泄漏检测测试对电动汽车、自动驾驶汽车至关重要

确保至关重要的混合动力、电动和自动驾驶汽车组件的质量,例如作为传感器和电池组,汽车制造商及其供应商越来越依赖至关重要的“入口”和“出口”泄漏检测测试。
如今,入口测试被用于帮助保护各种关键系统免受危险污染物。当水、灰尘或其他污染物通过接缝、孔或孔隙进入组件时,就会发生侵入泄漏。泄漏可能会导致火灾、降低自主视觉系统的性能,甚至会导致安全气囊爆炸。
如今的汽车制造商在设计汽车以减少维修次数方面做得非常出色。然而呃,新一代电动汽车和自动驾驶汽车的复杂性给工程师带来了更大的压力,他们需要确保组件在车辆的整个生命周期内都能完美运行。
为了帮助确保组件的安全性和耐用性要求,许多汽车组件现在正在使用国际电工委员会 (IEC) 制定的入口保护等级进行认证,IEC 是一个国际标准组织。总部位于瑞士的 IEC 开发了一种评级系统,其防护等级代码包括字母“IP”,后跟两个数字,例如 IP67。第一个数字(从 0 到 6)代表产品对手指、工具、电线、昆虫和灰尘等固体物体的侵入抵抗能力。

IEC代码中的第二位数字(从0到9)代表protec随着时间的推移进水。低于 7 的数字表示未浸没组件的防水性能,例如洗车时遇到的水溅或高压水射流。数字 7 及以上表示部件浸入水下一定深度一定时间后的防漏性能。
以前的测试方法
几十年来,制造业依赖于对零件加压,将其浸入水中然后观察气泡(水浴测试) ,或给零件加压并观察指定时间内的压力衰减。水浴测试通常需要很长时间才能完成,并且取决于操作员。压力衰减测试受部件尺寸和附近可能影响测试有效性的热源或冷源的影响。压力也可能会损坏敏感或柔性部件。
许多行业已将这些方法替换为可重复执行的示踪气体泄漏检测程序ble、可量化并满足周期时间要求。各种类型的测试需要不同的压力设置,例如热管理系统或电池组外壳的测试。制造商常常难以决定应使用何种泄漏率规范来获得 IP 认证。 INFICON 最近完成了一系列测试来帮助解决这个问题,用具有定义直径和长度的玻璃毛细管制造人工泄漏,以代表不同泄漏路径的大小。

在其测试中,INFICON 用 10 μm 直径可达 100 μm,长度可达 10.5 mm。测试部件装满水并加压至 100 mbar 超压(~ 1.1 bar 绝对压力),相当于浸入一米深水中的压力。然后观察人工泄漏的出口30分钟后测定滴出的水量。结果总结在下表中。
INFICON CHART 2020 2(来自 Elvis)在此处
例如,计算出阻止水通过的最小泄漏路径当由玻璃制成时,通孔的直径为 12 μm。将实验结果与理论计算等同证明了该理论。因此,可以假设其他材料的理论结果在实际应用中也适用。
对于塑料材料和钢,INFICON 计算出泄漏路径阈值的直径约为 30 μm。与铝材类似,测试表明泄漏直径低至 5 μm 就会漏水。
随着纯电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车销量的增加,需要同时关注入口和出口泄漏检测电池芯、电池组及其冷却系统。对于自动驾驶汽车,确保 le先进雷达和 LIDAR 传感器的密封性也变得至关重要。
电池
在制造电池时,无论是圆柱形、棱柱形还是软包,都有几个阶段需要进行示踪 -气体泄漏测试可用于确保气密性。带有硬容器的电池——圆柱形和棱柱形——在填充电解质之前应在氦真空室中进行测试。该过程包括将空气从容器中抽出,重新填充 100% 的氦气并重新密封。腔室被抽空,然后连接到氦气检漏仪。测试完成后,腔室将被清洗并回收氦气以供重复使用。
锂离子电池组充满并密封后,还应检查其密封性。 INFICON 开发了一种方法,通过检测逸出的液体电解质(通常是碳酸二甲酯)来可靠、定量地检测电池泄漏。

作为电池组一部分的单个组件可以并且应该在生产过程中进行泄漏测试。这些组件包括冷却板、冷却器管和任何 ECU 冷却器。所有测试都可以在生产环境中进行。电池在组装成电池组后也应进行进水测试。
IP67 和 IP69K 测试反映了不同的材料(铝、PVC塑料、玻璃、钢或 PE/PC/ABS 塑料)和壁厚。允许的泄漏率在 10-3—10-5 mbar-l/s 范围内。
集成到车辆中的先进传感器对于未来的自动驾驶至关重要。直到最近,很少有人强调车辆传感器的密封性。然而,在恶劣气候条件下和长时间内测试越来越小的传感器封装的需求将变得很重要。
铝
铝电池组件以及铝轮也需要泄漏检测测试。例如,铝制轮毂通常通过铸造工艺制成,可能会导致孔隙泄漏。传统的水浴测试无法检测到如此小尺寸的孔隙泄漏。为了测试泄漏,INFICON 建议用一种装置覆盖车轮,该装置在轮辋外部周围形成密封室,同时密封轮辋内部的空间边缘。
然后,边缘周围的外部空间充满氦气混合物,同时在边缘内部的空间中产生真空。然后可以将 INFICON LDS3000 氦气检漏仪连接到真空。氦原子将通过铝中的微孔隙进入真空,泄漏检测器可以确定是否已超过泄漏阈值。
INFICON 是世界领先的汽车泄漏检测设备开发商之一行业。该公司免费提供三份与汽车泄漏检测相关的白皮书,包括机器人泄漏检测指南、电池泄漏检测指南和汽车行业一般泄漏检测指南。
Thomas Parker 是 INFICON 的北美汽车市场销售经理公司