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新能源電池包氣密性測試的難點分析及解決方案、上下殼體的氣密性測試方案
新能源電池包是目前汽車行業(yè)的主流產(chǎn)品，同時新能源電池包的氣密性檢測也是非常講究的，由于一般的新能源電池包都比較大，基本長度都在1米以上，對于整個腔體而言，內(nèi)部的容積是非常大的，所以使用壓縮空氣作為氣密性測試，測試的難度高于一般的常規(guī)產(chǎn)品；
新能源電池包的氣密性測試主要分為上殼體、下殼體、總裝件的氣密性測試；對于上下殼體的氣密性測試，必須滿足總裝后氣密性的泄露率要求，也就是說上殼體與下殼體獨立的泄露率總和不得超過整體電池包成品的泄露率要求； 由于新能源電池包的本身特性，電池包氣密性測試的充氣壓力不能過大，一般分為正壓測試及抽真空測試，博世、大眾的新能源電池包測試壓力基本為正負(fù)幾千帕，測試時間在1分鐘左右，泄漏值根據(jù)電池包的款式會給出相應(yīng)的臨界值；
一般來說，新能源電池包腔體體積特別大，泄漏會變得很緩慢，所以對于建議選擇差壓對比法的檢漏儀，如FORTEST T8960系列，分辨率及測試精度相對一般的檢漏儀會高，這樣對于測試來說，可以增加分辨能力，尤其對于這樣緩慢的測試變化，檢漏儀的穩(wěn)定性一定要高，結(jié)果值本身就很小，如果略有波動的話，會造成結(jié)果值的不確定性。
整體的電池包組，壓裝會變得比較簡單，測試只需對新能源電池包直接進(jìn)行充氣、穩(wěn)壓、測試、排氣；測試程序的充氣、穩(wěn)壓、測試時間，可以根據(jù)T8960檢漏儀的曲線功能進(jìn)行優(yōu)化處理，得到合適的測試程序；
上殼體、下殼體測試：
電池包上下殼體須滿足氣密性要求，那么給定的泄露率值的總和必須控制在一定范圍內(nèi)；當(dāng)然，測試應(yīng)該根據(jù)電池包內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和體積來確定；那么對于前期的研發(fā)和工藝而言，內(nèi)部的體積確定，就變得非常重要了，所以在選擇T8960的時候，建議增加體積功能的測試模塊，這樣的話，可以直接測試出整電池包內(nèi)部的容積V1;根據(jù)這個容積值V1我們可以在后期對上下殼體測試的時候，制作工裝夾具留有相應(yīng)的容積值； 由于新能源電池包的氣密性測試固有特性，測試一個電池包的時間基本大于一分鐘，結(jié)果值也就在幾百帕斯卡；
由于新能源電池包的氣密性測試的結(jié)果值比較小，測試周期長，通常對上下殼體測試的時候，需要邊測試邊沉水，合格件流入生產(chǎn)線，不合格件，需要知道泄漏產(chǎn)生的位置，可以在測試過程觀察冒泡情況來判斷；
如果要進(jìn)行沉水測試，建議選用進(jìn)口部件、氣缸、閥體等，保障長期測試的穩(wěn)定性；檢漏儀須配置外部排氣功能，防止水回流進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，導(dǎo)致檢漏儀的損壞；
對于更大的電池包，測試氣密性會變得更加艱難，那么需要在T8960對比差壓法檢漏儀的參考端增加一個對比腔體，進(jìn)行這樣的測試后，可以提高更多的測試穩(wěn)定性；提高系統(tǒng)測試的分辨率，測試結(jié)果將更加穩(wěn)定；
總之對于新能源電池包的氣密性測試，必須選擇配置的檢漏儀，如果研發(fā)及工藝需要對上下殼體或者其他零部件進(jìn)行氣密性測試，那么必須配置體積測試功能，腔體容積如果可以確定，對于研發(fā)及工藝部門相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)，是有非常大的幫助。
另外我們再對傳統(tǒng)的測試方法做一些補(bǔ)充：
1傳統(tǒng)測試方案
純電動汽車動力電池組輸出電壓高達(dá) 200 伏以上，電池箱體除保障容納電池外，還必須有效隔絕操作人員和乘客與電池的接觸；電池箱體必須密封防水，防止進(jìn)水導(dǎo)致電路短路，電池箱體防護(hù)等級要求達(dá)到 IP67。
傳統(tǒng)測試方法如下：
1.1氣密性試驗
把電池箱上蓋蓋嚴(yán)，使用密封膠進(jìn)行密封，只留一個插接件口作為進(jìn)氣口，其余插接件孔堵住，使用氣壓表控制壓力，對電池箱進(jìn)口充氣，加氣壓力到30KPa,保壓1min，用肥皂水檢查是否有漏氣的地方。若箱子沒有漏氣，可以保壓，說明電池箱體密封性至少在IP66以上。
1.2浸水試驗
把把電池箱上蓋蓋嚴(yán)，使用密封膠進(jìn)行密封，所有插接件孔都用擋板夾密封墊堵上，將整個電池箱體*浸入一個盛滿水的池子中，用支架從電池箱上邊把整個箱子*壓入水中，保持箱子上表面在水下500mm，保持10分鐘。待時間到后取出箱子，打開上蓋，看箱體內(nèi)是否浸水。若箱子內(nèi)*干燥，則說明電池箱體密封性至少達(dá)到了IP66以上。若箱子內(nèi)部進(jìn)水，則說明密封不夠，需查找原因和改進(jìn)。
傳統(tǒng)測試方法雖然成本上較低，但存在以下一些問題：
規(guī)律性差
主觀性很強(qiáng)，*依賴于操作
無法進(jìn)行的計量
針對傳統(tǒng)方法的劣勢，以下解決辦法，將蘇州創(chuàng)啟的側(cè)漏儀與檢測部件連接，通過儀器內(nèi)部電子調(diào)壓閥對該檢測部件進(jìn)行充氣。在經(jīng)過一個簡短的充氣過程之后, 關(guān)閉調(diào)壓閥，以隔離氣源和檢測工件。儀器內(nèi)部壓差傳感器壓力的變化就會顯示出腔內(nèi)氣體壓力的降低，這就意味著工件泄漏。使用此方法可以實現(xiàn)測量，規(guī)律性強(qiáng)，實時顯示和保存，數(shù)據(jù)追溯等功能。
為什么要用壓縮空氣為介質(zhì)進(jìn)行密封測試
對比一下一空氣和液體作為介質(zhì)進(jìn)行密封性檢測的優(yōu)缺點?？諝庥锌蓧嚎s性，且黏度相對較低。這意味著空氣通過漏點的速度比液體的要快 100-400 倍。
? 空氣本質(zhì)上沒有表面張力。這個特點使它比液體更容易通過小的漏點。
? 然而, 也必須考慮到空氣可以通過的泄漏，對液體而言可能并不一定會泄漏。但只要我們設(shè)置一個合理的泄漏標(biāo)準(zhǔn)值即可解決此問題。這就是為什么以選擇空氣作為介質(zhì)。
通過熱力學(xué)定量和伯努利方程得出
Q = 泄漏率 [ml/min] 、p = 壓差 [Pa] 、p0 = 在正常情況下的空氣壓強(qiáng)
(1013.25*103Pa)、 V = 容積 [ml] 、t = 測試時間 [sec]。大氣壓在同一環(huán)境下溫度不變。
通過方程我們可以知道，在體積恒定的情況下，泄漏率Q與壓差p成正比。在壓差恒定的情況下，泄漏率與體積V成正比，體積越大 ，Q越大。若產(chǎn)品體積很大時，泄漏量恒定時，壓差p較小。
在泄漏測試中參數(shù)主要分為：充氣時間（直接充氣和預(yù)充氣）、穩(wěn)壓時間、測試時間、排氣時間、充氣壓力（預(yù)充氣壓力和充氣壓力）、測試壓力、壓力偏差值和判斷產(chǎn)品合格與否的極限值（flow/ pressure difference）。
針對電池包箱體，通?？梢灾苯右隹瘴皇褂脵z漏儀進(jìn)行正壓測試，所需測試壓力需由于不同電池包的材料和體積會有所不同。大致在3-50kpa左右。而針對不同的電池芯體，測試壓力也會有很大不同。
壓差法在測試回路中增加了更高精度的壓差傳感器，*，傳感器的精度是和傳感器量程有關(guān)系的。壓差法檢測方法引入的壓差傳感器量程較小，一般為+-5kpa或者+-2kpa，檢測靈敏度提高到0.1pa,適合于電池微小泄漏的檢測。壓差法在實際應(yīng)用中可以將參考口和測試口分別接參考容積和被測工件，在一定程度上抵消了產(chǎn)品受溫度影響引起的壓力波動誤差，提高了測試結(jié)果穩(wěn)定性。同樣，針對客戶電池芯的測試，客戶也可以選擇使用真空測試取代水檢。
針對一些容積較大、泄漏率要求比較小的產(chǎn)品我們也可以使用質(zhì)量流量法(M版本)測試，質(zhì)量流量傳感器連接了參考容積和被測工件。首先將被測工件和參考容積都充入壓縮空氣，經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定后，關(guān)閉充氣閥組。將參考容積和被測工件中間的測試閥組也關(guān)閉，此時參考容積和被測工件直接連接的是流量傳感器，如果被測工件有微小泄漏，參考容積的氣體分子就會流過流量傳感器，流過多少氣體分子就能測到流量是多少，將此數(shù)值記錄下就是zui終的測試結(jié)果。流量法測試在歐洲新能源電池行業(yè)應(yīng)用比較多。
如果考慮到產(chǎn)品的耐水性能要求高，比如防水50米，就是壓力TM的壓力,也就是5bar氣壓（水下1米深，相當(dāng)于0.1bar壓力），那么我們儀器自帶的參考容積釋放到測試容腔內(nèi)的氣壓就是5bar，那么儀器自帶參考容積壓力就肯定高于5bar,這個儀器會自動計算，我們只要把5bar測試壓力和測試容腔的容積輸入就可以。
針對有些客戶電池芯的測試，有些客戶為了更快速的測量產(chǎn)品，可能會選擇氦檢設(shè)備，而有些客戶由于成本考慮則會選擇使用儀器測量。
對于FORTEST檢漏儀有一個非常大的優(yōu)勢就是，測試精度為測量值的0.5%；而對于其他檢漏儀均是全量程的0.5%；這使得這款檢漏儀設(shè)備測試結(jié)果值更加、穩(wěn)定。