INFICON提出动力锂电池泄露检测指南 确保电动汽车安全

今天，采用替代驱动系统的汽车生产的快速和意外增长，给汽车制造商及其制造伙伴带来了广泛的泄漏检测挑战，以确保汽车质量。

例如，为电池电动汽车（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）制造的牵引电池系统，必须防止水和潮湿，因为水和潮湿会减少电池寿命或引起火灾。燃料电池电动汽车（FCEV）也有独特的泄漏测试要求，特别是对氢气罐、燃料电池和驱动其电动马达的电池。

INFICON为制造和质量控制工程师出版了一份50页的电动和燃料电池汽车泄漏测试综合指南。该指南讨论了各种应用的检漏方法，包括电池单元、电池外壳、电动马达、马达冷却电路、燃料电池和氢气罐。还包括电子元件、控制模块和ADAS传感器。

电动汽车的安全问题随着销售的增加而增加

不仅是乘用车将走向电动化。麦肯锡公司和世界经济论坛最近的一项调查显示，商用车将从内燃机向电力驱动系统进行重大转变。随着电动车产量的增加，质量问题也将成倍增加。

在整个生产过程中，可靠的泄漏测试是至关重要的。电动汽车电池单元、电池组、电池冷却电路、电动马达和其他为电动汽车应用而修改的系统都需要进行泄漏测试，以确保质量和安全。泄漏测试确保在电池生产的每个阶段，电池单元的电解液不会泄漏或与水接触。它对于确保电池模块和电池组外壳的完整性也很重要。为什么？电池单元的电解液是高度可燃的，可以导致车辆起火。

电池单元在运输到OEM组装厂的过程中的损坏也需要被考虑。单个电池单元的热失控可导致燃烧的电解液温度高达1100°C（2,012°F）。

电池单元的泄漏测试方法

今天，汽车制造商希望锂离子电池的使用寿命能达到10年或更长。为了达到延长电池寿命的目的，棱柱形和圆柱形电池单元的泄漏率必须落在10-6至10-8mbar-l/s的范围内。袋装电池需要测试大的或所谓的总泄漏，以及极小的毛细泄漏。

基于质谱仪技术的新型泄漏检测系统现在能够捕捉到比以前小1000倍的泄漏。例如，INFICONELT3000测试装置可以识别直径仅为几微米的泄漏。INFICON还开发了一种灵活的测试室，旨在防止对袋状细胞的损害，以支持袋状细胞的真空测试。

电池组外壳的泄漏测试

电池组外壳需要特定的泄漏检测要求，因为它们保护电池模块和电池免受水的影响。根据它们的位置，外壳必须满足IP67或IP69K的保护等级要求。锂离子电池、电源控制单元、电动机和电子模块等电气元件的外壳通常按照IP67设计。(根据IP67的测试要求，组件在1米深的水中浸泡30分钟后应完全正常。)

在生产线上测试部件的最快和最准确的方法是在真空室中测试氦示踪气体。测试已组装和未组装的外壳的另一个选择是累积测试，这需要更长的循环时间。

如果制造商想测试已经组装好的电池组上的密封垫或密封件的完整性，真空测试不是一个选择。这种类型的测试的压力差可能会损坏垫圈或破坏已经安装的电容器。作为一种替代方法，建议对电池组和组装的外壳进行基于微量气体的嗅探器泄漏检测。

FCEVs及其部件

使用氢气技术的FCEV的泄漏测试也是必不可少的，不仅对其氢气罐，而且对为其电动马达供电的燃料电池和电池组。FCEV和BEV共享一些具有类似泄漏检测要求的部件。两者都是由锂离子电池驱动的电动机，尽管FCEV的电池要小得多，存储容量也较小。

然而，FCEV自己产生电能，其燃料电池堆；高温和低温冷却回路；以及氢气罐、管路和再循环系统都必须进行泄漏测试。

传感器和电驱动马达

无论是BEV还是FCEV，车辆的传感器、控制模块和电动驱动马达都需要进行某种形式的泄漏测试。水是每辆汽车的电气元件的主要敌人。因此，水和湿度的密封性是至关重要的，特别是对于自主或先进的驾驶员自主系统（ADAS）。

车辆传感器通常采用不太敏感的、强烈依赖温度的压力衰减测试。然而，ADAS制造商遵循的是零缺陷策略，其可靠性是六西格玛方法的1000倍，即每百万个案例可容忍3.4个错误。用于和LiDAR技术的传感器不仅必须是水密的，还必须是气密的--完全与湿度隔绝。