儲能電池氣密測試(也有稱泄露測試),一般分為兩種,一種是電池包氣密測試,為了檢測電池包防水性能,另一種是液冷管道氣密測試(電池包如無液冷系統,則無需進行此項測試),為了檢測液冷管道密封性能。由于電池包氣密測試和液冷管道氣密測試方法、原理都一樣,以下將以電池包為例講解。
電池包因泄漏引起的后果:
1、上蓋與底槽封口膠開裂造成密封性不好,容易導致外部液體滲入,污染電池工作環境。
2、因密封問題出現安全閥滲漏液,可能導致其他零件受損。
3、密封不到位導致接線端處滲酸漏液,影響電瓶車電線,導致電路燒壞。
4、密封不到導致電容量損耗,電池壽命與安全度下降。
待測部位
上下箱體結合處、高壓電連接器、水冷管路、散熱口(防水透氣孔)
檢測難點
A.電池包面積較大,內部空間較小,殼體本身材質較薄,所能承受的壓力較小;
B.電池包設有高壓連接器端口和散熱口,檢測時該如何有效封堵?
電池包檢測需求
對于電池包的氣密性能。有兩個指標可以評價電池包的氣密性,分別是:壓降值和泄漏率。壓降值就是從測試初始到測試結束電池包內部壓力的變化值。泄漏率就是泄露的速率。?
根據檢測時電池包內部壓力與外界大氣壓的大小,又分為:正壓測試和負壓測試。
氣密測試主要用干燥的壓縮空氣為介質,對被測物體充氣加壓(或負壓)并確定所充氣體是否泄漏。
泄漏的氣體是不能直接被測量的,而是通過外泄氣體所產生的效應入手,也就是說當把被測物體和壓縮空氣氣源切斷后,如果氣體外泄則被測物體內部的壓力必然要發生變化,我們要測量的便是這個壓力變化。通過計算被測物體內部壓力變化,來完成生產線上的被測產品的氣密測試OK或NG判定。
目前動力電池及儲能電池行業,用正壓測試的比較多,以下簡單講述下正壓測試的方法和原理。
測試方法:
采用特制的堵頭將電池包外露的高低壓接口堵住,留下呼吸閥安裝孔(一般通過電池包上的呼吸閥安裝孔充氣,呼吸閥安裝孔一般是φ8或φ10,可以使用標準通用工裝,做到多個項目通用,降低工裝投入成本)。
將測試工裝安裝上,對呼吸閥安裝孔直接充氣,往電池包內充一定壓力的氣體,待壓力穩定后,檢測一段時間,儀器將顯示電池包內部壓力降了多少或者其泄露速率是多少。
相關設備及公司
目前市面上主流的國外氣密測試設備品牌有:日本COSMO、美國CTS、德國Innomatec、德國JWFROEHLICH。
日本COSMO
COSMO計器公司自1970年在日本成立以來一直致力于研究開發高精度的空氣測漏儀,流量計測儀等精密儀器,為提高各種工業產品的質量做出了巨大的貢獻,其中空氣測漏儀被廣泛應用在各行各業的多類產品的氣密性檢測中。
美國CTS
CTS是知名的檢測設備企業,在設計和制造標準及定制測試解決方案的行業帶領者。產品廣泛應用于各個行業,影響數百萬的用戶,包括:交通,能源,醫療,消費品,軍事,消費品,包裝,娛樂,建筑,航空,等等。
不論是應用需要泄漏檢測儀器,泄漏檢測系統,還是一些其他形式的自動化功能測試,CTS都能成為解決方案的一部分。
德國Innomatec
Innomatec公司1983年以來致力于自主設計和生產檢漏儀、快速連接頭系列以及整體的功能測試、檢漏測試工裝臺。innomatec的先進技術已經廣泛應用于汽車領域、醫療器械、閥門、家用電器生產、制冷及空調技術、采暖領域以及核能領域。
這是唯一一家能將所有的測試方法和與其匹配的密封測試技術一并提供給的世界級的專業公司,并提供交鑰匙工程的一站式服務。
德國innomatec 于2015年11月在江蘇太倉投資設立了1500平米的亞太研發和生產基地,重點打造汽車行業所需的高壓氦檢測設備。2020將被評為國家級高新技術企業。
檢測過程
測試原理:無論是國內的還是國外的氣密檢測設備,檢測過程都必須經過以下四個階段:
1、充氣階段
設備充氣/排氣電磁閥切換到充氣,隔離電磁閥打開,設備開始給被測物體充氣,設備壓力傳感器壓力值逐漸升高,直到達到目標壓力值。
2、穩壓階段
設備壓力傳感器壓力值達到目標壓力值后,隔離電磁閥關閉,停止充氣,設備壓力傳感器壓力值非線性下降。
3、測試階段
設備壓力傳感器下降穩定后,進入線性下降階段,此時設備將把壓力下降值清零,重新開始計算并輸出測試結果。
4、排氣階段
隔離電磁閥打開,充氣排氣電磁閥切換到排氣,被測物體內部氣體排出,設備壓力傳感器數值恢復到0。
壓降標準和泄漏率標準:一般是產品開發前期,開發部門通過多次的浸水試驗,同時結合電池包內部體積計算得到。
氣密測試的過程參數:對于充氣時間、穩壓時間和測試時間的設定,需要根據產品的結構、產品的生產節拍經過反復的調試驗證,收集大量數據分析之后得到。
泄漏率公式
LRsccm=(V×?p)/(Patm×t)
行業里面,泄漏率的單位一般是:cc/min
Patm:標準大氣壓
t:測試時間
?p:壓降值
V:被測物體的體積,可以根據標準漏孔算出來
參考資料:固恒能源、海瑞思科技、佑彭
原文始發于微信公眾號(艾邦儲能與充電):儲能電池氣密測試方法