件（如電動機
、控製單元、傳感器、壓縮機或泵中的電子零部件）都會受到極端溫度波動的影響
，因此必須為其提供保護，防止汙物或液體侵入。滿足最基礎要求的防護等級為IP6k9k，該等級可確保電子設備外殼免受灰塵顆粒物、短時浸沒和蒸汽的影響。

采用內燃機的汽車和采用混合動力電機或電動機的汽車中的電子零部件麵臨著一個共同挑戰：qigongzuowenduyujiaodidewaibuhuanjingwenduzhijiancunzaichayi。bujianzaicheliangyunxingguochengzhonghuishengwen

，ruguocishijiechudaowendujiaodidedaolujianshuihuoxicheshui，tamendewenduhuixunsujiangdi。 zhezhongqingkuanghuizaidianzibujianwaikezhongxingchengjizhidezhenkongxiaoying
，zhishikongqitongguomifengquanjinrubujianzhong。jingguoyiduanshijianhou，zhezhongbuliangdeyalijunhenghuizaimifengquanhemifengzujianzhongchanshengyingli，congerzaochengwuwukeliheyetiqinru
，duidianzibujianchanshengfushizuoyongbingsuoduanqishiyongshouming。dizhanduyetiheqingjiejiyongyucheliangshihuijiajuzhezhongqinruweixian。

電動和混合動力汽車所麵臨的特殊挑戰

混hun合he動dong力li和he電dian動dong汽qi車che的de電dian子zi部bu件jian會hui遭zao遇yu更geng加jia惡e劣lie的de環huan境jing條tiao件jian影ying響xiang。極ji高gao的de工gong作zuo溫wen度du和he更geng大da體ti積ji的de電dian子zi部bu件jian外wai殼ke使shi得de汽qi車che製zhi造zao商shang和he供gong應ying商shang更geng加jia難nan以yi均jun衡heng溫wen度du和he壓ya力li。動dong力li係xi統tong的de敏min感gan電dian子zi零ling部bu件jian，例li如ru電dian動dong機ji、高性能電子部件、充電器、啟動-停車發電機等，必須要耐受極高的溫差和壓差。

其qi原yuan因yin是shi，運yun行xing過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de熱re量liang對dui這zhe些xie敏min感gan的de高gao性xing能neng電dian子zi零ling部bu件jian造zao成cheng的de影ying響xiang要yao超chao過guo它ta們men對dui傳chuan統tong內nei燃ran機ji汽qi車che電dian子zi零ling部bu件jian造zao成cheng的de影ying響xiang。為wei防fang止zhi這zhe些xie高gao性xing能neng電dian子zi部bu件jian因yin極ji端duan溫wen度du波bo動dong而er損sun壞huai，並bing使shi其qi在zai最zui佳jia溫wen度du範fan圍wei內nei工gong作zuo，通tong常chang會hui使shi用yong液ye體ti對dui它ta們men進jin行xing冷leng卻que。但dan這zhe種zhong方fang法fa也ye有you風feng險xian，它ta會hui在zai外wai殼ke中zhong溫wen度du最zui低di點dian形xing成cheng凝ning露lu，腐fu蝕shi電dian子zi部bu件jian，致zhi使shi其qi過guo早zao出chu現xian故gu障zhang。 另一方麵
，例如車輛行駛時接觸低溫濺射水或洗車水造成的溫度突變也會損壞電子設備。

案例分析：均衡逆變器和高壓電池外殼中的壓力

下(xia)麵(mian)的(de)例(li)子(zi)通(tong)過(guo)清(qing)洗(xi)車(che)輛(liang)時(shi)交(jiao)流(liu)逆(ni)變(bian)器(qi)外(wai)殼(ke)中(zhong)的(de)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)來(lai)演(yan)示(shi)這(zhe)一(yi)現(xian)象(xiang)。逆(ni)變(bian)器(qi)可(ke)將(jiang)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)為(wei)交(jiao)流(liu)電(dian)，以(yi)供(gong)電(dian)動(dong)機(ji)使(shi)用(yong)。計(ji)算(suan)的(de)對(dui)象(xiang)是(shi)尺(chi)寸(cun)為(wei)40cm x 20cm x 20cm的外殼（相當於容積為16升）。在本例中
，外殼內部空間的四分之一是空的，這就是說，外殼內包含4升可以自由流動的空氣。車輛運行過程中
，逆變器的溫度可達到70°C。 洗車時，溫度為8°C至10°C的冷水會噴射到汽車底部

，使逆變器在五分鍾內冷卻至40°C，如圖1所示。

圖一

在未采用防水透氣產品的外殼中，這種溫差會造成約90mbar的de真zhen空kong度du。每mei當dang車che輛liang駛shi過guo積ji有you冷leng水shui的de區qu域yu時shi，都dou會hui形xing成cheng這zhe樣yang的de真zhen空kong，真zhen空kong會hui對dui密mi封feng圈quan產chan生sheng極ji大da的de應ying力li，經jing過guo一yi段duan時shi間jian後hou，密mi封feng圈quan將jiang發fa生sheng泄xie漏lou。 其後果是
，清潔劑
、油、huaxuepinheshuidengwuzhijinrunibianqiwaike
，duimingandedianziyuanqijianzaochengsunhuai。jiazhuangfangshuitouqichanpinkeyiquebaozhenkongxiaoyingdedaokuaisujunheng
，erqiehainengconggenbenshangxiaochuyalifengzhi。caiyongfangshuitouqichanpindewaikezhongyalizaiduanduanliufenzhonghoubianhuifuweihuanjingyali。

由於體積原因，混合動力或電動汽車的高壓電池需采用更有效的解決方案來均衡壓力。 這zhe種zhong情qing況kuang下xia的de最zui佳jia方fang法fa是shi選xuan用yong具ju有you極ji高gao透tou氣qi量liang的de防fang水shui透tou氣qi解jie決jue方fang案an。由you於yu電dian池chi隻zhi會hui與yu濺jian射she水shui而er非fei高gao壓ya水shui接jie觸chu，因yin此ci無wu需xu采cai用yong與yu發fa動dong機ji機ji罩zhao內nei組zu件jian一yi樣yang高gao的de防fang護hu等deng級ji。

在本例中，電池外殼的尺寸為100cm x 50cm x 30cm，容積為150升，其中的自由空氣體積為50升。在從奧地利因斯布魯克（海拔570米）到布倫納山口（海拔1370米）的30分鍾車程中，電動汽車向上爬升的標高差為800米。在未采用防水透氣產品的電池上
，這種情況會產生90mbar的正壓
，即使在山口的休息站等待15分鍾後，壓力仍未均衡，這樣就會使密封圈產生永久應力。90mbar的正壓相當於約450kg的壓力作用於麵積為0.5m²的(de)表(biao)麵(mian)
，輕(qing)型(xing)外(wai)殼(ke)無(wu)法(fa)長(chang)時(shi)間(jian)承(cheng)受(shou)這(zhe)樣(yang)的(de)壓(ya)力(li)。盡(jin)管(guan)密(mi)封(feng)圈(quan)的(de)設(she)計(ji)可(ke)以(yi)應(ying)對(dui)高(gao)載(zai)荷(he)，但(dan)這(zhe)種(zhong)極(ji)端(duan)應(ying)力(li)最(zui)終(zhong)會(hui)導(dao)致(zhi)其(qi)失(shi)效(xiao)，致(zhi)使(shi)外(wai)殼(ke)無(wu)法(fa)密(mi)封(feng)。

比上山時在外殼中形成的正壓更危險的是下山時形成的90mbar真(zhen)空(kong)度(du)。為(wei)了(le)均(jun)衡(heng)這(zhe)種(zhong)真(zhen)空(kong)度(du)
，空(kong)氣(qi)會(hui)穿(chuan)過(guo)受(shou)影(ying)響(xiang)的(de)密(mi)封(feng)圈(quan)進(jin)入(ru)外(wai)殼(ke)
，將(jiang)汙(wu)物(wu)顆(ke)粒(li)和(he)液(ye)體(ti)帶(dai)入(ru)其(qi)中(zhong)，從(cong)而(er)在(zai)外(wai)殼(ke)內(nei)形(xing)成(cheng)凝(ning)露(lu)，進(jin)而(er)造(zao)成(cheng)損(sun)害(hai)。在(zai)采(cai)用(yong)防(fang)水(shui)透(tou)氣(qi)產(chan)品(pin)的(de)外(wai)殼(ke)中(zhong)
，隻(zhi)會(hui)產(chan)生(sheng)約(yue)15mbar微不足道的真空度，因而不會對密封圈造成過重的負擔
，並且這種壓差可以在15分鍾的停車休息時間內被完全均衡，如圖2所示。

圖2

適用於混合動力和電動汽車空氣和壓力均衡的透氣膜技術

實現壓力均衡並確保電動機、donglidianzizhuangzhihegaoyadianchizaishiyongshoumingneibaochikekao，jiuyaocaiyonganzhuangtouqimodefangshuitouqijiejuefangan。touqimojishuyunxumibiwaikedekongqijiaohuan，erqiehaikezuzhiyetihewuwukelideqinru。zhengruzaiqianwengaoyadianchishilizhongsuokandaodeqingkuang
，duiyumougetedingyingyongeryan
，touqilianghetoushuiyashijuedingtouqimoxingnengdelianggejibencanshu。touqiliangshizhigeidingshijianhegeidingyachaxiachuanguotouqimodekongqiliang。jiezhutouqiliangkequedingjunhengyachasuoxudeshijian。toushuiyashizhitouqimofashengxielouqianbixuchengshoudezuixiaojingshuiyali。danshi，touqilianghetoushuiyabingfeiweiyidebianliang：耐(nai)溫(wen)性(xing)和(he)耐(nai)化(hua)學(xue)性(xing)也(ye)是(shi)透(tou)氣(qi)膜(mo)組(zu)件(jian)的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)。透(tou)氣(qi)膜(mo)供(gong)應(ying)商(shang)必(bi)須(xu)根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)的(de)防(fang)水(shui)透(tou)氣(qi)應(ying)用(yong)，為(wei)透(tou)氣(qi)膜(mo)選(xuan)擇(ze)最(zui)佳(jia)的(de)性(xing)能(neng)組(zu)合(he)。對(dui)於(yu)需(xu)要(yao)讓(rang)大(da)量(liang)空(kong)氣(qi)快(kuai)速(su)進(jin)出(chu)、而(er)防(fang)護(hu)等(deng)級(ji)又(you)無(wu)需(xu)太(tai)高(gao)的(de)大(da)型(xing)電(dian)池(chi)外(wai)殼(ke)而(er)言(yan)，采(cai)用(yong)透(tou)氣(qi)膜(mo)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)較(jiao)高(gao)的(de)透(tou)氣(qi)量(liang)。而(er)安(an)裝(zhuang)在(zai)發(fa)動(dong)機(ji)機(ji)艙(cang)的(de)電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)外(wai)殼(ke)需(xu)要(yao)經(jing)常(chang)應(ying)對(dui)溫(wen)度(du)峰(feng)值(zhi)，因(yin)此(ci)通(tong)常(chang)應(ying)采(cai)用(yong)耐(nai)溫(wen)性(xing)高(gao)的(de)透(tou)氣(qi)膜(mo)。由(you)於(yu)與(yu)具(ju)體(ti)應(ying)用(yong)相(xiang)關(guan)的(de)挑(tiao)戰(zhan)各(ge)不(bu)相(xiang)同(tong)
，因(yin)此(ci)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)供(gong)應(ying)商(shang)應(ying)與(yu)透(tou)氣(qi)膜(mo)製(zhi)造(zao)商(shang)緊(jin)密(mi)協(xie)作(zuo)
，以(yi)開(kai)發(fa)出(chu)技(ji)術(shu)性(xing)及(ji)經(jing)濟(ji)性(xing)方(fang)麵(mian)最(zui)合(he)適(shi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

汽車透氣產品在混合動力和電動汽車中的應用

對(dui)於(yu)電(dian)動(dong)和(he)混(hun)合(he)動(dong)力(li)汽(qi)車(che)而(er)言(yan)，電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)溫(wen)度(du)管(guan)理(li)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)關(guan)鍵(jian)挑(tiao)戰(zhan)來(lai)自(zi)高(gao)性(xing)能(neng)電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)的(de)液(ye)體(ti)冷(leng)卻(que)問(wen)題(ti)以(yi)及(ji)電(dian)子(zi)部(bu)件(jian)外(wai)殼(ke)的(de)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)。液(ye)體(ti)冷(leng)卻(que)本(ben)身(shen)會(hui)在(zai)外(wai)殼(ke)內(nei)產(chan)生(sheng)很(hen)高(gao)的(de)溫(wen)差(cha)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)透(tou)氣(qi)膜(mo)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)進(jin)行(xing)補(bu)償(chang)，以(yi)均(jun)衡(heng)巨(ju)大(da)的(de)壓(ya)差(cha)並(bing)降(jiang)低(di)形(xing)成(cheng)凝(ning)露(lu)的(de)風(feng)險(xian)。對(dui)於(yu)體(ti)積(ji)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)子(zi)零(ling)部(bu)件(jian)來(lai)說(shuo)

，即(ji)使(shi)極(ji)小(xiao)的(de)壓(ya)差(cha)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)機(ji)械(xie)載(zai)荷(he)，輕(qing)型(xing)外(wai)殼(ke)幾(ji)乎(hu)無(wu)法(fa)承(cheng)受(shou)這(zhe)樣(yang)的(de)載(zai)荷(he)。

在這些極端條件下， 如(ru)今(jin)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)全(quan)球(qiu)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)廠(chang)商(shang)在(zai)戈(ge)爾(er)為(wei)混(hun)合(he)動(dong)力(li)和(he)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)尋(xun)求(qiu)到(dao)了(le)先(xian)進(jin)高(gao)效(xiao)的(de)汽(qi)車(che)透(tou)氣(qi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。戈(ge)爾(er)汽(qi)車(che)防(fang)水(shui)透(tou)氣(qi)產(chan)品(pin)可(ke)有(you)效(xiao)保(bao)護(hu)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)零(ling)部(bu)件(jian)免(mian)受(shou)汙(wu)物(wu)和(he)密(mi)封(feng)失(shi)效(xiao)的(de)影(ying)響(xiang)，顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)部(bu)件(jian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)
，延(yan)長(chang)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，更(geng)減(jian)少(shao)了(le)設(she)計(ji)、zhizaohebaoxiuzhongdechengbentouru。qifangshuitouqimodexingnengyouweidute
，keyikuaisujunhengyachahewencha
，fangzhiwuwuheyetiqinrudianzilingbujian。geerqichefangshuitouqijiejuefangantongguojiangdiduihouzhongwaike、密封和墊圈的需求
，實現了對產品設計複雜性的簡化以及製造成本的減少，性能更可靠
，並使實現全球性平台的一體化變得更為簡單。