新能源汽車安全與氣密性檢測

近年來新能源行業(yè)發(fā)展迅猛，截至9月底，全國新能源汽車保有量達1149萬輛，占汽車保有量的3.65%。其中，純電動汽車保有量926萬輛，占新能源汽車總量的80.56%。

新能源汽車的電池系統(tǒng)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——電池箱的防護等級需滿足不低于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、水冷系統(tǒng)和Pack等，都必須確保其密封性，以避免為客戶帶來不便，甚至出現(xiàn)災難性的故障。所以隨著電車使用時間增加，一般到3年以上，對電池系統(tǒng)的養(yǎng)護、檢查氣密性等就成為一個比較重要的工作。

▲圖1. 電池系統(tǒng)氣密性是一個非常重要的工作

較早之前，國內已經普及了一輪新能源汽車安全性知識，圍繞新能源電池系統(tǒng)IP67密封要求的普及，使得新能源汽車電池系統(tǒng)基本安全得到了保障。在幾輪的《關于開展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項排查工作的通知》要求之下，需要對出租車、網(wǎng)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大多數(shù)是基于電池系統(tǒng)的。

主要的方法是：采用氣體加壓系統(tǒng)，用快速連接器將產品和檢測儀連接，然后將氣體充入被檢測的工件，氣壓穩(wěn)定后，檢測其內部壓力隨時間的變化。壓降ΔP是在時間Δt的基礎上測量。如果系統(tǒng)中的壓力下降速度快，就表示有大的泄漏源存在。如果系統(tǒng)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。泄漏率Q可以很容易地計算考慮組件的體積V。那是：Q = (?p*V) / ?t

▲圖2 氣密性檢查

事實上，一般導致氣密性出現(xiàn)問題，原因主要出現(xiàn)殼體破損——上蓋與下殼體之間如果封口膠開裂造成密封性不好，容易導致外部液體滲入，電池進水。一旦絕緣被破壞，對整個電池系統(tǒng)，特別是以后CTP這種不太能維修的電池系統(tǒng)。

因此在工程設計時，我們需要注意電池系統(tǒng)底部氣密安全的設計，需要考慮底護板和液冷板在撞擊時如果發(fā)生開裂怎么辦？

當液冷板長期使用，材質的老化和疲勞會導致冷卻液發(fā)生滲漏/泄漏，從而引發(fā)電芯短路、起火等安全事故；更重要的是液冷板和底護板固定標準件位置受撞擊后，密封的有效性該如何判斷——固定液冷板的FDS和固定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，氣密失效后難以探測，這確實需要用外部儀器進行確認。

Part 2、新能源汽車電池系統(tǒng)氣密的設備

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，我覺得這里可以推薦一下。目前氣密性檢測儀這款設備是眾多新能源相關企業(yè)的必備選項，其中包括：博世、清研精準、長城、寧德時代、理想、威馬等。

電池系統(tǒng)的檢修，不僅局限在電池研發(fā)機構或者整車企業(yè)，將來更是會從工廠擴展到4S店，甚至是更多的維修點。隨著新能源汽車的普及、保有車輛使用里程的提升，在電動汽車的保養(yǎng)中，氣密性這個項目將是一個非常重要的隨檢。

氣密性檢測儀通常的用法，是將檢測儀與檢測部件連接，氣源通過儀器內的調壓閥，調節(jié)到規(guī)定的壓力后，對該檢測部件進行充氣。在經過一個簡短的充氣過程之后，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(jiān)測系統(tǒng)的壓力變化，如果壓降高于一定數(shù)值，就意味著電池系統(tǒng)的氣密性不良。使用此方法可以實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的實時顯示、保存和數(shù)據(jù)追溯等功能。

氣密性檢測儀這款產品專門為新能源汽車售后服務市場而設計，主要適用于新能源汽車水冷管、電池包、零配件等部件防水性、密封性的氣密性檢測，具有便攜式和多功能的特點 。

● 檢測原理

以壓縮空氣為介質，使用強磁式耐壓結構接頭，輕松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，對產品進行高精度無損檢測，通過儀器內部高靈敏度的傳感系統(tǒng)計算壓力變化，從而判斷測試產品的密封性。

● 檢測精度

滿量程精度0.02%FS，適用于精度要求更高、工況更復雜的應用場景。

● 操作智能化

檢測儀采用智能化的安卓4.42系統(tǒng)、1.4GHZ CPU，1GB內存、16GB存儲10英寸電容屏，操控更加人性化，這也是儀器走向智能化的必然趨勢。通過機械自動調節(jié)壓力輸入目標壓力值，調壓精度正負200Pa以內，真正實現(xiàn)精準自動調壓。

● 磁吸式檢測接口

接口采用穩(wěn)定的強磁式結構耐壓600KPa，即可排除各種快接頭本身的不穩(wěn)定性，又能自動導正，輕松連接。在不小心絆到儀器氣管時，磁吸頭還會自動脫落，消除儀器或人被絆倒的隱患。

▲圖4 氣密性檢測參數(shù)

小結：

電動汽車的安全使用，是一個需要全民不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導致的問題上，但隨著新能源車保有量提高，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。比如涉水之后的安全隱患——如果車輛使用超過3年，出現(xiàn)一些密封失效是挺危險的。

所以通過定期的保養(yǎng)，可以判斷電池系統(tǒng)的密封老化情況，確認電池系統(tǒng)的氣密性的有效。因此把相關的檢測普及起來，是很有意義的。