汽车应急启动电源漏电失效全面分析

　　什么是汽车应急启动电源？汽车应急启动电源的出现，给人们，尤其是广大车主带来了很大福音。这种电源智能且系统简单、操作方便，具有高可靠性、可监视性以及免维护性等特点，用于汽车亏电或者其他原因无法启动汽车的时候能启动汽车，同时将充气泵与应急电源、户外照明等功能结合起来，是户外出行必备的产品之一。

　　近日，某检测公司接到客户反映，其生产的一批汽车应急启动电源，经海运出货，在库房存放三个月后，发现漏电现象。部分充满电的产品(12V)，在经过一段时间后电压降为1V以下。经初步评估后，疑似为电容 （C16）失效引起，故对失效位置进行原因分析。NG样品图如下。

一、故障位置分析

　　汽车应急启动电源电路图如上所示。C16电容连接电芯正负极，如发生失效，会导致电芯逐步漏电。周边其它电容处于保护电路中，失效概率相对较小。

　　汽车应急启动电源自耗电：即MCU进入休眠后的电流消耗。先将产品接入充电器进行激活，待产品电量指示灯熄灭，静置5-10s后，将能够测试到uA级别的电流表串接在电池到PCBA板的负线（黑线）或正线（红线）的连接线中，读取出此时的电流表读数，即为自耗电。测试结果应≤200uA。

二、电芯量测

　　将汽车应急启动电源主板与电芯的连接断开，接入12V电源，然后用万用表分別对OK、NG样品进行自耗电量测 。结果如下表所示：

　　由表可知，部分NG样品没有检测到自耗电偏大现象。其中NG2#、NG 8# 和NG 13#样品，其漏电流已小于≤200uA的标准。这说明NG样品处于一个不稳定状态，在长期放置后会发生回复。

　　对NG 8#样品进行长期通电测试，发现其漏电流会有一个逐步增大过程，但随后又会逐渐变小。

三、Thermal热点侦测

　　利用热点侦测显微镜，对汽车应急启动电源电路板OK和NG样品进行热点侦测。切断电芯连线并接入12V直流电源，同时用电流表侦测自耗电电流。

NG 14#样品    漏电流440μA

　　1.NG 14#样品C16电容处，在lock-In模式下的最大温度变化量62.88mK（0.06288℃），温度变化明显高于良品。

　　2.C16、R17所处的回路有明显的漏电流，实测R17电阻未见异常；因此怀疑C16电容异常。

附近C15电容未发现异常。

　　对OK 2#和NG 13#样品进行热点侦测，发现C16电容通电前后温度变化不明显。未发现异常。

四、盐水试验

　　配置20%的氯化钠溶液，用棉签将氯化钠溶液分别涂抹到C16电容单体、OK 1#样品和NG  2#样品的C16上，用气枪轻轻吹拭并静止数小时。待电容表面干燥后对电路板正负极两端进行接线测试，用微安表测量漏电流，结果如下表所示。

　　由实验结果可知，经盐水实验后，发生回复的NG 样品漏电流会再次变大。而电容单体和OK 样品无此现象。推测NG样品的C16电容表面可能存在微裂纹。

五、切片分析

NG  14#样品切片分析—电容C16 （漏电流440μA）

　　NG  14#样品C16电容右下角发现明显裂纹，裂纹与PCB板约成45°夹角，推测可能和应力有关。

NG  3#样品切片分析—电容C16（漏电流525μA）

　　NG  3#样品C16电容发现内电极层厚度异常现象，但未发现此异常会导致短路。

六、结论

　　1.NG样品处于不稳定状态。部分漏电的NG样品在长期放置后会恢复正常。但此样品在重新长时间加电下，漏电流会再次变大。

　　2.Thermal热点侦测结果表明，部分NG样品的C16电容通电前后温度差异明显，有较大漏电流产生。

　　3.对部分恢复正常的NG样品C16电容进行盐水实验，结果表明漏电流会再次变大，而OK样品和电容单体无此现象发生。推测NG样品的电容表面可能存在微裂纹。

　　4.对14#NG样品的C16电容进行切片。发现电容右下角有明显裂纹，裂纹与PCB板约成45°夹角，推测受应力影响。经和客户的沟通调查，PCB的分板方式有较大嫌疑。尽快帮助客户分析解决汽车应急启动电源漏电失效问题。