新能源汽車的電池係統作為電動汽車的核心部件,這個部件的好壞,直接決定車輛的可用(yòng)性。而它的最基本(běn)防護,主要(yào)是由密封性所決定的(de)。
密封性的好壞(huài),直接影響了整車的安(ān)全性——電池(chí)箱的防護等級(jí)需(xū)滿足不低於IP67的設計要求,才能保證其密(mì)封防水,不因進水導致短路事故。所有的(de)電池組件-電芯、模組、水(shuǐ)冷係統和(hé)Pack等,都必須確保其密封性(xìng),以避免為客戶帶來不便(biàn),甚至出現災難性的故障。所以隨著電車(chē)使用時間增加,一般到3年以上,對電池係統的養護、檢查氣密性等就成為一個比較重要的工作。
Part 1
氣密性破壞(huài)的問題
較早之前,國內(nèi)已經普及了一輪新能源汽車安全性知識,圍繞新能源電池係統IP67密封要求的普(pǔ)及,使得新能(néng)源汽車電池(chí)係統基本安全得到了保障。在幾輪的《關於開展新能(néng)源乘用車、載貨汽車安全(quán)隱患專(zhuān)項排查工作的通知》要求之下,需要對(duì)出租車、網約車等高強度運行的車輛進(jìn)行檢查。
氣密性檢測的測試方案大多數是基於電(diàn)池係統的(de)。
主要的方法是:采用氣體加壓係統(tǒng),用快速連接器將(jiāng)產(chǎn)品和(hé)檢測儀連(lián)接,然後將(jiāng)氣體充入被檢測的(de)工件,氣壓穩(wěn)定後(hòu),檢測其內部壓力(lì)隨時間的變化(huà)。壓降ΔP是在時間Δt的基礎上測量。如果係統中的壓力下降(jiàng)速度快,就表示有大的泄漏源存在。如果係統的壓力緩(huǎn)慢下(xià)降,有(yǒu)小漏洞存在。如果(guǒ)壓力保持不變,即是無(wú)泄漏。泄漏率Q可(kě)以很容易地計算考慮組件的體積V。那是:Q = (∆p*V) / ∆t
上,一(yī)般導致氣密性出現問題,原因主要出現殼體破損——上蓋(gài)與下殼體(tǐ)之(zhī)間如果(guǒ)封口膠開裂造成密封性不好,容易導致外部液體滲入,電池(chí)進水(shuǐ)。一(yī)旦絕緣被(bèi)破壞,對整個電(diàn)池係(xì)統,特別是以(yǐ)後CTP這種不太能(néng)維修的電池係統。
因此在工程(chéng)設計時,我(wǒ)們需要注意電池係統底部氣密安全的設計,需要考慮底護板和液冷板(bǎn)在撞擊時如果發生開裂怎麽辦?
當液冷板(bǎn)長期使用,材(cái)質的老(lǎo)化和疲勞會(huì)導致(zhì)冷卻液發生滲(shèn)漏/泄漏,從而引發電芯短路、起(qǐ)火等安(ān)全事故(gù);更重要的是液冷板和底護板(bǎn)固定標準件位置受撞(zhuàng)擊(jī)後,密封的有效(xiào)性(xìng)該如(rú)何判斷——固定液冷板的FDS和固定底護板的拉鉚螺母受(shòu)到(dào)碰撞更容易使得箱體外密封失效。底部密封(fēng)安全還有(yǒu)另一個(gè)難點是,氣密失效後難以探測(cè),這確實需要用外部(bù)儀器進行確認。
Part 2
新能源汽車電(diàn)池係統氣(qì)密的設備
我有一位朋友,很早之前就開始做(zuò)新能源氣密性檢測(cè)儀這個產品,我覺(jiào)得這裏(lǐ)可以推(tuī)薦一下。目前氣密性檢測(cè)儀這款設備是眾多新能(néng)源(yuán)相關企(qǐ)業的(de)必備選(xuǎn)項,其中包括:博世、清研精準、長城、寧德時代、理想、威馬等。
電池係統(tǒng)的檢修,不僅局限在電池研發機構或者(zhě)整車企業,將來更是會從(cóng)工廠擴展到4S店(diàn),甚至是更多的維修點。隨著新能源汽(qì)車的普及、保有車(chē)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(yī)個(gè)非常重要的隨檢。
氣密性檢測儀通常的用法,是將檢測儀與(yǔ)檢測部件連接,氣源通過儀器內的調壓閥,調節到規定的壓力後,對該檢測部件進行充氣。在(zài)經(jīng)過一個簡短的(de)充(chōng)氣(qì)過程之後,關閉隔離閥,以將檢測工件(jiàn)與氣源隔離,進入檢測階段。儀器(qì)內部壓力傳(chuán)感器將監測係統的壓力(lì)變化,如果壓降高(gāo)於(yú)一定(dìng)數值,就意味著電池係統的氣密性不良。使用此方法可以實現測量(liàng)數據的實時顯示、保存和數據追溯等(děng)功能。
氣密性檢測儀這款產品(pǐn)專門為新能源汽(qì)車售後服務市(shì)場而設計,主要適用(yòng)於新能源汽車(chē)水冷管、電池包(bāo)、零配件等部件防水性、密封性的氣(qì)密性檢測,具有便攜式和多功能的特點 。
● 檢測原理
以壓縮空氣為介質,使(shǐ)用強磁式耐壓結構接頭,輕鬆連接測試產品與儀器測試接口,向待測產品的內腔或者外表施加一定的壓力,對產品進(jìn)行高精度無損檢測(cè),通過(guò)儀器內部高靈敏度(dù)的傳感係統計(jì)算壓(yā)力變化,從而判斷(duàn)測(cè)試產品的密封性。
● 檢測精度(dù)
滿量程精度0.02%FS,適用於精(jīng)度要求更高、工況更複雜的應(yīng)用場景(jǐng)。
● 操作智能化(huà)
檢(jiǎn)測儀采用智能化的安卓4.42係統、1.4GHZ CPU,1GB內存、16GB存儲10英寸電容屏,操(cāo)控更加人性化(huà),這也是儀器走向智能化(huà)的必然趨勢。通過機械自動調節壓力輸入(rù)目標壓力值,調壓精度正負200Pa以內,真正實現精準自動調壓(yā)。
● 磁(cí)吸式檢測(cè)接口
接口采用穩定的強磁式結構耐壓600KPa,即可排除各種(zhǒng)快接頭本身的不穩定性,又能自(zì)動導正,輕鬆連接。在不小心絆到儀器氣管時,磁吸頭還會自動(dòng)脫落,消除儀器或人被絆(bàn)倒的隱患。
小(xiǎo)結:電動汽車的安全使用,是(shì)一個需要全民不(bú)斷提升安全意識的事情。
之前大家重點關注在電池的直接失效(xiào)導致的問題上(shàng),但隨著新能(néng)源車保有量提高,以及車輛使用(yòng)時間越(yuè)來越長,很多間(jiān)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——如果車輛使用超過3年,出現一些密封失效是(shì)挺危險(xiǎn)的。
所以(yǐ)通過定期的保養(yǎng),可以判斷(duàn)電池係統的密封老化情況(kuàng),確認電(diàn)池係(xì)統的氣密性的有效。因此把相關的檢(jiǎn)測普及起來,是很有意義(yì)的(de)。