環境試驗箱出現凝露現象的原因和解決方案

   在新能源動力電池、元器件、板級與單元級模塊的環境實驗中，溫度快速上升時很容易導致產品上出現凝露等物理現象。這凝露現象的產生與產品材質、腔體大小、升降溫速率、相對濕度、箱內氣壓和空氣流速等因素都有關系。材料吸熱性越差、試驗箱內尺寸越大、升降溫速率越快、相對濕度越大，則凝露則越容易產生。

   環境試驗箱在做溫度試驗中，出現凝露的常見原因如下：

   1、熱慣性問題。試驗箱中環境溫度升高時，因為熱慣性，產品外表的溫度低于環境溫度，當濕熱的環境空氣遇到低于露點的產品外表時，水汽就會凝結在外表形成凝露。

   2、產品升降溫速率問題。如果產品密封,當環境試驗箱中環境溫度降低時，產品外殼內壁溫度比腔體內空氣溫度降溫快，箱體內濕熱空氣也會在產品外殼內壁凝結成露滴。由于大多產品不是密封的，凝露現象一般出現在升溫階段。

   3、制冷系統可能引起的凝露問題。在試驗過程中發現有水滴從出風口吹出，并且在風道內和風輪上都粘有水滴。造成這一現象的原因主要是蒸發器換熱不均勻引起的。

   4、環境試驗箱結構的問題。當環境試驗箱的制冷能力較大，而凝露試驗時的風量太小時，由于出風溫度比較低，使環境空氣中的水蒸汽凝結形成吹霧現象，并且可能使出風口四周形成水滴。

   一、凝露現象的危害

   通常情況下，單純的凝露水不足以導致產品故障，但在環境應力篩選試驗箱中，凝露水會與其他因素融合產生物理/化學作用，從而影響產品的安全質量，如金屬氧化/電化學腐蝕、有機和無機表面覆蓋層的化學或電化學破壞、摩擦系數的改變導致粘結或粘附、因吸收效應導致的材料膨脹、物理強度降低、電氣短路等引起的典型失效故障。

   二、溫度箱防凝露分析

   在環境應力篩選中，導致被試品表面出現凝露的根本原因是，被試品表面的溫度低于溫度箱內空氣的露點。因此，防止被試品表面出現凝露現象，有以下幾種可能的途徑：

   1、改善箱內氣體的循環，使被試品在溫度箱中的溫度始終與箱內氣體的溫度變化同步，且被試品的溫度與箱內氣體的溫度之差很小，不足以讓被試品表面出現凝露現象。

   2、采取合適的措施，使箱內氣體的露點上升速率滯后于被試品表面的溫度上升速率，使箱內氣體的露點始終低于被試品表面的溫度，防止被試品表面出現凝露現象。

   3、控制箱內氣體的絕對濕度，使箱內氣體的露點始終低于箱內氣體的下限溫度，從而避免被試品表面出現凝露現象。

   在以上的控制方法中，方法2與3具有一定的可行性，當我們設法降低箱內氣體的絕對濕度時，可以有效地降低箱內氣體的露點，以保證被試品的溫度高于箱內氣體的露點，防止被試品表面出現凝露現象。

   三、解決凝露現象方案

   經過對環境應力篩選試驗的長期觀察，發現影響恒溫恒濕試驗箱內氣體露點變化的因素，主要有以下兩點：

   1、環境濕度：當試驗箱的環境運行濕度較大時，箱內容易出現凝露現象。

   2、箱體的密封性：箱體的密封性越好，環境濕度對箱內氣體的影響越小。

   環境濕度是不可控因素，由于工作的需要或工程的原因，箱體很難做到絕對的密封。一般的恒溫恒濕試驗箱內外不可避免有氣體交換，這是一般的恒溫恒濕試驗箱防凝露的困難所在。

   為了克服環境濕度通過箱體縫隙對箱內氣體露點的影響，現階段采用箱體內補充干燥空氣，使箱內氣壓大于箱外大氣壓，阻止箱外水蒸氣進入箱內，控制箱內濕度，從而保證箱內氣體的露點低于被試品表面溫度，杜絕了凝露的基本條件，更好的解決了被測物凝露的問題，為客戶避免凝露的發生，提供了可靠性解決方案。

   最后，我們綜合幾點結論和建議：

   1、環境實驗過程中出現少量的凝露現象不會對設備的性能造成損壞，也不會影響實驗結果的分析。

   2、為了防止大量凝露的產生，對實驗結果的分析造成錯誤的導向，一般在環境實驗的過程中，提前對產品進行預熱。

   3、環境實驗對實驗樣品的影響很大，可能使材料的機械性能、物理性能、電氣性能改變，因此，在產品設計初期，考慮實際使用條件，選擇合適的元器件，采用降額設計、冗余設計、容差設計、氣候環境防護設計、緩沖減振設計、熱設計等手段，能有效提高產品的可靠性。在環境實驗中，只有施加合適的實驗條件，暴露存在的問題，尋求合適的改進措施，才能進一步確定產品的適應性，使產品滿足使用要求。