液冷板通常由一些薄片狀的鋁合金散熱片通過嵌套或焊接等方式組成，其內部也會設置一些導流型內部通道，用于導流流體冷卻介質以帶走熱量。

液冷板在出廠前需進行嚴格的氣密性檢測，來確保散熱效果與耐用性。下文小編就帶大家詳細了解液冷板的氣密性檢測。

一、液冷板氣密性檢測方法

壓力法

又稱為降壓法、氣檢法。通常有直壓氣密檢測、差壓氣密性檢測等多種檢測方式，根據不同的產品需求來選擇檢測方式，動力電池液冷板氣密性測試通常采用直壓檢測方式進行。

這種方法需要按照檢測需求，把特定壓力的氣體注入液冷板部件，通過保壓觀察工件內部壓力變化的大小，進而判斷液冷板工件是否存在泄漏；觀察其保壓情況，如果保壓能力超過標準，則液冷板氣密性能較好-公眾號-新能源電池包技術-。

浸泡法

又稱水檢，將待檢的液冷板浸入水中，然后觀察是否有氣泡產生，如有氣泡，說明液冷板有漏洞，不符合檢測標準。

氫檢漏法

在檢測之前，準備一個裝水的容器，將容器內的水加壓處理，使容器的水壓前后差值在5~10MPa之間，再將液冷板的輸出口，放置在加壓容器的水面下，如液冷板發生泄漏，那么輸出口處的氫氣就會被水吸收，而水里的氫氣用檢測儀器進行檢測，就能定位液冷板泄漏點的位置。

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熱循環法

這種方法是先將液冷板放于低溫環境中，然后快速加熱到高溫環境，觀察液冷板是否有變形或產生漏洞的情況，如存在，則說明液冷板氣密性不佳。

二、水冷板測試要求

測試壓力：200kpa-250kpa 標準：測試30秒 ＜100pa，IP67

三、氣密性試驗的介紹

氣密性試驗是驗證容器氣密性的檢測方式，又稱密封性測試或者防水測試。是為防止壓力容器發生泄漏，從而采用的以氣體為加壓介質的致密性試驗。氣密性試驗必須在液壓試驗合格才能進行，根據裝置不同，檢驗的方法也會有區別。

在選擇與準備檢測的過程中，還需掌握一些原則，比裝置內的液體要構成一個封閉的環境，這樣就能夠改變溫度，也可以導致壓力的強度出現變化，通過這個變化就可以有效判斷氣密性好壞。

一般來說，電池廠商和整車廠商對電池包都要求達到IP67等級及以上，這便對電池包防水性的技術有很高的要求。因此，電池包在設計之初就要考慮一項重要性能——電池氣密性，以達到能夠通過浸水實驗

一、影響電池包氣密性的因素

1.1碳素鋼鈑金箱體

一般而言，碳素鋼鈑金箱體采用鈑金沖壓成零部件后，直接進行拼接，再進行點焊成型。在焊接時，首先要控制焊接電流大小，防止焊穿或漏焊。

其次，在箱體焊接成型后，要進行整形處理，特別是要求箱體密封面平整、無毛刺。再次，是要保持接插件安裝面的漆膜表面粗糙度。

1.2鋁合金型材箱體

采用“鋁型材擠壓成型＋攪拌摩擦焊＋冷金屬過渡（CMT）補焊”的工藝是目前比較通用的做法。具體控制要點如下：

首先須防止焊穿、偏縫、CMT漏焊。

其次，在進行攪拌摩擦焊時，刀具與箱體底板接觸會產生大量熱量，引起箱體的變形，使得后期在進行裝配時，箱蓋壓緊密封墊，密封墊局部受壓不均勻，從而形成不同的壓縮變形率。-公眾號-新能源電池包技術-當電池包內外產生壓差時，會產生漏氣現象。為保證良好的焊接質量，減少變形及焊接缺陷，攪拌摩擦焊的建議參數為1600～1800r/min，走速為800~1000mm/min。

再次是CMT補焊，當攪拌摩擦焊下線后，一般要采用手工補焊的方式進行加焊，在可能漏氣或者焊接不良的位置適當滿焊，特別是在箱體密封面邊框結合部位，此部位一般厚度為2mm。由于鋁合金材質本身的特性，焊接電流過小時熔焊深度不夠，容易產生虛焊；焊接電流過大時，薄板位置又容易產生開裂和穿焊。

為了保證焊接強度，往往需要在接縫處堆焊，高度一般≤2.5mm。然而，堆高的焊縫會在焊縫與法蘭面之間產生不規則角度及縫隙。在裝配環節，當箱蓋壓縮密封墊時，密封墊會受到不同的擠壓應力，需要對焊縫進行打磨處理，形成最佳圓弧過渡形狀。在裝配時，密封墊受力變形，可將焊縫周邊位置進行填充，起到良好的密封效果。裝配示意圖如圖2和圖3所示。

密封墊壓緊前的裝配示意圖

密封墊壓緊前的裝配示意圖

另外，除了要調整好攪拌摩擦焊的工藝參數外，還要制作精良的焊裝夾具，以減小焊接變形，降低焊接缺陷的產生。

1.3鋁壓鑄箱體

鋁壓鑄箱體可以一體成型，改善要點主要針對合金材質，防止有“砂眼”、夾渣等制造缺陷。此外，鋁壓鑄箱體對密封條安裝面的平面度和精度要求較高，需要對安裝平面進行精加工處理。鋁壓鑄箱體一般適用于小型電池包。當電池箱尺寸較大時，可以增加拼焊工藝來彌補。這類箱體可以很好地滿足IP67標準要求，但鑄造箱體受模具及工藝條件和自身質量等因素的限制，對于大型電池包，需從輕量化及工藝實現的角度去具體考量。

1.4密封墊

密封墊對整包的氣密性起決定性作用，材質要具備阻燃性能，并符合汽車行業禁用物質的標準要求，同時要避免永久變形。密封墊材料可使用硅膠泡棉。在設計時需要綜合考慮壓縮率與永久變形率的關系。選用合適的壓縮率的同時，密封墊的寬度要盡可能的覆蓋住整個箱體密封面。

1.5電池箱蓋

根據不同的制造成型工藝，電池箱蓋產品的韌性及強度差別很大。在電池包封蓋安裝時，容易造成受力不均而開裂，從而影響電池包的氣密性。在改善設計時，需要根據電池包的使用環境和具體要求進行匹配。-公眾號-新能源電池包技術-例如：SMC電池箱蓋可以增大箱蓋法蘭邊與立面的圓角半徑，優化纖維分布位置，以降低開裂風險。

1.6電氣接插件

電氣接插件的質量優劣與電池包氣密性的關系最為密切。電氣接插件的改善要點主要是接插件自身的密封性，特別是插針位置要有密封設計，接插件安裝面的平面度、O型密封圈的永久變形性等方面，這些因素都會直接或間接影響電池包的氣密性。

1.7防爆透氣閥

防爆透氣閥作為電池包的安全部件，具有內部排氣和外部密封的雙重作用。其氣密性要求與電氣接插件類似，但要求防爆透氣閥的使用壽命應滿足電池包的整個生命周期。因此，在設計改善時，除充分考慮其密封性外，對使用壽命也有較高的要求。

二、電池Pack包一體化氣密性檢測方案

在檢測電池包氣密性的過程中，需要關注到5個重要參數：充氣氣壓、充氣時間、穩壓氣壓、穩壓時間、泄漏率（如小于100Pa即使用泄漏時間）。

鋰電池Pack包待測部分如下圖所示

一是直冷板/液冷板管件氣密性檢測，

液冷板測試壓力250-400KPa，直冷板測試壓力1-2MPA。

二是鋰電池包體氣密性檢測，

檢測托盤框體與上蓋組裝后氣密性，鋰電池包體整包測試壓力0-10Kpa

直冷板/液冷板氣密性檢測時需要高壓檢測，電池包體需要低壓檢測，以往的檢測方案要配備高低壓兩套不同量程的氣密性檢測設備，分別對直冷板/液冷板、電池包整體進行測試，設備成本與管理成本成倍增加；且以前的技術，加壓充氣慢，效率相對低下。創新解決方案如海瑞思推出的鋰電池Pack包一體化氣密性檢測系統，如下圖所示，系統構成為加壓氣泵+一體化氣密性檢測儀+快速連接器。-公眾號-新能源電池包技術-測試量程0-2MPA，集成了高低壓檢測功能，可滿足直冷板/液冷板管件和電池包整體的測試壓力需求，一臺設備即可輕松應對整個電池Pack包的氣密性檢測。

鋰電池Pack包一體化氣密性檢測系統

氣密檢測標準制定

IP68防護等級中IP是Ingress Protection的縮寫，第一個數字是固態防護等級，6表示無塵埃進入，第二個數字是液態防護等級，8表示進入規定的壓力水中經規定時間后外殼進水量不致達到有害程度，IP68對動力電池檢測標準條件為測試件處在水深1m，沉水1h，通過標準為內部無水進入。

IP68沉水測試的方法耗時較長，對動力電池具有破壞性，且具有一定的安全風險，不適合作為動力電池的下線檢測。目前各大主機廠和電池廠均使用氣密檢測來保證動力電池滿足IP68的要求，目前國內大部分主機廠和電池廠使用壓降法來檢測動力電池的密封性，壓降法優點是只需干凈的壓縮氣源，測試成本低、操作簡單、設備成本低廉和效率高；缺點是壓降法與動力電池內部的空間體積有很大關系，對于不同的電池系統壓降法允許的壓降值不同。

需要設定合適的氣密檢測標準才能滿足IP68的要求，氣密檢測標準的制定需壓降值與泄漏率的關系，以及孔徑與漏水的關系等。在第19屆世界無損檢測大會上Rudolf等針對汽車孔徑和泄露量的關系研究中表明，當孔徑直徑≈0.01mm時，在100s內，100kPa的壓差下，漏氣量≈1cm3。

實驗驗證的目的是驗證孔徑的大小和數量與漏水的關系，物料狀態如表1。

測試件準備：

（1）將微孔板用密封膠粘接在型材的一端，將板端向下防止在裝平臺上，板中部懸空；

（2）向管內注入純凈水至1m高度位置(模擬水下1m壓力狀態)；

4個試件注入水后在工裝平臺上靜置1h，觀察其滲漏和低落情況，試驗結果見表2。

通過上述結果得知，當有6個直徑為0.01mm的小孔時，無水滴落，此時的狀態滿足IP68的要求。

通過上述Rudolf等的研究[得知，此時允許的氣體泄漏量為6cm3/100s@100kPa。水深1m處的壓力值為10kPa，根據同一氣體測試壓與泄露量之比的關系如式（1）。

得出此時允許的泄露率約為：90cm3/100s@10kPa，即54cm3/min@10kPa，即要在保證動力電池滿足IP68的要求，流量法檢測氣密時需泄漏率小于54cm3/min@10kPa。

同時根據理想氣體計算公式：

p×V=N×K×T（2）

(p-?p)×V=(N-?p)×K×T（3）

(Q1/60)×t×patm=?N×K×!（4）

Q1=（60×V×?p/t）/patm（5）

?p=Q1×patm×t/(60×V)（6）

式中，p為測試壓力；V為氣體體積；?p為壓力損失；?N分子量的泄漏；patm為大氣壓力；N為分子量；Q為泄漏率。

根據理想氣體的計算公式，計算壓差與泄露量的關系，見表3。以動力電池內部體積85L,檢測時間1min，測試壓力10kPa為例，此時計算出的允許的壓差泄露量為64.37Pa,但目前各大主機廠動力電池下線檢測壓力為5kPa，此時允許的泄露率為32.19Pa/min@5kPa。

3氣密檢測標準驗證

基于北汽新能源某款動力電池進行氣密性驗證，此款動力電池包內體積為85L,下線測試壓力為5kPa，完全符合表3條件。

測試方法：

（1）按照動力電池氣密檢測標準完成對動力電池的氣密檢測，記錄氣密檢測值；

（2）以封堵工裝對動力電池對外接口進行封堵，封裝工裝貼近于實際整車狀態；

（3）以IP68對動力電池進行沉水試驗，記錄試驗狀態；

（4）從水中取出電池包，擦拭動力電池外包絡，避免外部水分進入動力電池內部；

（5）拆開動力電池進行觀察，記錄動力電池內部是否有水進入。

試驗結果見表4。

4結論

當小孔的直徑≤0.01mm時，且同一區域的小孔數量≤6個時，動力電池可以滿足IP68的要求；

相同試驗條件下，隨著充氣壓力的增加，允許的最大泄漏量增加；

當最大泄漏量一定時，動力電池內部的體積越大，允許的壓差值越小；

為保證動力電氣滿足IP68的要求，動力電池氣密測試時最大泄露率≤27cm3/min@5kPa，根據測試壓力不同，需相應改變泄露量的值；

電池系統內部空間確定好后，根據理想氣體計算公式可以計算出允許泄露的壓差值；

動力電池的密封性與箱體結構有較大關系，理論計算出最大允許泄露量后仍需進行沉水驗證。

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