新能源電驅系統標準解讀

　　導語：本文的話題來源于讀者<狂歌>的疑問："關于IP防護，如果試驗通過IPX7，可以說明滿足IP67嗎?" 這個問題相信有不少人也會有同樣的困惑：水都進不去，灰塵還進的去嗎？關于防水防塵標準，之前已做過解讀，具體可以參考《新能源電驅系統標準解讀與拓展：防塵防水防接觸》，這篇文章是對其的補充。

　　本篇解讀按以下邏輯展開：

　　1. 透氣閥核心功能部件介紹：ePTFE

　　2. 防水=防塵?

　　3. 展望

　　1. 透氣閥核心功能部件介紹：ePTFE

　　在文章《三合一電驅動系統的"呼吸器" | 防塵防水防接觸》中，我們知道電機和電機控制器都會使用透氣閥，主要目的是平衡內外壓力差減少冷凝現象和呼吸效應。電機和電機控制器除了透氣閥之外，殼體是完全密閉的，實際導語中這個問題可以理解為：透氣閥能防水就一定能防塵嗎？要回答這個問題，我們先來看下透氣閥的結構和原理：

　　上圖是當前透氣閥應用廣泛的GORE的某款透氣閥參數及結構圖，從這個圖中我們可以看到透氣閥結構實際很簡單。 最重要的功能部件是疏油處理過的ePTFE膜。

　　"疏油處理過的???"， "ePTFE膜???"，什么鬼。。。

　　別急，讓我們求助下萬能的度娘解釋。

　　查找相關的資料，ePTFE是以聚四氟乙烯為原料經膨化拉伸形成的多微孔膜，如下圖：

　　實驗ePTFE膜表面布滿原纖維狀微孔，每一平方寸有多達90億個微孔，截面是一種網絡結構，在孔的三維結構上有網狀聯通、孔鑲套、孔道彎曲等非常復雜的結構。

　　我們可以看到微孔直徑小于水分子中最小的輕霧，遠大于水蒸氣分子直徑，可以使水蒸氣通過而水滴不能通過，利用這種微孔結構可達到優秀的防水透氣的功能。 需要說明的是由于水的表面張力的存在，水分子總是聚集成水滴（是水滴，不是分子團），在壓力較小的時候，表面張力能夠與使水向面料內滲透的壓力相平衡，所以水不會滲漏。 當壓力增大到一定程度時，表面張力不足以維系這個平衡，所以水滴就碎裂成更小水滴，從而發生滲漏。

　　下面來梳理下重點 ：

　　1. ePTFE透氣作用和對于液態水的阻隔作用都是雙向的

　　如果薄膜兩側水蒸氣濃度差很小，則水蒸氣穿透薄膜的速度就會很緩慢。如果不存在濃度差或者外界水蒸氣濃度大于內部時，將體表的水蒸氣將很難穿過ePTFE薄膜，甚至外界的水蒸氣還會穿透薄膜。這也就是說如果外界濕度很大，會影響內層水汽的釋放，電驅產品更容易產生凝露。透氣閥的選型一個關鍵就是計算透氣量是否足夠，這個決定了使用透氣閥個數和類型。

　　2. ePTFE需要進行疏油處理，才可以抵抗油污

　　當ePTFE外側被水浸透，或者有油污時，這些水或者油阻塞薄膜上的孔隙，使其透氣性變差。為了避免面料外側被水浸透或者油污污染，ePTFE需要進行疏油處理。需要說明的是疏油層會隨著時間或者氣候或者化學腐蝕而變差，也就是說透氣閥的透氣性能隨著使用過程變差。

　　2. 防水=防塵?

　　回到開頭的問題，要解釋清楚這個問題，我們必須知道弄清楚，粉塵的顆粒直徑跟ePTFE的直徑大小關系。

　　查詢兩個標準：GB/T 4208 外殼防護等級，以及GB∕T 30038-2013 道路車輛 電氣電子設備防護等級,這兩個標準測試防塵試驗使用的粉塵存在差異性，前者使用的是滑石粉，而后者推薦使用的是A2級亞利桑那砂�；�石粉的顆粒定義為：使用75μm篩孔，篩出來的砂子，也就是滑石粉最大的直徑為75μm，最小的一般為1μm。而A2級亞利桑那砂的直徑最大約80μm。兩者使用的粉塵顆粒大小是接近的。我們對照ePDFE孔徑，粉塵是有可能進入的。但是我們觀察現在的透氣閥的樣式（如圖1），透氣閥的外殼開孔也是比較小的，這能保證真正作用在ePDFE膜上粉塵的濃度是有限的。

　　綜合以上的說明，防水與防塵是兩種不同的測試項目，防水通過，不能完全代表防塵不會有問題，還需要通過測試驗證。

　　3. 展望

　　1. 如前面所述，透氣閥的性能也會因為環境的因素而衰減（如鹽霧，化學腐蝕），進行化學腐蝕和鹽霧試驗之后有必要進行IP67防護試驗

　　2. 如前面所述，當水達到一定壓力的時候，透氣閥可能會失去防水功能，對于電驅產品，如果防護等級達到IPX6K,X9K時，在設計時需要考慮殼體對透氣閥的保護。如果有殼體的阻隔，透氣閥接觸不到高壓水，那么產品滿足IPX6K,X9K是完全可能的。

　　最后，還是那句話，如果覺得不錯，歡迎讀者朋友們收藏、轉發或留言！