新能源汽車的電池係統作為電動汽車的(de)核心部件,這個部件的好壞,直(zhí)接決定(dìng)車輛的可用性。而它的最基本防護,主要是由密封性所決定的。
密封性的好壞,直接影響了整車的安全性——電池箱的防護(hù)等級需滿足不(bú)低於IP67的設計要求,才能保證其密封防水,不因進水導致短路事故。所有的電池組件-電芯、模組、水冷係統和Pack等,都必須確保其密封性,以避免(miǎn)為客戶帶來不便(biàn),甚至出現災難性(xìng)的故障。所以隨著電車使用時間增加(jiā),一般到(dào)3年以上,對電池係統的養護、檢查(chá)氣密性等就成為一(yī)個比較重要的工作。
Part 1
氣密性(xìng)破壞的問題
較早之前,國內已經普及了一輪新能源汽車安全性知識,圍繞新能源電池係(xì)統IP67密封要求的普及,使得新能源汽車電池係統基本安全得到了保障。在幾輪的(de)《關於開展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項(xiàng)排查工作的通知》要求之下,需要對出租(zū)車、網約車等高(gāo)強(qiáng)度運行的車輛進行(háng)檢(jiǎn)查。
氣密性檢測(cè)的測試方案(àn)大多數是基於電池係統(tǒng)的。
主(zhǔ)要(yào)的方法是:采用氣體加壓係統,用快速連接器(qì)將產品和檢測(cè)儀連接(jiē),然(rán)後將氣體充入被檢測的工件,氣壓穩(wěn)定後,檢測其(qí)內(nèi)部壓力隨時間的變化。壓降ΔP是在時間Δt的基礎上測量。如果係統中的(de)壓力下(xià)降速度快,就(jiù)表示有(yǒu)大的泄漏源存在。如果係統的壓力緩慢下(xià)降,有小漏洞存在。如果壓力保持不變,即是無泄漏。泄漏率Q可以很容易地計算考(kǎo)慮組件的體積V。那是:Q = (∆p*V) / ∆t
上,一般導致氣密性出現問題,原因主要出現殼體破損——上蓋與下殼(ké)體之間如果封口(kǒu)膠(jiāo)開裂造成密封性不(bú)好,容易導致外部液體(tǐ)滲入,電池進水。一旦絕緣被破壞,對整個電池(chí)係統,特別是以後CTP這種不太能維修的電池係統。
因此在工程設計時,我(wǒ)們需要(yào)注意電池係統(tǒng)底部氣密安(ān)全的(de)設計,需要考慮底護板和液冷板在(zài)撞擊時如果發生開裂怎麽辦?
當液冷板長期使用,材質的老化和疲勞會導致(zhì)冷卻(què)液發生滲漏/泄漏,從(cóng)而引發電芯短路、起火等安全事故(gù);更重要的是液冷板和底護板固定標準件位置受撞擊後,密封的有效(xiào)性該(gāi)如何判斷——固定液(yè)冷板的(de)FDS和固定(dìng)底護板的拉鉚螺母受到碰撞更容易使得箱體外密封失效。底部密封安全還有另一個難點是,氣密失效後難(nán)以探測,這確實需要用外部儀(yí)器進行確認。
Part 2
新能源汽(qì)車電池係統(tǒng)氣密的設備(bèi)
我有一位朋友,很早之前就開始做新能源氣密性檢測儀這個產品,我覺得(dé)這裏可以推薦一下。目前氣(qì)密性檢測儀這款設備是眾多新能源相關企業的必備選項,其中(zhōng)包括:博世、清研精準、長城、寧德時代(dài)、理想、威馬等。
電(diàn)池係統的檢修,不僅(jǐn)局限在電池研發機構(gòu)或(huò)者(zhě)整車企業,將來(lái)更是會從工廠擴展到4S店(diàn),甚至是更多的維修點。隨著新能源汽車的(de)普及、保有車輛使用裏程的提升,在電動汽車的保養中,氣密性這個項目將是一個非(fēi)常重要的隨檢。
氣密性檢測儀通常的用法,是將檢(jiǎn)測儀與檢(jiǎn)測部件連(lián)接,氣源通過儀器內的調壓閥,調節到(dào)規(guī)定的壓力後,對該(gāi)檢測(cè)部件進行充氣。在經過一個簡短的充氣(qì)過程之後,關閉隔離閥,以將檢測(cè)工件與氣源隔離,進入檢測階段。儀器內部壓力傳(chuán)感器將監測(cè)係統的壓(yā)力變化,如果壓降高於一定數值,就意味著(zhe)電池係統的氣密性不良。使用(yòng)此方法可以實現測量(liàng)數據的(de)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售後服務市場而設計,主(zhǔ)要(yào)適用於新能源汽車水冷管、電池包、零配件等部件(jiàn)防水性、密封(fēng)性的氣密性(xìng)檢測,具有便(biàn)攜式和多(duō)功能的特點 。
● 檢測原理
以壓縮空氣為(wéi)介質,使(shǐ)用(yòng)強磁式耐壓結構接頭,輕鬆連接測試產品與儀器測試(shì)接口,向待測產品的(de)內腔或者外表施加一定的壓(yā)力,對產品進(jìn)行(háng)高精度(dù)無損檢測,通過儀器內部高靈敏度的(de)傳感(gǎn)係統計算(suàn)壓力變化,從而判斷測(cè)試產品的密封性。
● 檢測精度(dù)
滿量程精度0.02%FS,適用(yòng)於精度要(yào)求更高、工況更複雜(zá)的應用場景。
● 操作(zuò)智能化
檢測儀采用智能化的(de)安卓4.42係統、1.4GHZ CPU,1GB內存、16GB存儲10英(yīng)寸電容屏,操控更加人性(xìng)化,這也是儀器走向智能(néng)化的必然趨勢。通過機械自動調節壓力輸入目(mù)標壓(yā)力值,調壓精度正負200Pa以(yǐ)內,真正(zhèng)實現(xiàn)精準自動調壓。
● 磁吸式檢測接口
接口采用(yòng)穩定的強磁式結構(gòu)耐壓600KPa,即可排除各種快接頭本身的不穩定性,又能自動導正,輕鬆連接。在不小心(xīn)絆到儀器氣管(guǎn)時,磁吸頭還會自動脫落(luò),消(xiāo)除儀器或人被絆倒的隱患。
小結:電動汽車的安全使用,是一個需要全民不斷提(tí)升安(ān)全意識的事情。
之前大家(jiā)重點關注在電池的直接失效導致(zhì)的問題上,但隨著新能源車保有量提高(gāo),以及車輛使用時間越來越長,很多間接失效的問題也值得引起大家的關注。比如涉水之後的安全隱患——如(rú)果車(chē)輛使用超過3年,出現一些密封失效是挺危險(xiǎn)的。
所以通過定期的(de)保(bǎo)養,可以判斷電池係統的密封老化(huà)情況,確認電池係統的氣密性的有效。因此把相關的(de)檢測普及起來,是很(hěn)有意義(yì)的。