奧迪E-tron電動汽車的水分侵入

奧迪 電動汽車 汽車電子的設計 2019-06-16

奧迪的E-tron可謂出師不利,不過這個事情也目前逐漸開始清楚了,如下所示,奧迪已經發布了以下的聲明:

Audi of America takes the safety of its customers and the quality of our vehicles very seriously. In order to ensure the highest levels of safety and quality for our customers, we have issued a voluntary recall affecting approximately 540 e-tron vehicles that have been delivered to customers and 1,644 in total. The recall is in response to a potentially faulty seal that may allow moisture to enter the battery compartment which could lead to a short circuit or in extreme cases to a thermal event. We are applying an abundance of caution as no such incidents have been reported globally. The recall repair is expected to become available in August 2019. Customers are being contacted directly to inform them of the recall and our dealer network is fully engaged to deliver the best customer-service possible. We regret any inconvenience caused to our customers and reservation holders as we work with all parties toward a positive outcome in the weeks ahead. Audi e-tron vehicles unaffected by the recall remain available for delivery and our reservation system remains open to receive customer reservations.

1)車主的檢查和選擇

奧迪Etron的車主可以根據自己的VIN碼確認自己的車是否存在這樣的問題,如下圖所示:


奧迪E-tron電動汽車的水分侵入


在奧迪車主的論壇上,如這個鏈接裡面的https://www.audiworld.com/

車主是兩種選擇,在奧迪的報警燈沒亮起來以前可以繼續開,也可以到經銷商那裡找一輛Q7開,奧迪會給800美元的現金卡。

2)進水的原因

如下圖所示,這個問題的定位為HV Battery Charging Socket,也就是這個電池包


奧迪E-tron電動汽車的水分侵入


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奧迪E-tron電動汽車的水分侵入


按照這個佈局來看,正面的這組連接器,不確定是之流的還是交流接口中存在的墊圈(faulty grommet seal)有問題,使得水汽可以通過這個連接器進入電池系統。


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這裡的幾個問題點在於:

1)這個電池系統的洩露檢測沒有能檢測出整包的密封問題,在電池系統的氣密性測試中,可能把連接器堵住了,這個有點奇怪

備註:這種工況在《Vehicle Sequential Testing after 5000 Mile Preconditioning (Procedure and Report)》裡面有比較細節的描述,和特定的環境有關係

7.1.8 Cold Charge

Cold Charging has been included in preconditioning because this provides a thermal cycle that can result in failure of a range of components. The cold temperature will create thermal stresses from differences in the coefficients of thermal expansion (CTE). The cold soak can also create condensation within a battery pack.

也就是說,這個大型的BDU下面水分進入,在電池加熱充電較熱的時候,水分在裡面凝結會導致整體的絕緣破壞,到達一定的程度就可能引起潛在的模組對地的短路導致不可控的問題


奧迪E-tron電動汽車的水分侵入


2)氣密性有問題之後,水分就會在電池系統裡面出現凝露,因為奧迪的檢測系統可以把這個水分進入,特別是潛在的絕緣故障給檢測出來的


奧迪E-tron電動汽車的水分侵入


這裡有點奇怪,亮黃燈代表奧迪已經找到了這個故障,但是當絕緣故障發生的時候,車子是否還能再次發動,如果沒有發生這個故障來看,這個策略上來看是沒有限制車輛使用的,所以奧迪要在這個時間節點,即使沒有造成問題,也要儘早讓車主知道先不用這個車

3)維修策略

這個事情特別值得我們思考,按照這個意思,這個電池系統的DV/PV是過的,這個連接器的選用也是通過了大眾的考核的,這個缺陷按照當前的狀態來看並不是徹底的質量事故,而是通過售後發現問題然後再去追溯和復現問題的。目前奧迪需要在兩個月內和供應商找到連接器的改進策略,讓這個連接器的密封墊圈做加強,然後使得這個電池系統達到設計要求的安全要求。

備註:這裡可能奧迪在設計環境實驗的時候,沒考慮這個實驗工況?反正這個事情反映出來的驗證這項實驗的手段和方法都值得商榷啊

4)如何處理冷凝水和IP67失效的狀態

之前寫過這個“電池冷卻液洩露檢測”,但是如果真的有水分積聚,在電池系統內部配置液位傳感器也沒有太大的可能性,

  • 要麼等著水分積聚到影響到絕緣電阻,用相對精確的絕緣檢測“高壓絕緣檢測方法選擇”、“絕緣電阻檢測電路的趨勢”的辦法來弄
  • 還有一種辦法,把絕緣電阻作為一個獨立的數據進行長期檢測,在早期對比數據如果在以天為週期的範圍內進行對比,找到異常變化的點然後進行早期預警。
  • 在電池系統內配車用大燈的可再生的除溼系統來保證電池系統內的溼度,如下圖所示(AML Systems 和WL Gore&Associates家的產品),採用了一種乾燥劑材料,可以吸收水汽,並在飽和時釋放到外部環境,這個裝置配置了外部的透氣排氣閥可實現每個階段的壓力均衡,並防止灰塵和水進入,像是平衡閥的淨化產品


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小結:奧迪這次的問題,倒是和電芯企業關係不大,也凸顯出做Pack企業的風險性,要是不是奧迪自己設計、選型和自己製造,這麼多維修工時、等待時間帶來的索賠真的不少錢,一般的Pack企業還真承擔不了

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