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在電池系統(tǒng)的開發(fā)過程中，有兩類IP是經(jīng)常需要碰到的，一類是防塵防水等級(jí)，如IP67，IP69K等，另一類是電氣防護(hù)等級(jí)，如IPXXB，IPXXD等。前者屬于機(jī)械安全范疇，后者屬于電氣安全范疇。 IP67或更高要求也經(jīng)常被整車企業(yè)拿來(lái)做為展示產(chǎn)品安全性的一項(xiàng)突出特質(zhì)，早有上汽榮威電池包“泡魚缸”，近有2019廣州車展哪吒展示的電池系統(tǒng)“浸水池”。 兩者因?yàn)槎紝?duì)“防止外物進(jìn)入”提出要求，又同時(shí)作用在同一個(gè)物體（電池系統(tǒng)PACK）上，有時(shí)會(huì)給人造成一些困惑，這里探討下二者的區(qū)別與聯(lián)系。
IP防塵防水與IP電氣防護(hù)主要參考標(biāo)準(zhǔn)：GB4208-2008與ISO20653-2006。 GB4208-2008：國(guó)標(biāo)中對(duì)防塵要求分別為IP1X，IP2X， IP3X，IP4X，IP5X，IP6X。對(duì)防水要求分別為IPX1，IPX2，IPX3，IPX4，IPX5，IPX6，IPX7，IPX8。 ISO20653-2006：ISO中對(duì)防塵要求分別為IP1X，IP2X， IP3X，IP4X，IP5kX，IP6kX。對(duì)防水要求分別為IPX1，IPX2，IPX3，IPX4k，IPX5，IPX6，IPX6k，IPX7，IPX8，IPX9k。 說明： 1). IP6X與IP6KX要求是等同的。 2). IPX9k與IPX7，IPX8關(guān)注點(diǎn)不同,IPX7或IPX8關(guān)注樣品防浸水能力，而IPX９k關(guān)注樣品耐高壓高溫水沖洗的能力，不能認(rèn)為IP9k比IPX7或IPX8嚴(yán)酷。
IPXXD：防直徑為1mm，長(zhǎng)度100mm的金屬線，在1N的推力下，不能穿過Pack的縫隙或穿過Pack的縫隙接觸不到危險(xiǎn)的帶電部件，滿足這個(gè)要求即滿足IPXXD。 IP4X：直徑1.0mm球形物體試具不得完全進(jìn)入殼內(nèi) 比較以上兩點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，IPXXD對(duì)直徑1mm的要求，與IP4X很有相似性，而實(shí)際上標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這兩個(gè)的定義完全不同。 相同點(diǎn)：IPXXD與IP4X都對(duì)外界可能進(jìn)入的物體尺寸為1mm, 不同點(diǎn)：IP4X要求1mm直徑的物體完全不能進(jìn)入，而IPXXD可以進(jìn)入，只要不接觸到危險(xiǎn)部件。 安全防護(hù)與外界固體物體進(jìn)入之間的聯(lián)系： 由于IP4X與IPXXD對(duì)尺寸的要求是相同的，也就是說滿足IP4X則一定滿足了IPXXD，在IP4X后面不必要再增加字母說明，如果出現(xiàn)了IP4XD，則是畫蛇添足。 實(shí)際上滿足IP3X，也可以滿足IPXXD，如下圖（引自GB4208-附錄表A.1）所示，從箱體的外露缺口尺寸2mm，滿足IP3X<2.5mm直徑的要求，也就一定滿足IPXXC的要求，由于缺口有一個(gè)拐角，有效防止了100mm長(zhǎng)充，直徑1mm金屬線接觸危險(xiǎn)帶電部件的可能性，即滿足IPXXD。 如果將IP防塵等級(jí)與電氣安全防護(hù)等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系匯總到一張表格里，則如下所示： 從上表中可以看到，沒有IP1XA，IP2XB，IP3XC，IP4XD，原因已在上述說明。 從測(cè)試工具描述上來(lái)，100mm與手柄中間的圓球擋盤，直徑為35mm，也就是測(cè)試IP1XC與IP1XD時(shí)，如果孔徑在35~40mm之間，就有擋盤完全進(jìn)入箱體的可能性，失去了測(cè)試的意義，實(shí)際上IP1XC 是沒有意義的，IP1XD在GB4208標(biāo)準(zhǔn)附表中，參考圖7與圖8示例，這個(gè)只能說是特兩種特殊情況，不具備一般適應(yīng)性。
兩類IP的性能均需要通過測(cè)試來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)試通過與否主要依據(jù)如下： 第1位特征數(shù)字 IP1X要求：直徑50mm球形物體試具不得完全進(jìn)入殼內(nèi)； …… IP4X要求：直徑1.0mm球形物體試具不得完全進(jìn)入殼內(nèi)； IP5X要求：直徑1.0mms 要求不能完成防止塵埃進(jìn)入，但進(jìn)入的灰塵量不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，不得影響安全。 IP6X要求：直徑1.0mm無(wú)灰塵進(jìn)入。 關(guān)注點(diǎn)： 1). IP1X，IP2X，IP3X，IP4X都不需要防塵設(shè)備測(cè)試，只需要試具測(cè)試即可。 2).IP5X與IP6X測(cè)試方法相同，IP5X的要求，體現(xiàn)在測(cè)試上：是對(duì)Pack測(cè)試前后基本功能與絕緣耐壓性能的要求。 第2位特征數(shù)字 IPX1要求：垂直方向滴水應(yīng)無(wú)有害影響； …… IPX6向外殼各個(gè)方向強(qiáng)烈噴水無(wú)有害影響； IPX7浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時(shí)間后外殼進(jìn)水量不致達(dá)到有害程度； IPX8按生產(chǎn)廠和用戶雙方同意的條件持續(xù)潛水后外殼進(jìn)水量不致達(dá)到有害程度； 關(guān)注點(diǎn)： 1).判斷測(cè)試是否通過，有一定的靈活性，是否對(duì)樣品造成有害影響，主要體現(xiàn)在樣品的功能是否損傷，樣品的絕緣耐壓性能是否損傷。 第3位特征數(shù)字 IPXXA要求：直徑50mm球形試具與危險(xiǎn)部件必須保持足夠的間隙； …… IPXXD要求：直徑1mm球形試具與危險(xiǎn)部件必須保持足夠的間隙； 關(guān)注點(diǎn)： 1).安全防護(hù)的設(shè)計(jì)需要考慮到箱體的散熱風(fēng)口孔徑與安全防護(hù)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，孔徑的大小直接決定了安全防護(hù)的等級(jí)； 2).危險(xiǎn)帶電部件與箱體的的距離，以及散熱孔或其他接口孔是否需要做遮擋處理，增加安全防護(hù)等級(jí)。
有時(shí)在項(xiàng)目的開發(fā)過程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)防沖水測(cè)試IPX6k，可以一次測(cè)試通過，但I(xiàn)PX7測(cè)試六七次都不能通過，這兩個(gè)測(cè)試的差別在哪里，從設(shè)計(jì)上分別需要考慮什么？ IPX7：主要驗(yàn)證Pack能否在1米的水深下，30分鐘內(nèi)水不能進(jìn)入箱體或進(jìn)入水量不能損害產(chǎn)品的功能。 表征的實(shí)際情況：車輛掉進(jìn)水溝或淺水池中的情況。 設(shè)計(jì)上需要考慮：設(shè)計(jì)要需要考慮箱體的拐角的耐壓強(qiáng)度，焊接工藝，上下箱體之間的結(jié)合面的寬度，密封墊的平整度，MSD的防水性能，高低壓接插件的防水性能。 IPX6：主要驗(yàn)證產(chǎn)品耐高壓水（10個(gè)大氣壓）75l/min ,持續(xù)3min的耐沖擊能力。 表征的實(shí)際情況：車輛在高壓水洗車的情況。 設(shè)計(jì)上需要考慮：箱體的拐角的強(qiáng)度，上下箱體的之間的咬合方式，密封墊平整度。 很明顯，IPX7比IPX6k的要求高了非常多，因?yàn)镻ack在1m深的水中，水壓會(huì)突破任何可能進(jìn)入的薄弱點(diǎn)，最明顯的是上下箱體的結(jié)合處，通過防沖水是很容易的，通過防浸水是很難的。
箱體的防塵防水與安全防護(hù)要求，與箱體的安裝位置是對(duì)應(yīng)的，產(chǎn)品的IP等級(jí)需要從設(shè)計(jì)上就考慮進(jìn)去，通過實(shí)際的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證。 Pack在車的安裝位置最常見的是乘客艙內(nèi)和乘客艙底部，這兩個(gè)位置對(duì)IP等級(jí)要求及說明總結(jié)如下表所示。 |
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