昨天最大的民生新聞就是河南等地的大雨，在大自然的暴力面前，人類好不容易發(fā)展出來的技術(shù)顯得很無力。希望雨快點(diǎn)停下，受災(zāi)地區(qū)的朋友們都平平安安。

對我們汽車產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者來說，很震撼的一些畫面就是停在地庫的、街邊的汽車被大水沖成了漂浮的“船”。雖然這是極端情況，但是的南方地區(qū)在夏季時(shí)遭遇到狂風(fēng)暴雨是經(jīng)常發(fā)生的，即使把車停在車庫里，也可能遇到被水淹的飛來橫禍。大家都知道水泡過的燃油車，由于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水，會(huì)帶來很多潛在問題，而電動(dòng)汽車這一新興事物，也怕進(jìn)水嗎？而且電車浸水以后是否還可能造成漏電等新的問題？這讓不少新能源汽車的車主很擔(dān)心。
那么今天就從電池包設(shè)計(jì)的角度，討論一下電動(dòng)車泡水之后是否安全的問題。

首先，純電動(dòng)汽車的高壓電系統(tǒng)至少在400V左右，這個(gè)電壓比較高，超過了人體安全電壓的范疇。也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，電動(dòng)汽車的安全設(shè)計(jì)需要對高壓電采取應(yīng)對措施，我們通常稱之為高壓電氣安全規(guī)范。國內(nèi)外一直非常重視電動(dòng)汽車的安全問題，中國也在這方面做了很多工作，2020年《電動(dòng)汽車安全指南》，我也參與了一些編寫工作。



圖1 電動(dòng)汽車安全指南封面

電動(dòng)車與傳統(tǒng)燃油車最大不同之處在于，電動(dòng)汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)，就不存在進(jìn)排氣的問題，不需要靠吸入空氣驅(qū)使電動(dòng)機(jī)工作。因此在電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)和電池包的工作環(huán)境是密閉的，并且會(huì)通過防水全封閉測試。如果合理地設(shè)計(jì)，電動(dòng)汽車的防水性能可以說是非常好的，這也是行業(yè)的基本要求。

依據(jù)GB4208\IEC\EN60529標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的防塵防水等級建議為不低于IP67。IP防護(hù)等級由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)字表示防塵等級；第二個(gè)數(shù)字表示防水等級。數(shù)字越大表示其防護(hù)等級越好。電池系統(tǒng)的等級“IP67”，“6”代表完全防止灰塵侵入；“7”代表在1米深的水中浸泡不少于30min的狀態(tài)下，低壓監(jiān)測功能正常、殼體內(nèi)無進(jìn)水。在GB/T18384-2015 安全要求中，對于防水明確提出了三種試驗(yàn)規(guī)則：模擬清洗、模擬暴雨、模擬涉水。在GB/T31467.3-2015中，還提出了海水浸泡實(shí)驗(yàn)，也是模擬和接近故障工況的一種實(shí)驗(yàn)方法。
在《電動(dòng)汽車安全指南》中，提出了電動(dòng)汽車電池的一般性要求，如下圖所示：


圖2 電池系統(tǒng)防水防塵的要求和分解
動(dòng)力電池殼體密封結(jié)構(gòu)形式，一般有O形和異形兩種。O形密封多用在殼體的電器連接件與殼體之間的密閉，也有用在箱體上蓋與殼體之間的案例。

從材質(zhì)角度，目前密封效果較好的還是采用橡膠類制品，通過壓力，在上下安裝面之間壓縮彈性單元，把彈性單元壓縮到一定的百分比，利用彈性單元的反彈力，使彈性單元和上下安裝表面充分地接觸，達(dá)到防水防塵的要求。市場上電池箱常用的壓縮密封彈性材料為發(fā)泡類的硅膠或橡膠、注塑成型類實(shí)心或微發(fā)泡的硅膠或橡膠。其中，發(fā)泡類硅膠有較好的壓縮變形性能和反彈應(yīng)力衰減性能，有一定的減震緩沖的作用，當(dāng)密封圈與上下箱體之間的接觸摩擦力大于水壓力，且密封圈與上下箱體之間緊密接觸時(shí)，能達(dá)到防水防塵的密封作用。密封圈的密封效果與密封圈的有效密封寬度、壓縮量有密切的關(guān)系。常見的密封圈形式如下圖所示：密封圈的有效密封寬度指的是從螺母內(nèi)邊沿到密封圈內(nèi)側(cè)的距離，圓孔只是為了進(jìn)行限位，有效密封寬度要根據(jù)電池箱的密封防護(hù)等級以及密封圈的材料性能來確定。


圖3 電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)密封設(shè)計(jì)

電氣密封面的設(shè)計(jì)：電池系統(tǒng)高、低壓接插件也都具有密封設(shè)計(jì)。電器連接口是電池系統(tǒng)與整車或外界重要的輸出、輸入、通信、監(jiān)控通道。因?yàn)榻涌谶B接件的多樣性、數(shù)量多，設(shè)計(jì)有一定的難度。這一般是電池系統(tǒng)密封的薄弱環(huán)節(jié)。如果做得不好，可能會(huì)發(fā)生沿系統(tǒng)外線束線芯的泄漏的情況，通常是由于高壓線束兩端的一端插件密封不到位，沿線芯內(nèi)泄漏到另一端；還有就是低壓線束密封堵無法承受相應(yīng)水壓或密封堵與插件不匹配而泄漏。

小結(jié)：在涉水的條件下，電池系統(tǒng)有效密封的電動(dòng)汽車能保持動(dòng)力，對抗積水等極端環(huán)境有一定的優(yōu)勢。但是需要特別說明的是，這并不意味著電動(dòng)車深度泡水之后就沒事，可以真的當(dāng)船開。先不說湍急的水流的危險(xiǎn)性，電動(dòng)汽車的低壓系統(tǒng)跟燃油車一樣，是不防水的。12V電池和12V系統(tǒng)失效之后，受影響的是所有的操控系統(tǒng)，比如電動(dòng)車窗等。

因此，遇到極端天氣，我們普通人能做的還是保持敬畏之心，提前做好預(yù)防工作。畢竟我們的科技水平在大自然面前還是太稚嫩。