新能源电池浸水及气密性测试分析

梁俊 陆伸瑞 韦精玉 陆新育 石才将 覃良海

摘要：动力蓄电池系统作为新能源汽车的供电装置，如果不具备防水要求，不仅会漏电还会对汽车的使用安全造成威脅。所以，动力蓄电池系统厂家在对其进行生产时，一般会针对动力蓄电池系统系统进行防水性较强的精密性设计，但无论是使用哪种材料，对动力蓄电池系统系统防水检测可行性研究和探讨是必不可少的。

关键词：动力蓄电池系统;气密性;测试及分析

Abstract： As the power supply device of a new energy vehicle， the power battery system will not only leak electricity but also pose a threat to the safety of the vehicle if it does not meet the requirements for waterproofing. Therefore， when the power battery system manufacturers produce it， they will generally design the power battery system system with strong waterproofness. However， no matter which material is used， the feasibility study and discussion of the power battery system system waterproof detection Is essential.

Keywords： Power Battery System; Air Tightness; Test and Analysis

前言：新能源汽车的开发与应用已经成为各国汽车工业积极探索的焦点。动力蓄电池系统系统安全也受到极大重视，众所周知，用电设备及储电装置在遇到水时，不可避免地会出现短路和电解等现象，会导致设备损坏，甚至会引发起火等会危及人身伤害的事故。而新能源汽车的动力源泉来自于核心的动力蓄电池系统，动力蓄电池系统作为一种储电单元，在日常使用过程中，不可避免地会接触到水。例如，下雨天气在涉水道路上行驶发生车辆被浸泡等情况。那么动力蓄电池系统是如何保证密封性能，以下是对动力蓄电池系统气密性的试验分析，希望借此与同行一起研究旨在共同提高其气密性及安全性能。

1、动力蓄电池系统包及气密性测试概述

1.1动力蓄电池系统是新能源汽车核心能量源，为整车提供驱动电能，它主要通过金属材质的壳体包络构成动力蓄电池系统主体。模块化的结构设计实现了电芯的集成，通过热管理设计与仿真优化动力蓄电池系统包热管理性能，电器部件及线束实现了控制系统对动力蓄电池系统的安全保护及连接路径;通过 BMS 实现对电芯的管理，以及与整车的通讯及信息交换。动力蓄电池系统组成包括电芯、模块、电气系统、热管理系统、箱体和 BMS。BMS能够提高动力蓄电池系统的利用率，防止动力蓄电池系统出现过充电和过放电，延长动力蓄电池系统的使用寿命，监控动力蓄电池系统的状态。

1.2气密性测试又称为密封性测试或者防水测试。现在很多产品要达到一定的防水等级或者安全性考虑都会做气密性测试。目前气密性测试的方法主要有两种一种是用水检测，还有一种是用压缩空气进行检测。用水检测的方法就是;把产品的密封口堵住，把产品直接放在水中，从产品的充气孔里充入气体，观测产品是否有气泡冒出，如果气泡冒出，就说明产品有泄漏，冒泡越多，气泡越大，说明泄漏量越大。这种用水检测产品密封性的方法比较直观，而且可以观测到产品的漏点。

2、动力蓄电池系统气密性测试及分析

2.1新能源动力蓄电池系统包的气密性测试主要分为上壳体、下壳体、对于上下壳体的气密性测试，上壳体与下壳体独立的池泄露率总和不得超过整体动力蓄电池系统包成品的泄露率要求，由于新能源动力蓄电池系统包的本身特性，动力蓄电池系统包气密性测试的充气压力不能过大，一般分为正压测试及抽真空测试，以某款动力蓄电池系统为例，其测试压力基本为正负几千帕，测试时间在1分钟左右，泄漏值根据动力蓄电池系统的款式会给出相应的临界值，通常来说，包腔体体积特别大，泄漏会变得很缓慢，所以对于建议选择差压对比法的检漏仪，如FORTEST T8960系列，分辨率及测试精度相对一般的检漏仪会高，这样对于测试来说，可以增加分辨能力，尤其对于这样缓慢的测试变化，检漏仪的稳定性一定要高，结果值本身就很小，如果略有波动的话，会造成结果值的不准确。整体的动力蓄电池系统包组，测试只需对新能源动力蓄电池系统包直接进行充气、稳压、测试、排气;测试程序的充气、稳压、测试时间，可以根据T8960检漏仪的曲线功能进行优化处理，得到合适的测试程序。

2.2上壳体、下壳体测试：动力蓄电池系统包上下壳体须满足气密性要求，那么给定的泄露率值的总和必须控制在一定范围内;当然，测试应该根据动力蓄电池系统包内部的结构和体积来确定，所以在选择 T8960 的时候，建议增加体积功能的测试模块，这样的话，可以直接测试出整动力蓄电池系统包内部的容积V1;根据这个容积值V1我们可以在后期对上下壳体测试的时候，制作工装夹具留有相应的容积值;由于新能源动力蓄电池系统包的气密性测试固有特性，测试一个动力蓄电池系统包的时间基本大于一分钟，结果值也就在几百帕斯卡;由于新能源动力蓄电池系统包的气密性测试的结果值比较小，测试周期长，通常对上下壳体测试的时候，需要边测试边沉水，筛选出不合格件，并对其分析泄漏产生的位置，可以在测试过程观察冒泡情况来判断;进行沉水测试，要选用进口部件、气缸、阀体等，保障长期测试的稳定性;检漏仪须配置外部排气功能，防止水回流进设备内部，导致检漏仪的损坏;对于更大的动力蓄电池系统包，测试气密性会变得更加艰难，那么需要在 T8960对比差压法检漏仪的 参考端增加一个对比腔体，进行这样的测试后，可以提高更多的测试稳定性;提高系统测试的分辨率.测试结果将更加稳定;总之对干新能源动力蓄电池系统包的气密性测试，必须选择配置的检漏仪，另外对比传统的测试方法∶动力动力蓄电池系统组输出电压高达200伏以上，动力蓄电池系统箱体除保障容纳动力蓄电池系统外，还必须有效隔绝操作人员和乘客与动力蓄电池系统的接触;动力蓄电池系统箱体必须密封防水，防止进水导致电路短路，动力蓄电池系统箱体要达到 IP67的防护等级。

浸水试验：该实验按照防护等级IPX7进行测试，针对动力蓄电池系统箱体，允许其放入0.15m-1m 深的水中，时间可长达 30min，用以测试动力蓄电池系统箱的密封性能。另外，还要对动力蓄电池系统包进行海水浸泡，测试时间为 2小时，然后进行相关性能的测试，其中最为关注的是漏电流的状态，是否发生触电的危险，以及是否有氢气爆炸的可能性。

2.3利用压缩空气为介质进行密封测试的优缺点：空气有可压缩性，且黏度相对较低。这意味着空气通过漏点的速度比液体的要快 100-400倍。空气本质上没有表面张力。这个特点使它比液体更容易通过小的漏点。然而，也必须考虑到空气可以通过的泄漏，对液体而言可能并不一定会泄漏。但只要我们设置一个合理的泄漏标准值即可解决此问题。因此选择压缩空气作为介质。

总结：众所周知，新能源纯电动车的安全系数收到社会的广泛关注，电动汽车的安全事故经常发生，造成严重人员伤亡和财产损失，引起公众广泛关注和质疑. —辆纯电动汽车，其使用的电芯通常重几百公斤，以100公斤电芯计算，总能量就相当于10公斤TNT炸药。所以为了杜绝因动力蓄电池系统引发的故障发生，动力蓄电池系统包安全性检测非常重要，尤其是密闭性。

参考文献

[1]周俊赵， 张向文. 动力电池状态参数监测系统的设计与实现[J]. 电测与仪表， 2014， 51（16）：5.