环境试验箱出现凝露现象的原因和解决方案

   在新能源动力电池、元器件、板级与单元级模块的环境实验中，温度快速上升时很容易导致产品上出现凝露等物理现象。这凝露现象的产生与产品材质、腔体大小、升降温速率、相对湿度、箱内气压和空气流速等因素都有关系。材料吸热性越差、试验箱内尺寸越大、升降温速率越快、相对湿度越大，则凝露则越容易产生。

   环境试验箱在做温度试验中，出现凝露的常见原因如下：

   1、热惯性问题。试验箱中环境温度升高时，因为热惯性，产品外表的温度低于环境温度，当湿热的环境空气遇到低于露点的产品外表时，水汽就会凝结在外表形成凝露。

   2、产品升降温速率问题。如果产品密封,当环境试验箱中环境温度降低时，产品外壳内壁温度比腔体内空气温度降温快，箱体内湿热空气也会在产品外壳内壁凝结成露滴。由于大多产品不是密封的，凝露现象一般出现在升温阶段。

   3、制冷系统可能引起的凝露问题。在试验过程中发现有水滴从出风口吹出，并且在风道内和风轮上都粘有水滴。造成这一现象的原因主要是蒸发器换热不均匀引起的。

   4、环境试验箱结构的问题。当环境试验箱的制冷能力较大，而凝露试验时的风量太小时，由于出风温度比较低，使环境空气中的水蒸汽凝结形成吹雾现象，并且可能使出风口四周形成水滴。

   一、凝露现象的危害

   通常情况下，单纯的凝露水不足以导致产品故障，但在环境应力筛选试验箱中，凝露水会与其他因素融合产生物理/化学作用，从而影响产品的安全质量，如金属氧化/电化学腐蚀、有机和无机表面覆盖层的化学或电化学破坏、摩擦系数的改变导致粘结或粘附、因吸收效应导致的材料膨胀、物理强度降低、电气短路等引起的典型失效故障。

   二、温度箱防凝露分析

   在环境应力筛选中，导致被试品表面出现凝露的根本原因是，被试品表面的温度低于温度箱内空气的露点。因此，防止被试品表面出现凝露现象，有以下几种可能的途径：

   1、改善箱内气体的循环，使被试品在温度箱中的温度始终与箱内气体的温度变化同步，且被试品的温度与箱内气体的温度之差很小，不足以让被试品表面出现凝露现象。

   2、采取合适的措施，使箱内气体的露点上升速率滞后于被试品表面的温度上升速率，使箱内气体的露点始终低于被试品表面的温度，防止被试品表面出现凝露现象。

   3、控制箱内气体的绝对湿度，使箱内气体的露点始终低于箱内气体的下限温度，从而避免被试品表面出现凝露现象。

   在以上的控制方法中，方法2与3具有一定的可行性，当我们设法降低箱内气体的绝对湿度时，可以有效地降低箱内气体的露点，以保证被试品的温度高于箱内气体的露点，防止被试品表面出现凝露现象。

   三、解决凝露现象方案

   经过对环境应力筛选试验的长期观察，发现影响恒温恒湿试验箱内气体露点变化的因素，主要有以下两点：

   1、环境湿度：当试验箱的环境运行湿度较大时，箱内容易出现凝露现象。

   2、箱体的密封性：箱体的密封性越好，环境湿度对箱内气体的影响越小。

   环境湿度是不可控因素，由于工作的需要或工程的原因，箱体很难做到绝对的密封。一般的恒温恒湿试验箱内外不可避免有气体交换，这是一般的恒温恒湿试验箱防凝露的困难所在。

   为了克服环境湿度通过箱体缝隙对箱内气体露点的影响，现阶段采用箱体内补充干燥空气，使箱内气压大于箱外大气压，阻止箱外水蒸气进入箱内，控制箱内湿度，从而保证箱内气体的露点低于被试品表面温度，杜绝了凝露的基本条件，更好的解决了被测物凝露的问题，为客户避免凝露的发生，提供了可靠性解决方案。

   最后，我们综合几点结论和建议：

   1、环境实验过程中出现少量的凝露现象不会对设备的性能造成损坏，也不会影响实验结果的分析。

   2、为了防止大量凝露的产生，对实验结果的分析造成错误的导向，一般在环境实验的过程中，提前对产品进行预热。

   3、环境实验对实验样品的影响很大，可能使材料的机械性能、物理性能、电气性能改变，因此，在产品设计初期，考虑实际使用条件，选择合适的元器件，采用降额设计、冗余设计、容差设计、气候环境防护设计、缓冲减振设计、热设计等手段，能有效提高产品的可靠性。在环境实验中，只有施加合适的实验条件，暴露存在的问题，寻求合适的改进措施，才能进一步确定产品的适应性，使产品满足使用要求。