為保證動力電池的安全,各大主機廠均對動力電池提出了全面和嚴格的安全標準和測試要求。北汽新能源對動力電池提出了全生命周期IP68的要求,但目前存在氣密檢測標準的設定不能保證動力電池完全滿足IP68的要求,本文在原標準基礎上升級了氣密檢測標準水平,以此升級后標準對動力電池進行下線檢測,可以保證動力電池滿足IP68的要求。
IP68防護等級中IP是Ingress Protection的縮寫,第一個數字是固態防護等級,6表示無塵埃進入,第二個數字是液態防護等級,8表示進入規定的壓力水中經規定時間后外殼進水量不致達到有害程度,IP68對動力電池檢測標準條件為測試件處在水深1m,沉水1h,通過標準為內部無水進入。
IP68沉水測試的方法耗時較長,對動力電池具有破壞性,且具有一定的安全風險,不適合作為動力電池的下線檢測。目前各大主機廠和電池廠均使用氣密檢測來保證動力電池滿足IP68的要求,目前國內大部分主機廠和電池廠使用壓降法來檢測動力電池的密封性,壓降法優點是只需干凈的壓縮氣源,測試成本低、操作簡單、設備成本低廉和效率高;缺點是壓降法與動力電池內部的空間體積有很大關系,對于不同的電池系統壓降法允許的壓降值不同。
需要設定合適的氣密檢測標準才能滿足IP68的要求,氣密檢測標準的制定需壓降值與泄漏率的關系,以及孔徑與漏水的關系等。在第19屆世界無損檢測大會上Rudolf等針對汽車孔徑和泄露量的關系研究中表明,當孔徑直徑≈0.01mm時,在100s內,100kPa的壓差下,漏氣量≈1cm3。
實驗驗證的目的是驗證孔徑的大小和數量與漏水的關系,物料狀態如表1。



式中,p為測試壓力;V為氣體體積;?p為壓力損失;?N分子量的泄漏;patm為大氣壓力;N為分子量;Q為泄漏率。
根據理想氣體的計算公式,計算壓差與泄露量的關系,見表3。以動力電池內部體積85L,檢測時間1min,測試壓力10kPa為例,此時計算出的允許的壓差泄露量為64.37Pa,但目前各大主機廠動力電池下線檢測壓力為5kPa,此時允許的泄露率為32.19Pa/min@5kPa。

本文提出了合適動力電池下線氣密檢測標準值以保證動力滿足IP68的要求,保證動力電池在全生命周期內不會有水和塵土進入動力電池內,避免造成動力電池內部因進水造成短路的風險,保證車輛和人員的生命財產安全。
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