新能源汽車的電池係統作(zuò)為電動汽車的核心部件,這個部件的好壞,直接決(jué)定車輛的可(kě)用性。而它的(de)最基本防護,主要(yào)是由密封性所決定的(de)。
密(mì)封(fēng)性的好壞,直接影響了整車的安全性——電池箱的防護等級需滿足不低於IP67的設計要(yào)求,才能保證其密封防水,不因進水導致短路(lù)事(shì)故。所有的(de)電池組件-電芯、模組、水冷係統和Pack等,都必須確保其密封性,以避免為(wéi)客戶帶來不便,甚至出現(xiàn)災難性的故障。所以隨著電車使用時(shí)間增加(jiā),一般(bān)到3年以上(shàng),對電池係統的養護、檢查氣密性等就成為一個比較重要(yào)的工作(zuò)。
Part 1
氣密性破壞的問題
較早之前(qián),國內(nèi)已經普及了一輪新能源汽(qì)車安全性知識(shí),圍繞新能源電池係統(tǒng)IP67密封要求的普及(jí),使得新能源汽車(chē)電池係統基本安全得到了保障。在幾輪的《關於(yú)開展新能源乘用車、載貨汽車(chē)安全隱患專項(xiàng)排查工作的通知》要(yào)求之下,需要對出租車(chē)、網約車等(děng)高強度運行的(de)車輛進行檢查。
氣密性檢測的測試方案大多數是基於電池係統的。
主要的方法是:采用氣體加壓係統,用快速連接器將產(chǎn)品和檢測儀連接(jiē),然後將氣(qì)體充入被檢測的工件,氣壓穩定後,檢(jiǎn)測其內部壓力隨時間的變化。壓降ΔP是在時間Δt的(de)基(jī)礎上測量。如果係統中的壓力下(xià)降速(sù)度快,就表(biǎo)示有大的泄漏源存(cún)在。如果(guǒ)係統(tǒng)的(de)壓力緩慢下降(jiàng),有小漏洞存在。如果壓力保持不變,即(jí)是無泄漏。泄漏率Q可以很容易地計(jì)算考(kǎo)慮(lǜ)組件的體積V。那是:Q = (∆p*V) / ∆t
上,一般導致氣(qì)密性(xìng)出現問題,原因主要出現(xiàn)殼體破損——上蓋與(yǔ)下(xià)殼體之間如果封口膠開裂造成密封性不好,容(róng)易導致(zhì)外部液體滲入,電池(chí)進水。一旦絕緣被破壞,對整個電池係統,特別是以後CTP這種不太能維修的電池係統(tǒng)。
因此在工(gōng)程設計時,我(wǒ)們需要注意(yì)電池係統底部氣(qì)密安全的設計,需要考慮底護(hù)板和(hé)液(yè)冷板在撞擊時如(rú)果發(fā)生開裂怎麽辦?
當液冷板長期使用,材(cái)質的老化和疲勞會導致冷卻液發生(shēng)滲漏/泄漏,從而引發電芯短路(lù)、起(qǐ)火等安全事故(gù);更重要的是液(yè)冷板和底護板固定標準件位置受撞擊後,密封的有效性該如何判斷——固定液冷板的FDS和(hé)固定底護板的(de)拉鉚螺母受到(dào)碰撞更容易使得(dé)箱體外密封失效。底(dǐ)部密封安全還有(yǒu)另一個(gè)難點是,氣密失效後難以探測,這確實需要用外部儀器進行確認。
Part 2
新能源(yuán)汽車電池係統氣密的設備
我有一位(wèi)朋友,很早之前就開(kāi)始做新能源氣密性檢測儀這個產品,我覺得這裏可以推薦一下。目前(qián)氣密性(xìng)檢測儀這款設備是眾多(duō)新能源相關企業的(de)必備選項,其中包括:博世(shì)、清研精準、長城、寧德(dé)時代、理想、威馬等。
電池係統(tǒng)的檢修(xiū),不僅局限在電池研發(fā)機構或(huò)者整車企業,將來(lái)更是會(huì)從工廠擴展到4S店,甚至(zhì)是更多的維修點。隨著新能源汽車的(de)普及、保有車輛使用裏程的提(tí)升,在電(diàn)動汽車的保養(yǎng)中,氣密(mì)性這個(gè)項目將是一個非(fēi)常(cháng)重要的(de)隨檢。
氣密性(xìng)檢測(cè)儀通常的用法,是將檢測儀(yí)與檢測(cè)部件連接,氣源通過儀器內的調壓閥,調節到規定(dìng)的(de)壓力後,對該檢測部件進(jìn)行充氣。在經過一個(gè)簡短的充氣過程之後,關閉隔離閥,以(yǐ)將檢測工件與氣源隔離,進(jìn)入檢測階段。儀器內部(bù)壓力傳感器將監測係統的壓力變化,如果壓降高於一定數值,就意味著電池(chí)係統的氣密性不(bú)良。使用此方法可以實現測量數據(jù)的實時顯示、保存和數據追溯等功能。
氣(qì)密性檢測儀這款產品專門為新能源汽車(chē)售後服務市場而(ér)設計,主要適(shì)用於新能源(yuán)汽車(chē)水(shuǐ)冷管、電池包、零配件等部件(jiàn)防水性、密封性的氣密性檢(jiǎn)測(cè),具有便攜式和(hé)多功能的特點 。
● 檢(jiǎn)測原理
以壓縮空氣為介質,使用強磁式耐(nài)壓結構接頭,輕鬆連接測試產品與儀器測試接口,向待測產(chǎn)品(pǐn)的(de)內腔或者外表施加一定的壓力,對產品(pǐn)進行高精度無損檢測,通過儀器內部高靈敏度的傳感係(xì)統計算壓力變化(huà),從而判斷測試(shì)產品的密封性。
● 檢測精度
滿量程精度0.02%FS,適(shì)用於精度要求更高、工況更複雜的(de)應用場景。
● 操作智能化
檢測儀采用智能(néng)化的安卓4.42係(xì)統、1.4GHZ CPU,1GB內(nèi)存、16GB存儲(chǔ)10英寸電(diàn)容屏,操控更加人性化(huà),這也是儀器走(zǒu)向智能化的必然趨勢。通過機(jī)械自動調節壓力輸入目標壓力值,調壓精度正負200Pa以內,真正實現精準自(zì)動調壓。
● 磁吸式檢測接口
接口(kǒu)采用穩(wěn)定的(de)強磁式結構(gòu)耐(nài)壓600KPa,即可排除各種快接頭本身(shēn)的不穩定性,又能自動導正(zhèng),輕鬆連接。在不小心絆到儀器(qì)氣(qì)管時,磁吸頭還會自動脫(tuō)落,消除儀器或人被絆倒的隱患。
小結:電動汽車的安全使用,是一(yī)個需要全民不斷提升安全意識的事情。
之前大家(jiā)重點關注在(zài)電池的直接失(shī)效導致的問題(tí)上,但隨著新能源車保有量提高,以及車輛使用時(shí)間越來越長,很多間接失效的問題也值得引起(qǐ)大家的關注。比如(rú)涉水之後的安全隱(yǐn)患——如果車輛使用(yòng)超過3年(nián),出(chū)現一些密封失效是挺危險的。
所以(yǐ)通過定期的保(bǎo)養,可以判斷電池係統的密封老化情況,確(què)認電池係統的氣密(mì)性的有效。因此把相關的檢(jiǎn)測普及起來,是很有意義的。