新能源汽車的電池係統作為(wéi)電動汽車的(de)核心(xīn)部件,這個部件的好壞,直接決定車輛的可用性。而它的最基(jī)本防護,主要是由密封性所決定的。
密封性(xìng)的好壞,直接影(yǐng)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(jì)要(yào)求,才能保證其(qí)密封防水,不因進水導致短路事故。所有的電池組件-電芯、模(mó)組、水冷係統和Pack等,都必須確(què)保其密封性,以(yǐ)避免為客戶帶來不便,甚至出現災(zāi)難性(xìng)的故障(zhàng)。所以隨著電車使用時間增加,一般到3年以上,對電池係統的養護、檢(jiǎn)查氣密(mì)性等就成為(wéi)一個比較(jiào)重(chóng)要的工作。
Part 1
氣密性(xìng)破壞的問題
較早之前,國(guó)內已經普及了一輪新能源汽車安全(quán)性知識,圍繞新能源電池係統IP67密封要求(qiú)的(de)普及,使得新能源汽(qì)車電池係(xì)統(tǒng)基本安全得到了保障。在(zài)幾輪的(de)《關於開(kāi)展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項排查工作的通知》要(yào)求之下,需要對出(chū)租車、網約車等高強度運行的車輛進行檢查。
氣密性檢測的測試方案(àn)大多數是基於電池係統的。
主要(yào)的方(fāng)法是:采用氣體加壓係統(tǒng),用(yòng)快速連接器將產品和檢測儀連接,然後將氣體(tǐ)充入被檢測的工件,氣壓穩定後,檢測其內部(bù)壓力隨時間的變化。壓降(jiàng)ΔP是(shì)在時間Δt的基礎上(shàng)測量。如果係統中的(de)壓力下降速度快,就表示有(yǒu)大的泄漏源存在。如果係統的壓力緩慢下降,有小漏洞存在。如果壓力保持不變,即是無泄漏(lòu)。泄漏率Q可以很容易(yì)地計算考(kǎo)慮組件的體積V。那是:Q = (∆p*V) / ∆t
上,一(yī)般導致氣(qì)密性出(chū)現問(wèn)題,原因主要出現殼體破損——上蓋與下殼體之間如果封口膠開裂造成密封(fēng)性不好(hǎo),容易導致外部液體滲入,電池進水。一旦(dàn)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(xì)統(tǒng)。
因此在工程設(shè)計時,我們需要注意電池係(xì)統底部氣(qì)密安全的設計,需要考慮底護板和液冷板在(zài)撞擊時如(rú)果發生開裂(liè)怎麽辦?
當液冷板長期使用,材質的老化和疲勞會導致冷卻液發生滲漏/泄漏,從而引發電芯短路、起火(huǒ)等(děng)安全事故;更重要的是液冷板和(hé)底護板固定標準件位置受撞擊後,密封的有效性該如(rú)何判斷——固定液冷(lěng)板的FDS和固定底護板的拉鉚螺母(mǔ)受到碰撞(zhuàng)更容易使得箱體外密(mì)封失效。底部密封安全還有另一個難點(diǎn)是,氣密失效後(hòu)難以探測(cè),這確實需要用(yòng)外部儀器進行確認。
Part 2
新能源汽車電池係統氣密的設備
我有一位朋友,很早(zǎo)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(xià)。目前氣密性檢(jiǎn)測儀這款設備是眾多新能源相關企業的必備選項,其中包括:博世、清研精準、長城、寧德時代、理想、威馬(mǎ)等。
電池(chí)係統的檢修,不僅局(jú)限在電池研發機構或者整車企業,將來更是會從工廠(chǎng)擴展到(dào)4S店,甚至是更多(duō)的維修點。隨(suí)著新能源汽(qì)車的普及、保(bǎo)有車輛使用裏程的提升,在電動汽車(chē)的保養中,氣密性這個項目將是一個非常重要的隨檢(jiǎn)。
氣密性檢測儀通(tōng)常的用法,是將檢測儀與檢測部件連接,氣源通過儀(yí)器內的調壓閥,調節到規定的壓力後,對該檢測部件進行(háng)充氣。在經過一個簡短的充氣過程之(zhī)後,關閉隔離閥,以將檢測工件與氣源隔離,進入檢測階段。儀器內部壓力傳感器將監測係統的壓力變化,如果壓降(jiàng)高於一定數值,就意味著電池係統的氣密性(xìng)不良。使用此方法可以(yǐ)實現測量數據的實時顯(xiǎn)示、保存和數(shù)據(jù)追溯等功能。
氣密性(xìng)檢測儀這款產品專門為新(xīn)能源汽車售後服務市場(chǎng)而設計,主要適用於新(xīn)能源汽車水冷管、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(néng)的特點 。
● 檢測原理
以壓縮空氣為(wéi)介(jiè)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接口,向待測產品的內腔或者外(wài)表施加一定的壓力,對產品進行高精度無損(sǔn)檢測,通過儀器內部高靈敏度的傳感係統計(jì)算壓力(lì)變化,從而判斷測試產品的密封(fēng)性。
● 檢(jiǎn)測精度
滿量程精度0.02%FS,適用於精度要求更高、工況更複雜(zá)的(de)應用場(chǎng)景。
● 操作智(zhì)能化
檢測儀采(cǎi)用智能化(huà)的安卓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化的必然趨勢。通過機械自動調節壓力輸入目標壓力(lì)值,調壓精度正(zhèng)負200Pa以內,真正實現精準自動調壓。
● 磁吸式檢測接口
接口(kǒu)采用(yòng)穩定(dìng)的強磁式結構耐壓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。在不小心絆到儀器氣管時,磁吸頭還會自動脫落,消(xiāo)除儀器或人被絆倒的隱患。
小結:電動汽車的安全(quán)使用(yòng),是一個(gè)需要全民不斷(duàn)提(tí)升安全意識的事情。
之前(qián)大家重點關注在電池的直接失效導致的問題上,但隨著新能源車保(bǎo)有量提高,以及車輛使用時間越來越(yuè)長,很(hěn)多間接失效的問題也(yě)值得引起大家的關注(zhù)。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挺危險的。
所(suǒ)以通過定期的保養,可以判斷電池係統(tǒng)的密封(fēng)老化(huà)情況,確認電(diàn)池係統的氣密性的有效。因(yīn)此把(bǎ)相關的檢測普及起來,是很有意義的。