电动交通行业：电动汽车和燃料电池汽车泄漏检测

电子书 电动交通：电动汽车和燃料电池汽车泄漏检测 纯电动汽车/插电式混合动力汽车/燃料电池汽车工业生产—动力电池、电机和燃料电池生产中的检测任务 目录 前言�����������������������������������������������������4简介�����������������������������������������������������5 1电动交通是未来的大势所趋�����������������������������7 2纯电动汽车/插电式混合动力汽车的“心脏”：动力电池������8 2.1从电芯到电池模组和电池包再到动力电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82.2火灾风险和热失控. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92.3电芯进货检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112.4电池模组和电池包的密封性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112.5确保电池使用寿命. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 3电芯检测方法����������������������������������������12 3.1不同类型电芯的失效模式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133.2不同类型电芯的漏率要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143.2.1硬壳电芯(方形、纽扣和圆柱形电芯)的要求漏率. . . . . . . . . . . .143.2.2软包电芯的要求漏率. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153.3电芯壳体初步检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163.4预充注电芯的泄漏检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183.4.1直接使用电解液溶剂进行泄漏检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183.4.2直接检测法优于加压法和氦轰击法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 4对电池包壳体的要求����������������������������������21 技术点1：IP67—壳体材料决定漏率限值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224.1在真空室或累积室中对壳体进行初步检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . .264.2自动化机器人吸枪检漏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27技术点2：为什么高气体流量在机器人吸枪检漏中至关重要. . . . . . . . .304.3使用合成气体进行手动吸枪检漏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 5冷却部件的密封性������������������������������������32 5.1乙二醇-水冷却液或制冷剂. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325.2冷却回路部件的防漏要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335.3在安装电池期间进行吸枪检漏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 6燃料电池电动汽车(FCEV)及其部件���������������������35 6.1燃料电池的双极板. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366.2双极板的制冷剂回路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386.3双极板氢泄漏检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396.4成品燃料电池堆的生产线末端检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 7储氢罐和氢管路��������������������������������������40 7.1标准和渗透限值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .407.2漏率基于渗透率. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427.3储氢罐累积检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .427.4储氢罐真空检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .437.5配备所有配件的成品储氢罐的吸枪检漏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 8电气部件和电子部件����������������������������������45 8.1传感器和控制模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .468.2电驱动电机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .468.3电机壳体真空或累积检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .478.4水冷夹套泄漏检测. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 9关于INFICON���������������������������������������49 10有关汽车部件泄漏检测的其他信息来源�������������������50 10.1有关具体泄漏检测任务的文件系列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5010.2到INFICON学院进修. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 法律声明������������������������������������������������53 前言 电驱动装置及其单个部件的泄漏检测要求像产品本身一样复杂。关键部件包括电池(注有电解液)、介质回路(含有水-乙二醇或氢)以及电气部件(带有高电压/电流)。这些部件对制造过程中的质量保证提出了最高要求，因此也对泄漏检测提出了最高要求。 在Robert Bosch Manufacturing Solutions GmbH，多年来，我们一直从事高精度泄漏检测技术的研究。一项重要发现是，热力学物理原理和模拟等理论思考是选择适当检测方法的初始方向。然而最终，这是不够的。例如，简单地回答液体开始泄漏时的漏孔尺寸的问题绝非无关紧要。材料和漏孔的几何形状以及热力学边界条件(例如温度、压力和粘度)在其中都发挥着重要的作用。 除了检测所用的实际漏率限值(无论该限值由相关标准还是产品质量的其他考虑因素规定)之外，还必须选择正确的检测方法。同样地，必须始终对泄漏检测的成本进行评估。开始时，通常采用简单而低成本的基于压缩空气的泄漏检测方法，例如压力衰减法或质量流量法。然而，本文明确指出—我只能根据自己的经验证实这一点—要达到检测所用的泄漏限值往往需要进行示踪气体分析。通过本文介绍的新型检测技术，可以找到经济的解决方案，尤其适合对生产周期和加工能力有相应要求的工业生产。 除了在泄漏检测中实际遇到的一般挑战之外，本电子书还将介绍各种检测技术和重要的经验示例，并使读者很好地了解非传统驱动装置领域。 Alexander Stratmann，工程学博士/物理学硕士斯图加特，2021年3月，Robert Bosch Manufacturing Solutions GmbH 简介 受的续航里程。对于动力电池，在生产的每个阶段都务必确保电芯中的电解液无论如何都不会漏出，也不会接触到水，甚至不会接触到空气中的湿气—这是因为存在水与电芯的电解液反应生成氢氟酸的风险。此外，由于短路风险，水也不得从外面进入电池模组或电池包。由于电池永远不应过热，因此，动力电池的冷却回路还必须防漏并能防止冷却介质损失。 泄漏检测：动力电池和燃料电池生产中的必要环节 年复一年，电动交通变得越来越重要。随着纯电动汽车和插电式混合动力汽车数量的增长，动力电池的需求量也在增长。确保其质量成为汽车制造商和供应商的核心任务。燃料电池电动汽车(FCEV)也需要通过电池来为驱动汽车的电机供电—虽然这类电池的容量明显更低。无论如何，都必须对燃料电池电动汽车的 储 氢 罐 和 燃 料 电 池 进 行 严 格 的 泄 漏检测。 动力电池既是潜在的危险源，又是对纯电动汽车/插电式混合动力汽车的成功至关重要的易损件。在燃料电池电动汽车的氢技术领域，安全性和密封性在任何情况下都是必不可少的。想要长期满足客户需求的任何非传统驱动装置制造商都不可避免地要在制造过程中使用适当的泄漏检测方法。质量保证至关重要。 在动力电池的生产过程中，对所有相关部件进行一致的泄漏检测至关重要。这是因为，在这个非传统零排放驱动的时代，消费者既不希望自己的汽车起火，也不希望几年后就要再花一大笔钱购买新电池才能重新获得必要的容量和可接 混合动力汽车中的锂离子电池。 电动交通：电动汽车和燃料电池汽车泄漏检测电子书 丰田燃料电池汽车。 本白皮书将详细概述相关要求及其处于制造纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车的工业生产中的哪个阶段，以及适合具体应用的有哪些泄 漏检测方法。一项发现是：只有现代化的示踪气体法能够确保非传统驱动部件所需的气密性。 美国汽车制造商也在推动电动汽车市场的增长。除了在纯电动汽车和插电式混