Силовые аккумуляторы служат основным энергетическим компонентом электромобилей и систем хранения энергии. Во время циклов зарядки и разрядки выделяется большое количество тепла. Недостаточное рассеивание тепла приведет к ухудшению характеристик батареи, сокращению срока службы и даже к серьезной опасности перегрева. Жидкостное охлаждение выделяется как основное решение для управления температурным режимом благодаря эффективному и равномерному рассеиванию тепла.
Алюминиевые холодные пластины, обычно изготавливаемые из 3003, 5052 и других алюминиевых сплавов посредством штамповки, пайки и сварки трением с перемешиванием, являются важнейшими компонентами теплопередачи в системах жидкостного охлаждения. Внутренние сложные проточные каналы позволяют циркулирующей охлаждающей жидкости постоянно поглощать тепло от аккумуляторных модулей. Поэтому холодные плиты должны сохранять полную герметичность и устойчивость к давлению. Даже малейшие утечки могут привести к тяжелым последствиям:
- Потеря охлаждающей жидкости приводит к резкому снижению тепловыделения и перегреву аккумулятора.
- Проводящая охлаждающая жидкость на основе этиленгликоля может попасть на высоковольтные клеммы и вызвать короткое замыкание.
- Общий отказ аккумуляторной батареи и несоответствие стандартам пыле- и водонепроницаемости IP67.
Испытание на герметичность является обязательной процедурой окончательного контроля при производстве холодных плит, гарантируя качество продукции и эксплуатационную безопасность.
Это наиболее широко распространенное и высокоавтоматизированное решение для тестирования. Сухой сжатый воздух или азот подается в герметичные холодные пластины до тех пор, пока не будет достигнуто заданное давление, например 250 кПа. Затем система переходит в фазу поддержания давления. Высокоточные датчики отслеживают колебания давления в режиме реального времени. Падение давления в течение заданной продолжительности выдержки, обычно 30 секунд, определяет состояние утечки.
Преимущества: Быстрая скорость испытаний, количественные результаты, неразрушающий контроль, простая интеграция в автоматизированные производственные линии, объективное суждение.
Недостатки: Невозможно определить места утечки; точность испытаний зависит от температуры окружающей среды и деформации заготовки
- Тип прямого давления: измеряет изменение внутреннего давления напрямую при низкой стоимости оборудования.
- Тип дифференциального давления: сравнивает разницу давлений между испытуемой заготовкой и стандартной эталонной деталью. Он устраняет помехи от температуры окружающей среды и колебаний давления, обеспечивая превосходную точность обнаружения в соответствии с высокими стандартами требований.
Традиционный интуитивный подход к тестированию. Холодильные пластины под давлением полностью погружены в воду. Операторы наблюдают за образованием пузырьков, чтобы определить точные места утечек.
Преимущества: Простое управление, низкая стоимость, точное определение места утечки.
Недостатки: Низкая эффективность тестирования, субъективное мнение, обязательная сушка после тестирования, невозможность обнаружения микропротечек. В основном применяется для выборочной проверки, лабораторной проверки и устранения утечек.
Он обеспечивает высочайшую в отрасли точность обнаружения. Газообразный гелий имеет крошечный молекулярный размер, сильное проникновение и чрезвычайно низкую естественную концентрацию в атмосфере, что делает его идеальным индикаторным газом.
- Метод вакуумной камеры: поместите холодную пластину в вакуумную камеру. Введите гелий внутрь после вакуумной откачки. Вытекший гелий улавливается и анализируется спектрометром.
- Метод зонда-щупа: заполните холодную пластину гелием и просканируйте сварочные швы и соединения с помощью зонда-щупа, чтобы точно определить точки микроутечек.
Преимущества: Сверхвысокая чувствительность до 10⁻⁹ Па·м³/с, точное количественное определение скорости утечек, позиционирование микропротечек
Недостатки: Высокая стоимость оборудования и эксплуатации, сложная эксплуатация. Подходит для аэрокосмической отрасли, высокотехнологичных устройств хранения энергии и стандартной проверки калибровки.
Этот метод проверяет долговременную надежность уплотнения, а не обычный контроль утечек. Холодные пластины помещаются в камеру переменного температурного режима в экстремальных рабочих условиях от -40°C до 85°C. Повторяющееся тепловое расширение и сжатие создает механическое напряжение на сварных швах и уплотнительных соединениях. После езды на велосипеде проводятся вторичные испытания на герметичность для проверки прочности уплотнения.
Он оценивает потенциальный риск растрескивания, вызванный усталостью материала при длительных колебаниях температуры.
- Стандартное испытательное давление: от 200 до 250 кПа, что в 2–2,5 раза превышает фактическое рабочее давление для достаточного запаса прочности.
- Квалификационные критерии: Падение давления должно составлять менее 100 Па в течение 30-секундного периода удержания давления.
- Соответствие рейтингу IP: автомобильные аккумуляторные батареи должны иметь степень защиты IP67. Квалифицированная герметичность холодных пластин закладывает прочную основу для общей водонепроницаемости и пыленепроницаемости аккумуляторных блоков. Неквалифицированная утечка напрямую приведет к отказу в сертификации IP67.
- Предварительная обработка: очистите заготовку и закройте все порты специальными приспособлениями.
- Заправка газом и стабилизация давления: впрыскивают испытательный газ и стабилизируют давление для устранения температурного воздействия.
- Удержание давления и мониторинг в реальном времени: выполнение формального обнаружения и запись данных об изменении давления.
- Автоматическая оценка квалификации и сортировка продукции
- Обнаружение утечек: используйте обнаружение дефектных продуктов методом погружения в воду или гелием для оптимизации производственного процесса.
Испытание на герметичность холодных пластин силовых аккумуляторов сочетает в себе прецизионное оборудование, сенсорную технологию и строгий контроль качества. Метод снижения давления доминирует в массовом онлайн-производстве благодаря своей высокой эффективности, стабильности и совместимости с автоматизацией. Гелиевая масс-спектрометрия обеспечивает сверхточный контроль высококачественной продукции и подтверждение результатов исследований. Испытание на погружение в воду и испытание на термический цикл служат вспомогательными средствами для определения места утечки и оценки долговечности.
Поскольку в новой энергетической отрасли предъявляются более строгие требования к безопасности и надежности, проверка герметичности холодных пластин будет развиваться в направлении более высокой точности, эффективности и интеллектуального управления.
