动力电池电气系统安全设计（二十四）防凝露设计之凝露测试

群友在群里面询问，电池包内祛湿片贴哪里合适，看到的一个案例是贴在上盖，右上角的白色小方块就是。

想了想，具体位置还是参照凝露测试结果好些，大家以为呢，今天就讲讲电池包如何进行凝露测试。

当凝露条件达到时，电池包中水汽会在部件表面凝结，滴水和积水如果集聚在低压回路、高压回路及绝缘材料上，会引发导线短路、绝缘失效等安全风险。

在电池开发过程中进行凝露测试，掌握电池包运行中的凝露状态，对电气安全设计还是有必要的。

一、凝露测试目的

凝露测试主要围绕三个目标展开：

1、提前预防：

确认电池系统在实际使用中出现结露状态，提前识别潜在凝露风险；

2、凝露点定位：

定位凝露发生的具体位置，分析凝露风险，根据测试结果优化设计；

3、评估危害：

掌握电池内部温湿度变化规律，评估关键部件温湿度的耐受寿命和可靠性。

二、凝露测试方法

采用预处理、布点、校准 、测试的试验流程，模拟电池包在多种湿热环境场景下的应用，确保结果准确。

（一）测试前准备

1、样品预处理：

打开电池包，在 50℃、相对湿度 5%±2% 环境中干燥 48h， 去除包内残留湿气；

再放置室温、相对湿度 85% 环境中吸湿 48h，模拟实际湿气的渗透；

密封电池包后，确认电池系统气密性符合要求；

若有主动除湿部件，需要运行至露点达到停止下降趋势（平衡）；或正常运行主动除湿部件2周。

2、检测点布置：

在电池包的关键区域布置示水物与传感器：

结构组件、低压电路、高压电路、电池单体 / 模块、热管理组件、BMS；

每类区域放置 5 个温度传感器（贴组件表面）和 5 个露点传感器（温度传感器正下方），同步放置示水物（可以采用湿度指示剂，能够通过颜色变化直观显示环境湿度的变化）来监测凝露痕迹。

3、仪器校准：

为确保数据精准，要求：

电压 / 电流测量装置准确度不低于 0.5 级，温度传感器误差 ±0.5℃，湿度传感器误差 ±3% RH。

（二）测试流程

1、恒定湿热测试：

将样品置于 50℃、相对湿度 93%±3% 环境，搁置 24h /48h / 72h / 96h（可选），全程通过 BMS 监控绝缘电阻，出现绝缘告警即中止。

测试后恢复室温，检测绝缘耐压、气密性（泄漏率≤制造商要求）及功能（如 BMS 通讯）。

2、恒定湿热充放电循环测试：

保持上述温湿度，按照项目要求策略充放电：

充电至 SOC 80% 后搁置 6-8h，放电至 SOC 30% 后再搁置 6-8h，循环 30 次 / 60 次或总时长 720h / 1440h（可选）。

过程监控绝缘电阻与电芯温度，循环后重复进行绝缘、气密性及功能检测。

3、交变湿热测试：

按 《GB/T 2423.34 环境试验 第2部分：试验方法试验 ZAD温度湿度组合循环试验》要求，在 – 10℃~50℃、相对湿度 93%±3% 环境中执行 10 个循环（总共 240h），模拟温湿度剧烈变化。

测试后常温搁置 1h，检测绝缘、气密性与功能，开箱观察示水物状态（如积水、变色）及各部件状态。

三、凝露风险评价

可以采用定性、定量的评价方法，判定凝露风险等级。

1、定性评价

快速评价时可以采用定性方式。

a) 绝缘耐压：试验过程中及结束2h内，绝缘耐压满足要求； 

b) 外观：电池包无泄漏、外壳破裂； 

c) BMS功能：测试过程中，BMS通讯功能正常、采样及充放电控制功能正常，无故障上报； 

d) 高压电路组件：无打火放电痕迹、接触电阻不超过制造商控制阈值；

e) 金属件及外部高压接口端子裸露处：无明显受潮导致的闪络、氧化、锈蚀等； 

f) 塑料结构组件：无明显变形、无膨胀裂变； 

g) 电池热管理系统：功能及控制无异常；

h) 电池包内：无明显积水。

2、定量评价

基于评分体系综合计算风险值：

其中：

S：动力电池系统风险评价值；

k_i（区域重要度）：低压电路、高压电路、电池单体、BMS各占 20%，结构组件、热管理组件各占 10%；

W_i（示水物评分）：积水 – 2 分、变色 – 1 分、不变色 1 分；

T_i（露点风险评分）：高风险 – 1 分、低风险 2 分；

F_i（功能评分）：完全不可接受 – 2 分、部分不可接受 – 1 分、完好 1 分；

A_i（外观评分）：不可接受 – 1 分、可接受 1 分。

根据 S 动力电池系统风险评价值定级：

通过上面的测试与评价，基本可以掌握电池包凝露状况，再针对性进行设计优化，就可以避免凝露带来的安全风险。

本文内容来源：车用动力电池系统结露测试及评价方法