PACK动力电池包防水气密性测试方法,压力衰减,水浸,氦质谱检漏仪,差压比较

文摘   2025-01-12 21:31   江苏  


动力电池系统的防水气密性主要是为了保证电池包内部的密封性能,避免外部进水进入到电池包内部导致电气安全问题;

一旦电池包密封失效,在整车涉水、泡水等极端情况下,还有其他极端天气影响如湿气、雨水等,进入到电池包系统里面,引起电池包内部短路,导致整车下高压甚至引起热失控;

因此有必要对电池包的气密性,尤其是箱体内部的气密性进行必要的测试验证;在EOL下线时做严格的防水气密性测试。

首先来说下标准,主要依据1个标准来定义气密性测试要求方法及3个强制性标准来进行具体约束:

GB/T 4208-2017外壳防护等级(IP代码)

为了守住新能源汽车的安全“底线”,从2021年1月1日开始实施

GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、

GB 38032-2020《电动客车安全要求》以及

GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,

这三项强制性国家标准进一步规范了新能源汽车所要达到的安全“底线”。

气密性检测法,作为当前业界广泛使用的检测手段,正以其低成本、无污染、高度适配自动化的优势,在电池包密封性检测中发挥着不可替代的作用。

气密性检测法

气密性检测法,是指向待测物品充入特定压力的压缩空气气体,通过传感器监测气体压力的变化,判断待测品是否存在泄漏的一种检测方法。该方法基于气体分子扩散与压力平衡原理,当电池包壳体/液冷板密封良好时,内部气体压力将保持稳定;反之,若存在泄漏点,则气体将逐渐从泄漏处外泄,导致内部压力下降。气密性检测设备通过泄漏数值,自动判断电池包及其液冷系统的密封是否合格。

一、压力衰减法:

将电池外壳密封后充入一定压力的干燥空气或惰性气体,然后切断供气源,在一段时间内观察内部压力的变化。探测器将实时监测气压的变化,并通过内部算法计算气压下降的速度,根据压力变化速率可以计算出泄漏率。

例如,对于一个设定测试压力为 30kPa 的储能电池系统,10 分钟内压力下降不超过 1kPa 视为合格。

适用场景:这种方法适用于各种规格的电池系统,尤其对密封结构复杂的系统也能有效测试。

二、气泡观察法(水浸法):

这种方法将电池包浸入水中,然后观察电池包内部是否存在气泡。如果存在气泡,则表示电池包存在泄漏。不过,这种方法由于测试效率慢和精度较差,已被压降法和氦检法取代。

气泡法的测试系统是一种能够检测、定位和一定程度上量化气泡排放泄漏的装置,检漏装置主要由两部分组成。第一个组件是一个在被检对象内外之间产生压力差的装置,该压力差将开始驱使对象的内部气体通过泄漏路径从较高压力(对象内部)流向较低压力(对象外部)。这种压差的形成通过两种方式实现:
(1)通过插入或连接压力探针(加压管线)进行内部加压。这意味着内部压力大于环境空气压力。
(2)通过将被检对象放置在真空室中来抽真空。这意味着对象内部的压力是大气环境压力,而对象外部的压力小于环境压力。

精度较差是因为水浸法只能通过肉眼观察气泡的产生来判断泄漏情况,对于微小的泄漏很难检测到。相比之下,压降法和氦检法能够通过高精度的传感器和探测器,更加准确地检测到泄漏情况。

三、氦质谱检漏仪法:

氦气检漏法,即氦检法,同样是目前主流的气密性检测方法。在进行氦检法检测时,首先将氦气注入电池包内部。氦气具有分子小、渗透性强的特点,能够快速地通过微小的泄漏孔。

然后,通过氦气探测器检测电池包内部是否存在氦气泄漏。氦气探测器通常采用高灵敏度的传感器,能够检测到极低浓度的氦气。例如,一些先进的氦气探测器可以检测到百万分之一甚至更低浓度的氦气泄漏。

如果探测器检测到氦气,就说明电池包存在泄漏。这种方法的优点在于检测精度非常高,能够检测到极其微小的泄漏。但是,氦气检漏法的设备成本相对较高,操作也较为复杂。

测试原理:无论是国内的还是国外的气密检测设备,检测过程都必须经过以下四个阶段:

1、充气阶段

2、稳压阶段

3、测试阶段
4、排气阶段
泄漏率公式

LRsccm=(V×∆p)/(Patm×t)

行业里面,泄漏率的单位一般是:cc/min

Patm:标准大气压

t:测试时间

∆p:压降值

V:被测物体的体积,可以根据标准漏孔算出来;

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