基于動力電池下殼體總成氣密性檢測線的研究與應用

陳康偉，嚴剛，夏順禮，趙久志，張寶鑫，劉舒龍

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于動力電池下殼體總成氣密性檢測線的研究與應用

陳康偉，嚴剛，夏順禮，趙久志，張寶鑫，劉舒龍

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章主要介紹iEV5/6電池殼體氣密性檢測線的功能、部件、原理及操作注意事項。該檢測線涉及機械設計、光學檢測、電子電路、示蹤氣體檢測等多學科領域，集光、機、電、氣于一體。可為電動汽車殼體氣密性指標提出有力判別標準，并準確定位其漏點位置。隨著該設備的實際使用，生產方在保證出貨電池殼體的密封性能同時，大幅提高了生產效率，為江淮公司出貨和品質提供了有力的保障。

氣密性檢測儀； 電池殼體； 漏點定位

CLC NO.:U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-136-05

引言

隨著人民生活水平的日益提高，汽車也從高端消費品的神壇上走進了千家萬戶，在方便大家日常生活工作的同時，也帶來了很多環保問題。由于內燃機的自身特性，首當其沖的便是尾氣污染。于是，電動汽車孕育而生，電動汽車的保有量逐年上升，由于電動汽車的零排放、低噪音、節能降費，大有取代內燃機的趨勢。我們的國內主機廠也看到這一良機，幾大國內主機廠紛紛上馬電動汽車項目，以期通過電動汽車趕超國外合資品牌。

既然要趕超合資品牌，那么，產品質量是一道必須跨越的坎，于是從主機廠到配件廠都狠下力氣抓產品質量。其中電動汽車的核心部件：動力電池的裝載密封，便是保證動力電池可靠工作的重中之重。如何實現電池殼體的快速有效的密封測試也擺在的各大主機廠和配件廠面前，本文介紹的這套測試線也應運而生。它實現了電池殼體的快速、有效密封性能測試，降低了勞動強度、節省了勞動成本。下面，我們將詳細介紹一下該檢測線。

在介紹檢測線之前，我們先提一下什么是氣密性檢測，它的原理是什么，相對于其他檢測方法有什么優勢。

1、氣密性檢測原理

JZCY系列為合肥佳智主打的一款高性價比機型，面向多個應用領域，如：汽車水箱，汽車中冷器，汽車暖風機，油底殼，防水接頭，射頻連接器行業等到，各項指標先進，工藝成熟，性能穩定，銷量一直不錯。

1.1 測試原理

差壓平衡法：將待測工件與合格工件（或平衡罐/管）接入系統并密封好，通過對系統充氣（或抽氣）到一定壓力，檢測差壓檢測器兩端壓力的變化來判斷待測工件是否有漏。

1.2 測試方案簡圖

圖1

測試氣源：提供測試用氣壓，要求無水無油，壓力穩定。先導氣源：提供主機內部各種氣動元件的氣源，要求無水無油，壓力穩定，壓力范圍為：400kPa~600kPa。

1.3 測試流程

圖2

充氣，在負壓檢測合格后，系統自動切換到正壓檢測階段，排氣閥關閉，充氣閥和平衡閥打開，向系統充氣，等到充氣壓力和充氣時間到達設定值后進入平衡狀態。

正壓平衡，平衡分為二個階段，首先在充氣結束后先關閉充氣閥，進入平衡一時間，然后等待平衡一時間結束，平衡一結束后，關閉平衡閥，進入平衡二階段，此階段為消除平衡閥動作對系統的影響，平衡二結束后即進入正壓檢測階段。

正壓檢測，檢測器檢測待測工件和平衡罐/管之間的壓力差，如果待測工件不漏，那么經過平衡后的待測工件和平衡罐/管之間的壓力相同；如果待測工件有漏，那么待測工件內部壓力會持續下降，一旦和平衡罐/管內壓力差達到1Pa及以上，系統即可檢測出，系統根據檢測出的壓力值來判斷待測工件泄漏程度。

正壓排氣，在檢測時間結束后，打開排氣閥，系統進入排氣階段，排氣階段結束后輸出正壓檢測值，通過聲光提示，輸出檢測結果判定。

典型應用場合：

圖3

2、檢測線構成

2.1 檢測線總成介紹

圖4

（1）氣缸：提供壓封電池殼體的壓力，完成殼體密封功能；

（2）標準機：型號：JZZY200（具體參數見公司產品介紹）；

（3）氣缸支架：用于支撐氣缸及對內部各零件的防護；

（4）操作面板：用于選擇操控檢測線各個功能；

（5）檢測臺面：承載檢測工件的工作臺面；

（6）導軌及防塵罩：用來運輸工件的導軌及其防護罩。

圖5

（7）壓封框：用于連接氣缸和壓封板；

（8）壓封板：用連接壓封環和壓封框并起到壓封工件座的作用；

（9）密封墊：用于工件座與壓封板之間的密封；

（10）軸承座：定位與導向作用；

（11）導向桿：用于氣缸抬起壓封板時的導向；

（12）檢測模塊安裝板：用于安裝漏點檢測模塊；

圖6

（13）檢測模塊：用于檢測定位殼體漏點；

（14）壓封環：用于壓封電池殼體（帶密封墊）；

（15）待測工件：待測iEV6電池殼體；

（16）定位銷：用于定位待測工件；

（17）滑塊：用于滑動工件座；

（18）工件座：用于承載待測工件并實現工件的移動；（19）側孔封板：用于封堵殼體側面三個孔。

2.2 關鍵配合圖

由兩個定位銷來定位工件在檢測過程中的位置。

圖7

3、檢測過程

3.1 上料

由人工將電池殼體抬到檢測線臺架上面。

3.2 定位

將待測工件根據定位銷放置與工件座上。

圖8

3.3 移動

將待測工件移至檢測區域，直到工件座頂住臺架一邊的限位塊。

圖9

3.4 壓封

觸動氣缸下壓按鈕，將待測工件密封；按鈕按下后，氣缸會緩慢下降，帶動壓封總成下壓，壓住電池殼體后即可測試。

圖10

3.5 測試

觸動標準機上的開始檢測按鈕，對工件進行氣密性檢測；儀器內部會自動對電池殼體充氣，充氣結束后會自動切斷氣源，進行保壓、測試，所有這些動作都是儀器自動完成，無需人工干預，實現了檢測過程的自動化。

圖11

3.6 判定結果

檢測結束后，若顯示合格，則抬起氣缸退出工件，更換下一個工件進行檢測：

圖12

如檢測顯示不合格，則啟動標準機上的定位按鈕，根據顯示屏上的數值來定位工件的漏點所在，當定位確認以后，將工件退出來觀察儀器所定位漏點處是否有漏孔，并對漏孔經行補修，補休完后再進行測試，將于下一章節詳細解說。

4、漏點定位

4.1 原理介紹

漏點定位采用本公司獨有的專利技術——CO2濃度檢測定位漏點技術，將待測工件的腔體內充滿高濃度CO2（濃度≧95%），對于工件可能會泄漏的地方放置CO2檢測傳感器，傳感器將實時監測該處CO2的濃度值，并將檢測的數據傳給檢測儀器，檢測儀器的面板上會顯示該位置的CO2濃度情況。當腔體內充滿CO2時，該處的傳感器檢測的數值發生明顯上升的趨勢，則可以判斷出零件此處有滲漏現象。

傳感器模塊選擇

目前檢測CO2的成熟方法分為：紅外吸收類，電化學類，半導體類，固態電解類；

這幾種方法各有特點：

紅外類測量準確，有光路單元，體積不小，會限制它的應用場合；

電化學類應用簡單，響應恢復速度慢，壽命有限；

半導體類應用簡單，測量精度不高；

固體電解類應用難度一般，體積小巧，精度一般，響應恢復快，需要預熱；

C-5000NDIR：

圖13

表1

圖14

圖15

4.2 輔助件設計

由于各類檢測器模塊自身特點，輔助件需要單獨設計加工，紅外類的難度最大，電化學/固解次之，半導體最簡單；

收集罩：用于收集泄漏的CO2，鋁合金，精加工；

檢測器框架：用于固定檢測器，并和上壓板固定；

采集板：提供檢測器的總線接口。

4.3 模塊排布

針對此次檢測的iEV6電池殼體，將殼體有可能泄漏的位置全部放置了CO2檢測模塊，如圖所示，一共85個CO2檢測模塊，并對每個檢測模塊經行了編號（標號順序見實物標簽）。

圖16

4.4 漏點定位方法

4.4.1 進入定位界面

當檢測的殼體漏率大于給定的指標后，按下檢測儀器面板上的定位按鈕：

圖17

4.4.2 觀察

面板進入漏點定位界面，如圖所示：

圖18

觀察各個檢測模塊傳回的CO2數值的變化情況，如果發現有數值明顯變大的模塊，此時可以斷定檢測模塊所檢測的工件范圍處存在漏點。

4.4.3 確定漏點位置

按下停止按鈕，將工件移出來觀察剛剛檢測數值異常變大的模塊所對應的位置，尋找漏點處，并經行相應的處理，所有漏點位置處理完成后，將工件推入檢測線內再經行氣密性的檢測。

5、結論

動力電池下殼體總成氣密性檢測線使用范圍廣，精度高，操作方便，解決了動力電池下殼體總成氣密性檢測問題。

[1] 麻友良,丁衛東主編.汽車電器與電子控制系統[M].北京:機械工業出版社,2003-01:486.

[2] 吳貴生主編.試驗設計與數據處理[M].北京:冶金工業出版社, 1997.

[3] 工程機械底盤理論[M].北京:人民交通出版社,2001-11.

Based on the power battery shell assembly under the air tightness Lines of research and application

Chen Kangwei, Yan Gang, Xia Shunli, Zhao Jiuzhi, Zhang Baoxin, Liu Shulong
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This paper mainly introduces the function, the component, the principle and the attention of the gas tight test line of the iEV5/6 battery shell. The detection line relates to the mechanical design, optical detection, electronic circuit, trace gas detection and other fields, and integrates light, machine, electricity and gas into one body. For the electric vehicle shell tightness index to provide the criterion, and the accurate positioning of the leaking location. With the actual use of the device, the production side to ensure that the sealing performance of the battery shell, while greatly improving the production efficiency, the JAC company's shipments and quality provides a strong guarantee.

Gastightness detector; Battery shell; Leak location

U463.6

A

1671-7988(2016)07-136-05

陳康偉，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.043