新能源汽车电池系统气密性检测的测试

 

近年来新能源行业发展迅猛，截至9月底，全国新能源汽车保有量达1149万辆，占汽车保有量的3.65%。其中，纯电动汽车保有量926万辆，占新能源汽车总量的80.56%。

新能源汽车的电池系统作为电动汽车的核心部件，这个部件的好坏，直接决定车辆的可用性。而它的最基本防护，主要是由密封性所决定的。

密封性的好坏，直接影响了整车的安全性——电池箱的防护等级需满足不低于IP67的设计要求，才能保证其密封防水，不因进水导致短路事故。所有的电池组件-电芯、模组、水冷系统和Pack等，都必须确保其密封性，以避免为客户带来不便，甚至出现灾难性的故障。所以随着电车使用时间增加，一般到3年以上，对电池系统的养护、检查气密性等就成为一个比较重要的工作。

▲图1. 电池系统气密性是一个非常重要的工作

Part 1

气密性破坏的问题

较早之前，国内已经普及了一轮新能源汽车安全性知识，围绕新能源电池系统IP67密封要求的普及，使得新能源汽车电池系统基本安全得到了保障。在几轮的《关于开展新能源乘用车、载货汽车安全隐患专项排查工作的通知》要求之下，需要对出租车、网约车等高强度运行的车辆进行检查。

气密性检测的测试方案大多数是基于电池系统的。

主要的方法是：采用气体加压系统，用快速连接器将产品和检测仪连接，然后将气体充入被检测的工件，气压稳定后，检测其内部压力随时间的变化。压降ΔP是在时间Δt的基础上测量。如果系统中的压力下降速度快，就表示有大的泄漏源存在。如果系统的压力缓慢下降，有小漏洞存在。如果压力保持不变，即是无泄漏。泄漏率Q可以很容易地计算考虑组件的体积V。那是：Q = (∆p*V) / ∆t

▲图2 气密性检查

事实上，一般导致气密性出现问题，原因主要出现壳体破损——上盖与下壳体之间如果封口胶开裂造成密封性不好，容易导致外部液体渗入，电池进水。一旦绝缘被破坏，对整个电池系统，特别是以后CTP这种不太能维修的电池系统。

因此在工程设计时，我们需要注意电池系统底部气密安全的设计，需要考虑底护板和液冷板在撞击时如果发生开裂怎么办？

当液冷板长期使用，材质的老化和疲劳会导致冷却液发生渗漏/泄漏，从而引发电芯短路、起火等安全事故；更重要的是液冷板和底护板固定标准件位置受撞击后，密封的有效性该如何判断——固定液冷板的FDS和固定底护板的拉铆螺母受到碰撞更容易使得箱体外密封失效。底部密封安全还有另一个难点是，气密失效后难以探测，这确实需要用外部仪器进行确认。

 

Part 2

新能源汽车电池系统气密的设备

我有一位朋友，很早之前就开始做新能源气密性检测仪这个产品，我觉得这里可以推荐一下。目前气密性检测仪这款设备是众多新能源相关企业的必备选项，其中包括：博世、清研精准、长城、宁德时代、理想、威马等。

电池系统的检修，不仅局限在电池研发机构或者整车企业，将来更是会从工厂扩展到4S店，甚至是更多的维修点。随着新能源汽车的普及、保有车辆使用里程的提升，在电动汽车的保养中，气密性这个项目将是一个非常重要的随检。

▲图3 CBW03新能源气密性检测仪

气密性检测仪通常的用法，是将检测仪与检测部件连接，气源通过仪器内的调压阀，调节到规定的压力后，对该检测部件进行充气。在经过一个简短的充气过程之后，关闭隔离阀，以将检测工件与气源隔离，进入检测阶段。仪器内部压力传感器将监测系统的压力变化，如果压降高于一定数值，就意味着电池系统的气密性不良。使用此方法可以实现测量数据的实时显示、保存和数据追溯等功能。

气密性检测仪这款产品专门为新能源汽车售后服务市场而设计，主要适用于新能源汽车水冷管、电池包、零配件等部件防水性、密封性的气密性检测，具有便携式和多功能的特点 。

● 检测原理

以压缩空气为介质，使用强磁式耐压结构接头，轻松连接测试产品与仪器测试接口，向待测产品的内腔或者外表施加一定的压力，对产品进行高精度无损检测，通过仪器内部高灵敏度的传感系统计算压力变化，从而判断测试产品的密封性。

● 检测精度

满量程精度0.02%FS，适用于精度要求更高、工况更复杂的应用场景。

● 操作智能化

检测仪采用智能化的安卓4.42系统、1.4GHZ CPU，1GB内存、16GB存储10英寸电容屏，操控更加人性化，这也是仪器走向智能化的必然趋势。通过机械自动调节压力输入目标压力值，调压精度正负200Pa以内，真正实现精准自动调压。

● 磁吸式检测接口

接口采用稳定的强磁式结构耐压600KPa，即可排除各种快接头本身的不稳定性，又能自动导正，轻松连接。在不小心绊到仪器气管时，磁吸头还会自动脱落，消除仪器或人被绊倒的隐患。

▲图4 气密性检测参数

小结：电动汽车的安全使用，是一个需要全民不断提升安全意识的事情。

之前大家重点关注在电池的直接失效导致的问题上，但随着新能源车保有量提高，以及车辆使用时间越来越长，很多间接失效的问题也值得引起大家的关注。比如涉水之后的安全隐患——如果车辆使用超过3年，出现一些密封失效是挺危险的。

所以通过定期的保养，可以判断电池系统的密封老化情况，确认电池系统的气密性的有效。因此把相关的检测普及起来，是很有意义的。

审核编辑：刘清