纯电动汽车电池包即时发泡密封胶研究
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新能源汽车动力电池包气密性测试方法_汽车动力电池包气密性检测方案如今,新能源汽车行业已经火爆市场,动力电池包做为新能源汽车上的核心部件,关于动力电池包气密性的好坏也是至关重要,直接影响到整车的安全性。
对于动力电池包的研发技术上,对动力电池包的强度、刚度、散热、防水、绝缘等设计要求很高,所以动力电池包的设计和动力电池包气密性测试、动力电池包气密性检测就显得密切相关。
针对动力电池包气密性检测、气密性测试的市场需求,海瑞思科技凭借10余年的气密性测试技术经验,在动力电池包的气密性测试方法上做了深入的研究,现如今已经将动力电池的气密性检测的各项难点都已突破。
随着动力电池包的质量要求提高以及自动化生产的效率提升,传统的水检法变得越来越不实用,使用气密性检测仪、气密性测试仪仪为动力电池包做气密性测试的方法目前已经得到市场的广泛认可,也越来越多的人信赖这样的气密性测试方法。
新能源动力电池包气密性检测仪外观展示:▲HC经取系列仪器介绍、动力电池包的气密性测试方法:目前传统气密性测试仪根据其传感器形式分为:直压式,差压式,和流量式。
传统直压式测试仪精度不高,准确性差;差压式测试仪精度高,但检测量程小(通常只有5Kpa),需要有比对标准件,实施复杂;针对以上问题海瑞思科技采用最新微芯片技术同时结合海瑞思科技自主研发的“智能压差”专利算法。
在2012年开发出第一代智能型测试仪,使其在精度方面媲美差压式,稳定性和成本方法优于差压的测试仪。
传班亶庄型*传址羞压型、海涓思脣能型对比针对传统气密性测试方法的劣势,海瑞思科技新型气密性测试仪的检测方法更具优势,只需要气密性测试仪与电池包的检测口相连接,通过仪器内部调压阀对电池包内部进行充气,在经过一个简短充气过程之后,关闭调压阀,以隔离气源和动力电池包。
仪器内部压差传感器就会检测压力的变化,实时计算并显示出电池包空气泄漏率,从而实现电池包气密性测试,此时动力电池包将实现自动记录下动力电池包的历史记录功能,自动判定OK/NG功能等。
电池灌封发泡胶概述说明以及解释1. 引言1.1 概述电池灌封发泡胶是一种在电池制造过程中常用的密封材料。
它通过在电池外壳和内部组件之间形成一个保护层,使得电池具备较高的密封性能和安全性。
本文将详细介绍电池灌封发泡胶的原理、特点以及其在不同领域中的应用。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分来阐述电池灌封发泡胶的相关内容。
首先,在第二部分中将介绍电池灌封发泡胶的原理与特点,包括定义、作用和重要性以及工作原理与机制。
接下来,第三部分将探讨该技术在新能源汽车电池包装、移动通信设备电池封装以及太阳能储能系统电池保护等领域的应用领域与优势。
然后,第四部分将提供关于选择与使用指南方面的建议,涵盖发泡剂种类与选择原则、发泡剂添加量及工艺参数控制方法以及外观检验及性能测试方法指南。
最后,在第五部分我们将总结本文所阐述的内容并对电池灌封发泡胶技术的未来发展进行展望。
1.3 目的本文旨在使读者全面了解电池灌封发泡胶的概念、原理与特点,进而掌握该技术在不同领域中的应用,并提供关于选择与使用指南的实用建议。
通过本文的阅读,读者将能够更好地理解和运用电池灌封发泡胶技术,从而提升电池的密封性能和安全性。
2. 电池灌封发泡胶的原理与特点2.1 灌封发泡胶的定义电池灌封发泡胶是一种特殊的胶粘材料,通过在电池外围进行注封或涂覆而形成保护层。
它通常由基础聚合物、添加剂和发泡剂组成。
在生产过程中,发泡剂在固化时放出气体,从而产生微小的气孔结构。
2.2 电池灌封发泡胶的作用与重要性电池灌封发泡胶在电池制造中起到密封、绝缘和固定等多种重要作用。
首先,它能够有效防止外部湿气、灰尘和杂质进入电池内部,提供安全的工作环境。
其次,它可以提供良好的绝缘性能,避免电极间短路或漏电现象。
此外,灌封发泡胶还能够固定电池内部元件,抵抗震动和振动带来的损坏。
2.3 电池灌封发泡胶的工作原理与机制当电池灌注或涂覆发泡胶时,胶体中的发泡剂在固化过程中挥发成气体,形成微小的气泡。
电池全温域封装需求的胶粘剂材料研究全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电池作为电子产品中不可或缺的核心元件,其性能和稳定性在很大程度上决定了整个电子产品的使用效果。
为了保障电池在各种环境条件下的安全使用,全温域封装需求成为电池生产领域中的一个重要课题。
在电池的全温域封装中,胶粘剂材料的选择和研究至关重要。
电池全温域封装对胶粘剂材料的要求是非常严格的。
电池在使用过程中需要承受各种温度条件下的冲击和变化,因此胶粘剂必须具备优异的耐高低温性能,能够在极端温度下保持稳定的粘接性能。
胶粘剂还需要具备良好的抗紫外线和抗氧化性能,以保证电池在户外环境中的长期稳定性。
胶粘剂材料的选择也需考虑到对电池的安全性影响。
一些不合格的胶粘剂可能会在电池运行过程中释放有害物质,导致电池性能下降甚至损坏电池。
在选择胶粘剂材料时,需要确保其符合相关的环保和安全标准,以保障电池的使用安全。
目前,市场上已经有各种种类的胶粘剂材料供选择,包括有机硅胶、聚氨酯胶、丙烯酸胶等。
这些材料在全温域封装中都有着不同的应用优势和适用范围。
有机硅胶由于其优异的耐高低温性能和良好的粘接性能,在电池全温域封装中得到了广泛的应用。
而聚氨酯胶则因其优良的柔韧性和抗拉伸性能,适用于一些对电池进行振动和冲击测试的场景。
当前国内在电池全温域封装领域的胶粘剂材料研究还存在一些不足之处。
一方面,部分国内企业对胶粘剂材料的研究投入不足,导致在高端领域的产品技术积累不足;由于一些相关技术的专利保护,国内企业在研发一些前沿领域的新型胶粘剂材料时面临一定的技术壁垒。
针对以上问题,我国电池全温域封装领域的胶粘剂材料研究需要进一步加强。
一方面,企业需要增加在胶粘剂材料研究方面的投入,提升自身在高端领域的技术水平;政府和产业协会可以通过资金支持和技术引进等方式,推动国内企业在新型胶粘剂材料研究领域的进步。
电池的全温域封装需求对胶粘剂材料的性能和安全性提出了更高的要求,这对我国相关产业的发展提出了新的挑战和机遇。
特斯拉Model3电池pack结构解析 近期在几场论坛会议上有企业公开解析特斯拉Model3电池pack结构;其中涉及到几款胶黏剂产品,更是有部分胶黏剂产品不知为何物?颇具几分神秘色彩,恰巧笔者早在2014年就开始推广类似特斯拉结构用胶黏剂,近期也一直在研究特斯拉Model3电池pack结构中正在使用的胶黏剂产品,所以今天在这里给大家一一解析,如果有不准确的地方请大家指正。
一、箱体密封胶 拆开Model3电池pack箱体后首先看到的是上下箱体间密封胶,一种膏状物密封胶(粘手,感觉没有固化),粘接性好,不易拆卸。
解析:材料应该是低模量有机硅改性MS胶,质地柔软,固化后粘手,粘接性好,防水性能强。
建议:不要盲目选择这款密封胶。
1、Model3电池pack上下箱体均为一次冲压成型,精度高,如果是钣金箱体精度不够选用该密封胶达不到很好的密封效果; 2、Model3电池pack电芯采用某知名品牌21700圆柱电池,内部设计采用大模组,没有考虑拆卸和模组更换,如果要考虑维修拆卸选用该密封胶就存在拆卸困难问题; 3、使用该密封胶需配合专业自动涂胶设备和机械手才能保证涂胶均匀性,请选择时充分考虑生产线配置情况。
其他可选材料:成型发泡密封圈、发泡胶、硅胶预成型… 二、模组上方隔热发泡泡棉(灰白色模切片材) 解析:材料应该是采用液体有机硅发泡硅胶片材模切成型,减震性、阻燃性、隔热性能强,可在一定时间内有限阻止电池包上部热量传输给电芯导致热失控。
国内目前已经有成熟的、性能相当的液体有机硅发泡硅胶(很多是高温发泡片材,请谨慎选择)片材。
三、模组表面和电芯间填缝剂(蓝色填缝胶) 包裹在单个模组周围,填充满电芯间间隙,实心胶体,密度非常低,包裹性强、易剥离、易撕裂,具有一定隔热性。
解析:材料应该是某知名有机硅厂家为特斯拉定向研发的轻量化有机硅改性填缝剂,其主要作用是阻止电池起火时引起的热扩散,减慢热扩散的速度和降低电池燃烧的火焰,甚至在模组结构设计合理的情况下可以防止单颗电芯失效引发其他电芯热失效,杜绝失火;其次作用是增加模组的整体性、抗震性、抗挤压性能、保护焊点等。
动力电池pack箱体密封新材料的应用1.动力电池是纯电动汽车的唯一动力能量来源,作为纯电动汽车的核心部件,电池包的安全性直接影响到整车的安全性。
电池包应首先满足电气设备外壳防护等级IP67设计要求开发,才能保证电池包密封防水,电池组不会因为进水而短路。
因此对电池包的密封防水就格外重要,直接关系到电池包设计的成败。
2.电池包密封结构分析纯电动汽车动力电池组输出电压高达200V以上,电池箱体必须密封防水,防止进水导致电路短路,电池箱体防护等级要求达到IP67。
对于靠自然风冷的电池包,电池箱必须是密封的,在在上盖上加单向阀,起到防爆作用。
对于靠强制风冷的电池包,除必需的通风孔外均不能与大气相通。
密封箱内的要求主要考虑电池冷却气流的流动问题,不许在某处泄漏,避免冷却气流的流动性差造成电池模块工作温度的不一致,从而导致性能的一致性进一步的恶化。
电池箱体上盖、下底必须保证没有穿孔和缝隙,上盖和下底装配时,之间必须加密封垫,所有插接头和进出风道安装处应该加密封垫或者进行防水处理。
为保证良好的密封效果,上盖和下底之间的密封就格外重要。
上盖和下底之间都是靠两个面,中间加密封材料。
如图一图一打螺栓压缩密封条,从而起到密封作用,如图二图二上盖和下底通过螺钉紧固,靠上盖和下底的翻边平面挤压密封,靠上盖和下底的翻边之间加密封垫,,需要预紧力特别大,对两翻边的平面度要求比较高。
3.目前常用的密封材料1)密封条目前pack箱用的密封条为合成橡胶和泡棉材料的居多。
其优点是价格便宜,易于操作,随时可以开箱,方便维修。
缺点是对箱体边缘平整度要求高,如果箱体有不平整的地方,则容易出现漏气现象。
而且密封条时间久了,会出现弹性下降的问题,也会导致箱体渗漏。
2)密封胶密封胶作为pack箱体密封的常用材料。
其优点是易于操作,密封效果好,耐候性好。
缺点是密封后,如果想打开箱体进行维修,则很困难。
4.pack箱体密封的新材料应用是否有一种密封方案既可以像用密封胶一样,提供优异的密封性能和良好的耐候性,同时又可以像用密封条一样,便于以后开箱维修呢?答案是肯定的,现在我们已经有了一种新的密封材料,集合了传统密封胶和密封条的优点。
新能源电池包气密性测分析及解决方案新能源电池包是目前汽车行业的主流产品,同时新能源电池包的气密性检测也是非常讲究的,由于一般的新能源电池包都比较大,基本长度都在1米以上,对于整个腔体而言,内部的容积是非常大的,所以使用压缩空气作为气密性测试,测试的难度高于一般的常规产品;新能源电池包的气密性测试主要分为上壳体、下壳体、总装件的气密性测试;对于上下壳体的气密性测试,必须满足总装后气密性的泄露率要求,也就是说上壳体与下壳体独立的泄露率总和不得超过整体电池包成品的泄露率要求;由于新能源电池包的本身特性,电池包气密性测试的充气压力不能过大,一般分为正压测试及抽真空测试,博世、大众的新能源电池包测试压力基本为正负几千帕,测试时间在1分钟左右,泄漏值根据电池包的款式会给出相应的临界值;一般来说,新能源电池包腔体体积特别大,泄漏会变得很缓慢,所以对于建议选择差压对比法的检漏仪,如F O R T E S T T8960系列,分辨率及测试精度相对一般的检漏仪会高,这样对于测试来说,可以增加分辨能力,尤其对于这样缓慢的测试变化,检漏仪的稳定性一定要高,结果值本身就很小,如果略有波动的话,会造成结果值的不确定性。
整体的电池包组,压装会变得比较简单,测试只需对新能源电池包直接进行充气、稳压、测试、排气;测试程序的充气、稳压、测试时间,可以根据T8960检漏仪的曲线功能进行优化处理,得到合适的测试程序;上壳体、下壳体测试:电池包上下壳体须满足气密性要求,那么给定的泄露率值的总和必须控制在一定范围内;当然,测试应该根据电池包内部的结构和体积来确定;那么对于前期的研发和工艺而言,内部的体积确定,就变得非常重要了,所以在选择T8960的时候,建议增加体积功能的测试模块,这样的话,可以直接测试出整电池包内部的容积V1;根据这个容积值V1我们可以在后期对上下壳体测试的时候,制作工装夹具留有相应的容积值;由于新能源电池包的气密性测试固有特性,测试一个电池包的时间基本大于一分钟,结果值也就在几百帕斯卡;由于新能源电池包的气密性测试的结果值比较小,测试周期长,通常对上下壳体测试的时候,需要边测试边沉水,合格件流入生产线,不合格件,需要知道泄漏产生的位置,可以在测试过程观察冒泡情况来判断;如果要进行沉水测试,建议选用进口部件、气缸、阀体等,保障长期测试的稳定性;检漏仪须配置外部排气功能,防止水回流进设备内部,导致检漏仪的损坏;对于更大的电池包,测试气密性会变得更加艰难,那么需要在T8960对比差压法检漏仪的参考端增加一个对比腔体,进行这样的测试后,可以提高更多的测试稳定性;提高系统测试的分辨率,测试结果将更加稳定;总之对于新能源电池包的气密性测试,必须选择配置的检漏仪,如果研发及工艺需要对上下壳体或者其他零部件进行气密性测试,那么必须配置体积测试功能,腔体容积如果可以确定,对于研发及工艺部门指定相应的测试标准,是有非常大的帮助。
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一种应用于电动汽车电池包的密封胶研究1. 引言1.1 研究背景电动汽车的发展日益迅猛,电池作为电动汽车的能量储存装置,其性能和安全性受到了广泛关注。
电池包是由多个电池单体组成的,为了确保电池单体之间的紧密连接,防止电解液泄漏和外界杂质进入,密封胶的应用显得尤为重要。
随着电池包容量的不断增大和工作环境的复杂性,传统的密封方法已经无法满足需求。
研究一种适用于电动汽车电池包的高效密封胶成为当前的研究热点之一。
在密封胶的研究方面,需考虑的因素包括但不限于密封性能、耐热性、耐腐蚀性、老化稳定性等。
密封胶的选择直接影响到电池包的使用寿命和安全性,因此对密封胶材料的研究具有重要意义。
通过对密封胶在电动汽车电池包中的应用、选材重要性以及性能测试方法等方面的研究,将有助于提高电池包的性能和安全性,推动电动汽车的发展。
【2000字】1.2 研究目的研究目的是为了深入了解密封胶在电动汽车电池包中的作用机理,探讨不同种类密封胶在电池包中的应用效果,为改进电池包的密封性能提供理论依据和实验数据。
通过对密封胶选材的重要性进行分析,找出影响密封效果的关键因素,并研究其对电池包性能的影响。
通过密封胶性能测试方法的介绍,为评价密封胶效果提供可靠的手段。
最终,通过对密封胶在提高电池包性能中的作用进行分析,为电动汽车电池包的设计和制造提供技术支持,提高电池包的安全性、稳定性和性能表现,推动电动汽车技术的发展和应用。
【研究目的】是本研究的核心内容,将为未来相关研究和实践提供重要的参考价值。
1.3 研究意义电动汽车电池包是电动汽车的关键部件之一,而密封胶作为电池包的重要组成部分,其性能直接影响着电池包的安全性、稳定性和使用寿命。
对密封胶进行深入研究具有重要的意义。
密封胶的性能直接关系到电池包的密封性能,良好的密封性能可以有效阻止电解质的泄漏,从而确保电池包在工作过程中不会发生短路或其他安全问题。
密封胶还可以在一定程度上提高电池包的循环寿命和使用温度范围,减少电池包在高温或低温环境下的损耗,从而延长电池包的使用寿命。
新能源汽车电池包下箱体生产工艺分析目录一、内容简述 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 研究目的与方法 (4)二、新能源汽车电池包下箱体概述 (5)2.1 结构组成与功能 (6)2.2 技术特点与发展趋势 (7)三、电池包下箱体原材料选择与加工工艺 (9)3.1 原材料种类与特性 (11)3.2 加工工艺流程 (11)3.3 材料选择对性能的影响 (12)四、电池包下箱体制造关键工艺技术 (13)4.1 模具设计制造 (15)4.2 焊接工艺技术与应用 (16)4.3 注塑成型工艺技术与应用 (17)4.4 表面处理工艺技术与应用 (18)五、电池包下箱体装配工艺分析与优化 (19)5.1 装配流程与工艺要点 (21)5.2 装配质量检测标准与方法 (22)5.3 装配工艺改进与创新 (23)六、生产工艺优化与成本控制 (24)6.1 工艺优化策略与实施 (25)6.2 成本控制方法与措施 (27)七、结论与展望 (29)7.1 研究成果总结 (30)7.2 发展前景与挑战 (31)一、内容简述随着新能源汽车市场的蓬勃发展,电池包作为其核心组件之一,其生产工艺的优化显得尤为重要。
本文将对新能源汽车电池包下箱体的生产工艺进行深入分析,探讨不同工艺方法的优缺点,以期为行业提供有益的参考。
在电池包下箱体生产过程中,主要涉及冲压成形、焊接组装、表面处理等关键步骤。
冲压成形技术能够高效地制造出具有复杂形状的下箱体组件,满足不同车型的需求。
焊接组装则是将各个部件精确地连接在一起,确保电池包的整体稳定性和安全性。
而表面处理技术则进一步提升了下箱体的耐腐蚀性和耐磨性,从而延长电池包的使用寿命。
新能源汽车电池包下箱体生产工艺正朝着高效、节能、环保的方向发展。
一些先进的制造技术如激光焊接、高速冲压等被广泛应用于实际生产中,显著提高了生产效率和产品质量。
智能制造和工业互联网技术的融合应用,也使得电池包下箱体的生产更加智能化、灵活化。
动力电池聚氨酯发泡工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:动力电池作为新兴的能源存储设备,其性能和安全性一直是人们关注的重点。
聚氨酯发泡工艺是一种被广泛应用于动力电池生产中的技术,其通过在动力电池内部注入聚氨酯材料并进行发泡,可以提高电池的结构强度和隔热性能,同时也能提升电池的安全性和循环寿命。
在聚氨酯发泡工艺中,聚氨酯材料在接触空气时会发生化学反应,产生大量的气体泡沫,这些泡沫可以填充电池内部的空隙,提高电池的结构稳定性和抗振动性能。
同时,聚氨酯材料还具有优良的隔热性能,可以减少电池内部温度的变化,提高电池的工作效率和循环寿命。
动力电池中聚氨酯发泡工艺的应用已经取得了显著的成果。
通过使用聚氨酯发泡工艺,电池的能量密度得到了有效提升,电池的质量和体积也得到了显著减小。
此外,聚氨酯发泡工艺还能够有效提高电池的安全性能,减少电池在高温、受冲击或振动等恶劣环境下的失效风险。
然而,聚氨酯发泡工艺也存在一些挑战。
首先,聚氨酯材料的选择和配比需要经过严格的控制,以确保其在电池生产过程中的可操作性和稳定性。
其次,聚氨酯发泡过程中的温度、压力和时间等参数也需要精确控制,以确保发泡效果的一致性和稳定性。
此外,聚氨酯发泡工艺在废旧电池的回收利用过程中还存在一定的难题,需要进一步完善和优化。
总之,动力电池聚氨酯发泡工艺在提高电池性能和安全性方面具有重要的作用。
随着技术的不断进步和研究的深入,聚氨酯发泡工艺有望在未来发展中得到更广泛的应用,并为动力电池的进一步提升和发展提供支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以概括为以下几个方面:首先,介绍文章的整体结构以及各个章节的内容安排。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述文章的背景、目的和重要性。
正文部分则包括了聚氨酯发泡工艺的原理、在动力电池中的应用以及该工艺的优势和挑战。
最后,在结论部分对动力电池聚氨酯发泡工艺的重要性进行总结,并对未来发展进行展望,并最终给出结论。
10.16638/ki.1671-7988.2019.03.002纯电动汽车电池包即时发泡密封胶研究常正雷,付一民,司铎,郭海宁,周健,盛军(北京新能源汽车股份有限公司,北京100000)摘要:动力电池系统是纯电动汽车的核心部件,电池包的密封性直接影响到电池系统的工作安全,影响到电动汽车的使用安全,是保证动力电池及其内部器件安全的屏障。
为了提高电池包的密封防水性能,需要对电池箱体即时发泡密封胶的材质、涂胶轨迹、胶的宽度和高度进行研究,使电池箱体与即时发泡密封胶完美结合。
不断地进行气密性试验、拆装实验、老化试验、震动试验和浸水试验,对即时发泡密封胶的密封性能进行验证,对密封胶的涂胶轨迹、胶的宽度和高度进一步优化改进。
关键词:纯电动汽车;电池包;电池箱体;密封;即时发泡密封胶中图分类号:U469.72 文献标识码:B 文章编号:1671-7988(2019)03-07-03Study on Instant Foaming Sealant for Battery Pack of Pure Electric Vehicle Chang Zhenglei, Fu Yimin, Si Duo, Guo Haining, Zhou Jian, Sheng Jun( Beijing New Energy Automobile Co., Ltd., Beijing 100000 )Abstract:In order to improve the sealing and waterproofing performance of battery pack, it is necessary to study the material, track, width and height of instant foaming sealant for battery box, so that the battery box and instant foaming sealant can be perfectly combined. Continuous air tightness test, disassembly test, aging test, vibration test and immersion test were carried out to verify the sealing performance of instant foaming sealant, and to further optimize and improve the track of sealant coating, the width and height of sealant.Keywords: pure electric vehicle; battery pack; battery box; seal; instant foam sealantCLC NO.: U469.72 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)03-07-03引言随着能源的紧缺及环境污染问题的日益加剧,新能源汽车成为当今汽车领域研究的热点,安全、节能和环保已成为当前汽车工业发展的三大趋势。
和其他交通工具一样,电动汽车必须综合考虑各部件的安全性及使用寿命等方面的要求[1]。
电池包作为电池系统的重要部件,是保证系统安全的重要屏障。
电池包应首先满足电气设备外壳防护等级IP67设计要求开发,才能保证电池系统密封防水,电池组不会因为进水而短路[1]。
因此对电池包的密封防水就显得格外重要,直接关系到电池包设计的成败。
本文针对电池包即时发泡密封胶进行研究,对密封胶的涂胶轨迹、胶的宽度和高度进行优化、实验,从而在提高电池包密封的情况下,降低电池包的成本,实现电池包的轻量化。
1 电池包密封结构分析纯电动汽车动力电池组输出电压高达300V以上,电池箱体必须密封防水,防止进水导致电路短路,电池箱体防护等级要求达到IP67。
对于靠自然风冷和液冷的电池包,电池箱必须是密封的,在上盖上加防爆阀,起到防爆作用。
对于靠强制风冷的电池包,除必需的通风孔外均不能与大气相通。
作者简介:常正雷,男,汉族,本科,从事动力电池包结构设计。
7汽车实用技术8 密封箱内的要求主要考虑电池冷却气流的流动问题,不许在某处泄漏,避免冷却气流的流动性差造成电池模块工作温度的不一致,从而导致性能的一致性进一步的恶化[2]。
电池箱体密封结构主要由上盖、下箱体、上盖和下箱体之间的即时发泡密封胶构成,首先应该保证上盖和下箱体没有穿孔和缝隙且同时保证上盖和下箱体密封面具有一定的平面度和粗糙度,上盖和下箱体装配时,上盖上必须加即时发泡密封胶,所有插接头和进出风道安装处应该加密封垫或者进行防水处理。
2 即时发泡密封胶的技术原理即时发泡密封胶是一种A 、B 双组份固化液体硅橡胶,以1:1的比例直接于器件表面发泡成型,在室温状态下混合后短时间即开始发泡,在室温状态即可固化成型形成产品,产品的形态表面致密内部泡孔细密均匀有优异的回弹性。
即时发泡密封胶是以液体的方式在器件表面发泡成型,其适用于电池包各种不同的密封面,易实现工业化、自动化。
图1 产品成型简图3 即时发泡密封胶的密封结构设计为保证良好的密封效果,除了要保证上盖和下箱体之间的法兰密封面具有一定的平面度和粗糙度、固定螺栓间距 ≤100mm 和下箱体中需含有保证和限制密封条压缩量的结构特征外,还可以参照下面的典型密封结构形式:图2 典型密封结构形式图根据密封材料的结构形式、加工工艺及依据ASTM D 1056的测试项目,确定密封条初始厚度,有效压缩率(W)及许用压缩率(W0),保证密封条在密封面所有位置的实际压缩率W1在有效压缩率(W)和许用压缩率(W0)之间,同时还应该满足一下特性:(1)密封条有效密封宽度≥6mm ;(2)满足密封条老化实验,保证箱体寿命终止时仍可以满足IP67要求;(3)满足密封条反复装拆性实验,保证在全生命周期内可拆装次数 ≥5次,且拆装前后密封性能没有改变。
密封条的实际压缩率W 通常由以下计算公式所表示:W=(H1-H2)/H1×100%式中H1—— 密封圈在自由状态下的截面高度(mm )H2——密封圈压缩后的电池包上下盖密封平面的高度(mm )。
然后通过CAE 仿真分析计算,确定法兰面两个两个限位螺母中间位置距限位螺母的距离(D )图3 螺孔处位移图通过下面公式计算相邻螺栓中间区域密封条实际压缩率W2:W2=(H1-H2+D)/H1×100%需要确保W 和W1都在有效压缩率(W)和许用压缩率(W0)之间。
即时发泡密封胶的有效压缩率(W)和许用压缩率(W0)是30%和65%,采用平面的密封面结构对即时发泡密封胶涂胶轨迹、胶的宽度和高度进行研究,进行了三种类型即时发泡密封胶的宽度和高度进行了试验:为了满足密封条有效宽度≥6mm ,三种密封胶的宽度分别在8mm 、9mm 、10mm ;图4 验证密封胶的电池包图5 箱盖局部打胶图为了满足密封条的实际压缩率,在下箱体上密封条限位结构高度为2mm 的基础上,三种密封胶的高度分别为4.5mm 、常正雷 等:纯电动汽车电池包即时发泡密封胶研究94.8mm 、5.2mm ,其压缩率分别为55.6%、58.3%、61.5%。
经实验得出:即时发泡密封胶在满足基本要求有好的压缩率,但不易永久变形,耐腐蚀油污,可反复拆装,且符合GB8410-2006阻燃材料的特性[6],成本较低的条件下,宽度分别为9mm 和10mm ,高度分别为4.8mm 和5.2mm 的密封效果好。
4 即时发泡密封胶的实验检验4.1 气密试验把带有即时发泡密封胶的上盖与下箱体装配在一起后,高低压接插件孔堵住,留一个防爆阀口作为进气口,依据TWI-0561气密检测设备对防爆阀孔进行充气,充气时间60S ,充气总压5-6Kpa ,稳定时间60S ,测试时间120S ,如果测试时间段内气体压降≤0.1Kpa ,测试通过[4-5]。
4.2 沉水试验把带有即时发泡密封胶和防爆阀的上盖与下箱体装配在一起后,高低压接插件孔堵住,把电池包完全浸入一个盛满水的池子中,用支架从电池箱上边把整个箱子完全压入水中,保持箱子上表面在水下1M ,保持30分钟,如下图所示。
待时间到后取出箱子,打开上盖,看箱体内是否浸水。
若箱子内完全干燥,则说明电池箱体密封性至少达到了IP67以上[8]。
若箱子内部进水,则说明密封不够,需要继续查找原因,不断优化。
图6 沉水实验4.3 拆装试验图7 拆装过程把带有即时发泡密封胶的上盖与下箱体装配在一起后,高低压接插件孔堵住,留一个防爆阀口作为进气口,进行气密实验,通过气密试验后,堵住防爆阀孔进行沉水测试,通过沉水测试后,拆卸上盖并静置半小时后安装上盖,固定上盖和下箱体的扭矩为4.5 N ·m~5.5 N ·m ,再静置半小时,重复上面的上盖拆装5次,然后进行沉水测试。
4.4 老化试验把带有即时发泡密封胶的上盖与下箱体装配在一起后,高低压接插件孔堵住,留一个防爆阀口作为进气口,进行气密实验,通过气密试验后,堵住防爆阀孔进行沉水测试,通过沉水测试后,然后依次进行高温(85℃±2℃,72小时)、盐雾(中性盐雾试验,24小时)、低温(-40℃±2℃,8小时)、恒温恒湿(38℃±2℃,95RH ,17小时)、高温(85℃±2℃,72小时)和恒温恒湿(38℃±2℃,95RH ,17小时),然后进行沉水实验,实验通过,继续进行一次从高温到恒温恒湿的条件,进行沉水测试。
图8 老化实验箱4.5 震动试验把带有即时发泡密封胶的上盖与下箱体装配在一起后,高低压接插件孔堵住,留一个防爆阀口作为进气口,进行气密实验,通过气密试验后,堵住防爆阀孔进行沉水测试,通过沉水测试后,按照GB/T 31467.3-2015-7.1.1[3]随机震动测试方法进行震动后进行沉水测试。
5 总结纯电动汽车电池包的密封性,对箱体内的电池组的安全至关重要。
各企业对电池包的密封也越来越重视,新的密封结构和密封材料也不断出现。
电池包的密封是在不断摸索前进中,不断改进,逐步创新。
一个好的密封方案,必将会带来电池包技术含量的提升,带动电动汽车产业的发展[7]。
参考文献[1] GB/T 18384.1-2015.电动汽车安全要求.第1部分:车载可充电储能系(REESS ).[2] 车杜兰,周荣,乔维高.电动汽车电池包散热加热设计[J].北京汽车.2010(1).[3] GB/T 31467.3-2015.电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统.第3部分.安全性要求与测试方法.[4] 王庚林.密封性检测方法的研讨[J].信息技术与标准化.2000(6). [5] 王华天,卢立新.包装密封性检测技术方法[J].中国包装.2009(7). [6] GB 8410-2006.汽车内饰材料的燃烧特性.[7] 李东锋,金利芳.纯电动汽车电池包密封结构研究[A].第九届河南省汽车工程技术研讨会论文集[C].2012. [8] GB/T 4208-2017.外壳防护等级(IP 代码).。