基於空氣和（hé）示蹤氣體實現的氣密性檢測係統確保所有電動車輛電池組件無泄漏

當大多數人想到泄漏測試時，可能會想到一個（gè）童年事件：將（jiāng）裝滿自行車的內胎浸沒在充滿水的水槽（cáo）中，希望通（tōng）過跟蹤氣泡（pào）來找到確切的泄漏位（wèi）置。這種泄漏測試方法，稱為氣泡浸泡（BI），製造商經常使用可以（yǐ）用（yòng）空氣（qì）進行（háng）內部加壓而不會被水損壞的部件（jiàn）。

內管，流量（liàng）計，醫療器械包裝和許多其他產（chǎn）品符合這兩個測試標準（zhǔn）。然而，鋰離子電（diàn）池卻（què）沒有。無論其尺寸（cùn）如何，無論是小（xiǎo）到足以在無繩工具（jù）或吹雪機中使用，還是足夠大以為插電式（shì）混合動力或全電動車輛（EV）供電，都是如此。

EV電池具有數百個含有電解質的（de）電池。它們還具有（yǒu）包（bāo）含製冷劑的多組分冷卻係統。這些液體都不應與水混合。同樣重要的是（shì），對這些電（diàn）池組件（jiàn）施加相對較高的氣壓（25 psi或更高）可能會導致（zhì）其薄而敏感的塑料和金屬外殼過度膨脹（zhàng）和破裂。另外，BI方法不夠精確，無法用於泄漏要求嚴格的零件，而且其他基於空氣和示蹤氣體（tǐ）的方法更適合對這些組件進行泄漏測試（shì），這（zhè）是可以理解（jiě）的。

原始設備製造商和一級和二級（jí）供應商都非常清楚這一點，幾十年來一直使用這些方法對標準汽車零件進行泄漏測（cè）試。這種經驗與（yǔ）泄漏檢測係統相結合，比以往更加靈敏，準確和靈活，使這些（xiē）公司能夠生產各（gè）級防漏電動車電（diàn）池：電池，模塊，冷卻係統和電池組外殼。

健（jiàn）康細胞

電池中最小的元件是電池，產生3到4伏的電力。它主要含（hán）有電解質，內部有（yǒu）一個中間隔板，一端是陰極（jí），另一端是陽極。細胞有三種形狀。圓形電池（也稱為18650型，20700型（xíng）或特斯拉型21700型）類似於汽水罐，而棱柱形電池的尺（chǐ）寸為矩形（xíng）並具有穩定（dìng）的外（wài）殼。袋式電池沒有外（wài）殼，可能看起來像（xiàng）拉鏈袋。

泄漏測試的一個目標是保持所有液體（tǐ）和水從（cóng）每個細胞中流出，另一種是（shì）保持冷卻係統中的所（suǒ）有製冷劑或冷卻劑。水蒸氣可以蠕變進入細（xì）胞，凝結並與電解質反應形成氫氟酸（suān），殺死細胞。水還可以滲透到模塊和包中，使電池短路。

每個電池設計都有可能發生（shēng）泄漏的特定（dìng）區域。對於圓形電池，它是圓柱形外殼與（yǔ）陰極和陽極觸點之間的壓接（jiē）連接。袋式電池存在從袋子（zǐ）密封，電（diàn）極饋通和由關閉後處理（lǐ）過程引起的小孔泄漏的（de）風險。

棱柱形電池可能在許多區域泄漏：蓋板和兩（liǎng）個電極觸點之間的焊縫，焊接在蓋板中的爆破片，蓋板和下殼體部分之間的焊縫，以及（jí）開口的密封電解質填充。

無論（lùn）電池設（shè）計如何，電池製造商都可以指定電池外殼在填充之前進行壓力測試或真（zhēn）空衰減測試。在壓力衰減時，被（bèi）測部件被加（jiā）壓，然後與供應壓力隔離。傳感器監測內部壓力，當空氣泄（xiè）漏時內部壓力（lì）下降。然後（hòu）基於一段時間內的（de）壓力變化計算泄漏率。

真空（kōng）衰減類似於壓力衰減，但是，不是對部件加壓，而是在其內部產生真空。傳感器監測內部（bù）真空水（shuǐ）平，隨著空氣泄漏而（ér）衰減。然後根據一段時間內的真空變化計算泄漏率。

遠（yuǎn）智公司的泄漏測試專家說：“電池或組（zǔ）件的泄漏測試始終是首選，因為（wéi）它可以節省製造商的資金。”測試時電（diàn）池的價值（zhí）增（zēng）加了，如果任何部件泄漏，成本就會越高。“

91成人抖音自動化公司的的A800氣密性檢測模塊提供可重複的循環時間，具有高通量，可用於壓力衰減或質量流量測試。它的充氣速度高達每分鍾300升，並具有板載自動診斷，自檢和校準程序。。

在電池外殼密封之前，添加少量氦氣，使用氦硬（yìng）真空方法對電（diàn）池進行泄漏測試。該技術涉及將電池放（fàng）置在真空室中並將其抽空，從而可以通過質譜儀檢測從電池泄漏的氣體（tǐ）。

根據工程師的說法，對棱柱形和袋形細胞（bāo）進行一些硬真空測試需要采用一種稱為轟炸的方法。這涉及在高壓下將細胞（bāo）暴露於氦氣，因此氦氣通（tōng）過任何泄漏滲入細胞。然後將電池（chí）置於真（zhēn）空室中，檢測從部件泄漏的測試氣體。

在轟炸期間，需要將袋（dài）狀電池（chí）放置在支撐（chēng）結構中。否則（zé），它們的柔性包封密封接（jiē）縫可能因真空壓力而變形並且有泄漏電（diàn）解質的風險。

InterTech的（de）泄漏測試儀使用小型質量傳感器，反應速度快，恢複時間可歸（guī）零。基於空氣的測試（shì）儀還（hái）需要傳感器上的（de）低壓降以獲得可測量的流量。

不泄（xiè）漏包裝

通過所有泄漏測試的密封電池被堆（duī）疊（dié）並（bìng）焊接到電池模塊中（zhōng），該電池模塊（kuài）可包含多（duō）達數百個電池。焊接完成電池之間電流的電氣路徑。該模塊還具有溫（wēn）度監控器和控製電池電量放（fàng）電的控製單元。多個模塊（kuài）和冷（lěng）卻係統填充了大部分電池組。這些組件中的每（měi）一個以及組（zǔ）件外殼都（dōu）使用空氣方法（以（yǐ）驗證是否存在泄漏（lòu））單獨進行泄漏測試，然後使用氦氣（準確地確定泄漏點）。

冷卻係統（tǒng）由位於模塊周圍的成型鋁管或位於它們之間的小型熱交換器板（或散熱片）組成;堆（duī）疊模塊（kuài）之間的中型熱交換器板（bǎn）;所有模塊下方都有一個大（dà）型換熱器板;帕（pà）克（kè）指出，還有一個電子冷卻裝置。管道與圓形細胞和帶（dài）棱柱形細胞的（de）板一起使用。這（zhè）些組分中（zhōng）的冷卻（què）劑是水 - 乙二醇混合物或製冷劑，如R1234yf。

泄漏測試確保（bǎo）沒有冷卻劑進入電池模塊（kuài），從（cóng）而保（bǎo）護其內部電池和外部電子部件（電壓逆變器，控製器，主保險絲，維修斷開，電纜等（děng））在車輛運行期間不（bú）會（huì）短路（lù）。當使用車輛交流係統的旁路冷卻電池時，它還能保持適當的空調性能。

去年秋天，Inficon推出了LDS3000-AQ泄漏檢測儀（yí），該檢測儀在一個簡單的積（jī）聚室中使用合成氣體或氦氣。它足夠敏感，可以檢測（cè）兩種氣體的泄漏速度低至（zhì）每秒10-5毫巴升。該設備還能夠（gòu）通過EtherNet IP等多個模擬和數（shù）字接口傳達其測試結果（guǒ）。

冷卻係統組件的推薦泄漏測試方法是氦氣大氣（qì）積聚（jù）而（ér）不是氣壓衰減，因（yīn）為它們對溫度（dù）變（biàn）化具有高（gāo）度敏感性。在累積（jī）方法中，允許從（cóng）部件逸出的示蹤（zōng）氣體積聚在大氣壓力下圍繞部件的外（wài）殼中。將積聚的氣體混（hún）合並通過（guò）質譜儀（yí）取樣。

製造商喜（xǐ）歡這種方法不需（xū）要昂貴的真空室或泵，並（bìng）且它測試整體部件泄漏。這些組件的泄漏率要（yào）求（qiú）為水 - 乙二醇混合物，為（wéi）10-3毫巴升/秒，製冷（lěng）劑為10-5毫升（shēng）。

電池外殼為矩形或T形，由塑（sù）料，鋁（lǚ）或鋼（gāng）製成，並與可拆卸螺栓連接。根據製造商的不同，可以使用壓力（lì）衰減，積聚或嗅探方法對外殼進（jìn）行空載或全麵泄漏測試。後一種方法包括用氦氣填充外殼並（bìng）在部件上（shàng）掃描嗅探探頭（連接到氦氣檢漏儀（yí））以測量可疑（yí）位置的泄漏。生產量將決定人或機（jī）器人是否操縱嗅探探頭。

測試（shì）挑戰

泄漏測試EV電池組件存在一些挑戰。一個是完成測試的環境，特別是對於使用相同設備對不同部件進行空（kōng）氣測試的（de）公司。

Yuanzhi Automation Technology91成人抖音公司的技術總監說：“通常（cháng）情況下，空氣溫度會阻礙製造（zào）商（shāng）獲得他們（men）期望的測試結果可靠性。”這是因為隨著氣溫的升高，引入的壓力水平也（yě）隨之降低。部分。例如，在空（kōng）調或風扇下進行測（cè）試會降低空氣（qì）溫度和壓力，而溫暖的（de）區域（yù）會產生相反的效果。“

Yuanzhi91成人抖音公司的氣密性檢測儀對電池單元的（de）壓力衰減測試特別有（yǒu）效。該檢測儀目前是國內最小（xiǎo）最緊湊型的機器（qì），泄漏測量範圍為50至5,000帕斯卡壓力。

“終端（duān）用戶在測試EV電池或模塊時需要始終限製真空（kōng）量（liàng），” Cincinnati Test測試係統（tǒng）公司建（jiàn）議說。“全真空可能（néng）導致鋰（lǐ）電池（chí）和（hé）包裝破裂。”

來自Cincinnati Test的TracerMateCS是一種氣體（tǐ）管理（lǐ）儀器，可與各種氦氣泄漏檢測裝置配合使用。它連接到氣源並使用內部氣動裝置進行部件疏散和回填。根據（jù）其說法，該儀器可（kě）幫助（zhù）操作員在多達20多個零件位置使用手持式探頭（tóu）準確隔離泄漏。該設備還（hái）管理測試序列，並且足夠靈敏，可用於小型，中型和（hé）大型泄漏檢測應用（yòng）。