今天，采用替代驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的汽車生產(chǎn)的快速和意外增長(zhǎng)，給汽車制造商及其制造伙伴帶來了廣泛的泄漏檢測(cè)挑戰(zhàn)，以確保汽車質(zhì)量。

例如，為電池電動(dòng)汽車（BEV）和插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）制造的牽引電池系統(tǒng)，必須防止水和潮濕，因?yàn)樗统睗駮?huì)減少電池壽命或引起火災(zāi)。燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）也有獨(dú)特的泄漏測(cè)試要求，特別是對(duì)氫氣罐、燃料電池和驅(qū)動(dòng)其電動(dòng)馬達(dá)的電池。

INFICON為制造和質(zhì)量控制工程師出版了一份50頁(yè)的電動(dòng)和燃料電池汽車泄漏測(cè)試綜合指南。該指南討論了各種應(yīng)用的檢漏方法，包括電池單元、電池外殼、電動(dòng)馬達(dá)、馬達(dá)冷卻電路、燃料電池和氫氣罐。還包括電子元件、控制模塊和ADAS傳感器。

電動(dòng)汽車的安全問題隨著銷售的增加而增加

不僅是乘用車將走向電動(dòng)化。麥肯錫公司和世界經(jīng)濟(jì)論壇最近的一項(xiàng)調(diào)查顯示，商用車將從內(nèi)燃機(jī)向電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行重大轉(zhuǎn)變。隨著電動(dòng)車產(chǎn)量的增加，質(zhì)量問題也將成倍增加。

在整個(gè)生產(chǎn)過程中，可靠的泄漏測(cè)試是至關(guān)重要的。電動(dòng)汽車電池單元、電池組、電池冷卻電路、電動(dòng)馬達(dá)和其他為電動(dòng)汽車應(yīng)用而修改的系統(tǒng)都需要進(jìn)行泄漏測(cè)試，以確保質(zhì)量和安全。泄漏測(cè)試確保在電池生產(chǎn)的每個(gè)階段，電池單元的電解液不會(huì)泄漏或與水接觸。它對(duì)于確保電池模塊和電池組外殼的完整性也很重要。為什么？電池單元的電解液是高度可燃的，可以導(dǎo)致車輛起火。

電池單元在運(yùn)輸?shù)絆EM組裝廠的過程中的損壞也需要被考慮。單個(gè)電池單元的熱失控可導(dǎo)致燃燒的電解液溫度高達(dá)1100°C（2,012°F）。

電池單元的泄漏測(cè)試方法

今天，汽車制造商希望鋰離子電池的使用壽命能達(dá)到10年或更長(zhǎng)。為了達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命的目的，棱柱形和圓柱形電池單元的泄漏率必須落在10-6至10-8mbar-l/s的范圍內(nèi)。袋裝電池需要測(cè)試大的或所謂的總泄漏，以及極小的毛細(xì)泄漏。

基于質(zhì)譜儀技術(shù)的新型泄漏檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)在能夠捕捉到比以前小1000倍的泄漏。例如，INFICONELT3000測(cè)試裝置可以識(shí)別直徑僅為幾微米的泄漏。INFICON還開發(fā)了一種靈活的測(cè)試室，旨在防止對(duì)袋狀細(xì)胞的損害，以支持袋狀細(xì)胞的真空測(cè)試。

電池組外殼的泄漏測(cè)試

電池組外殼需要特定的泄漏檢測(cè)要求，因?yàn)樗鼈儽Ｗo(hù)電池模塊和電池免受水的影響。根據(jù)它們的位置，外殼必須滿足IP67或IP69K的保護(hù)等級(jí)要求。鋰離子電池、電源控制單元、電動(dòng)機(jī)和電子模塊等電氣元件的外殼通常按照IP67設(shè)計(jì)。(根據(jù)IP67的測(cè)試要求，組件在1米深的水中浸泡30分鐘后應(yīng)完全正常。)

在生產(chǎn)線上測(cè)試部件的最快和最準(zhǔn)確的方法是在真空室中測(cè)試氦示蹤氣體。測(cè)試已組裝和未組裝的外殼的另一個(gè)選擇是累積測(cè)試，這需要更長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間。

如果制造商想測(cè)試已經(jīng)組裝好的電池組上的密封墊或密封件的完整性，真空測(cè)試不是一個(gè)選擇。這種類型的測(cè)試的壓力差可能會(huì)損壞墊圈或破壞已經(jīng)安裝的電容器。作為一種替代方法，建議對(duì)電池組和組裝的外殼進(jìn)行基于微量氣體的嗅探器泄漏檢測(cè)。

FCEVs及其部件

使用氫氣技術(shù)的FCEV的泄漏測(cè)試也是必不可少的，不僅對(duì)其氫氣罐，而且對(duì)為其電動(dòng)馬達(dá)供電的燃料電池和電池組。FCEV和BEV共享一些具有類似泄漏檢測(cè)要求的部件。兩者都是由鋰離子電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，盡管FCEV的電池要小得多，存儲(chǔ)容量也較小。

然而，F(xiàn)CEV自己產(chǎn)生電能，其燃料電池堆；高溫和低溫冷卻回路；以及氫氣罐、管路和再循環(huán)系統(tǒng)都必須進(jìn)行泄漏測(cè)試。

傳感器和電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)

無(wú)論是BEV還是FCEV，車輛的傳感器、控制模塊和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)都需要進(jìn)行某種形式的泄漏測(cè)試。水是每輛汽車的電氣元件的主要敵人。因此，水和濕度的密封性是至關(guān)重要的，特別是對(duì)于自主或先進(jìn)的駕駛員自主系統(tǒng)（ADAS）。

車輛傳感器通常采用不太敏感的、強(qiáng)烈依賴溫度的壓力衰減測(cè)試。然而，ADAS制造商遵循的是零缺陷策略，其可靠性是六西格瑪方法的1000倍，即每百萬(wàn)個(gè)案例可容忍3.4個(gè)錯(cuò)誤。用于和LiDAR技術(shù)的傳感器不僅必須是水密的，還必須是氣密的--完全與濕度隔絕。