La hermeticidad del paquete de baterías es un factor clave para garantizar la calidad y la seguridad del paquete de baterías. Está relacionada con la seguridad, la fiabilidad y la vida útil del paquete de baterías. La prueba de hermeticidad del paquete de baterías debe realizarse no solo durante el proceso de producción, sino también durante el mantenimiento y la inspección de la batería.

1- Requisitos de hermeticidad del paquete de baterías

En la producción real, la hermeticidad del paquete de baterías debe cumplir los siguientes requisitos:

Rendimiento de sellado:la carcasa, la interfaz y los conectores del paquete de baterías deben tener un buen rendimiento de sellado para evitar que el polvo, el vapor de agua y otras impurezas externas ingresen al paquete de baterías, lo que se puede lograr mediante soldadura, selladores, materiales impermeables, etc.

Rendimiento a prueba de agua: para evitar que la humedad ingrese a la batería, lo que provoca cortocircuitos, corrosión y otros problemas. De acuerdo con la norma nacional GB38031-2020 "Requisitos de seguridad para baterías de energía para vehículos eléctricos", el rendimiento de sellado de las baterías y sus componentes debe cumplir con el estándar IP67. La mayoría de los vehículos de nueva energía tienen requisitos de rendimiento de sellado más altos para las baterías y sus componentes, y deben cumplir con el estándar IP68, es decir, el paquete de baterías puede evitar que el agua ingrese dentro de la profundidad de agua y el tiempo de inmersión especificados.

Los métodos tradicionales de prueba de hermeticidad incluyen el método de presión y el método de inmersión (prueba de agua). El método de inmersión consiste en sumergir la placa de refrigeración líquida en agua y observar si se generan burbujas para evaluar el sellado.

Tanque de prueba de hermeticidad del canal de agua de la placa de enfriamiento líquido

Aunque el estándar IP68 es más estricto, en aplicaciones reales, el método de caída de presión se utiliza a menudo como el principal método de detección para cumplir con los requisitos IP68 estableciendo estándares de detección de hermeticidad adecuados. El método de caída de presión determina la hermeticidad del paquete de baterías midiendo el cambio de presión dentro del paquete de baterías. Al realizar pruebas de hermeticidad, se debe prestar atención a múltiples parámetros, como la presión de inflado, el tiempo de inflado, el tiempo de estabilización de la presión y la tasa de fuga.

（lado izquierdo）Diagrama del principio básico de la presión diferencial

（lado derecho）Diagrama del principio básico de la presión directa

2-Análisis del problema de fugas en la placa de refrigeración líquida

Con la mejora continua de la demanda del mercado de vehículos con baterías eléctricas, sistemas de almacenamiento de energía con baterías, etc., se utilizan ampliamente los paquetes de baterías con mayor densidad de energía y densidad de potencia. Debido a las características térmicas de las baterías, para garantizar el funcionamiento estable de los equipos centrales como las baterías y mejorar la eficiencia de utilización de la energía, la tecnología de refrigeración líquida es una de las principales rutas técnicas para la gestión térmica del almacenamiento de energía, y la prueba de hermeticidad del sistema de refrigeración líquida se ha convertido en un vínculo clave.

La fuga de la placa de enfriamiento líquido es un problema grave: la fuga obstaculizará el flujo normal del refrigerante, afectará el efecto de disipación de calor de la placa de enfriamiento líquido y reducirá el rendimiento del equipo; la fuga también puede causar envejecimiento y daños a los componentes del sistema, reduciendo la confiabilidad del sistema; la fuga también puede corroer los componentes y circuitos electrónicos, aumentando el riesgo de fallas del equipo e incendio.

¿Por qué sigue ocurriendo el problema de fugas después de realizar rigurosas pruebas de hermeticidad durante el proceso de producción y fabricación de la placa de enfriamiento líquido?

Proceso de prueba de hermeticidad del sistema de refrigeración líquida

La filtración de líquido puede ser causada por una variedad de factores:

l Pequeñas grietas y defectos,Las pruebas de hermeticidad del paisaje pueden detectar grandes canales de fuga, pero aún pueden existir pequeñas grietas y defectos. Estas pequeñas grietas pueden expandirse bajo presión de líquido o en un entorno de alta temperatura, lo que provoca filtraciones de líquido.

l Diferencias en la tensión superficial y la humectabilidad del refrigerante: cuando la tensión superficial del refrigerante es baja, es más fácil que penetre a través de pequeños huecos. Si el diseño de la tensión superficial de la placa de refrigeración de líquido no es razonable o el refrigerante no se selecciona correctamente, el problema de filtración de líquido puede agravarse.

Diferencias de humectabilidad: los distintos refrigerantes tienen distinta humectabilidad en superficies sólidas. Si la rugosidad de la superficie del material de la placa de enfriamiento de líquidos es alta o existen defectos microestructurales, el refrigerante puede penetrar con mayor facilidad.

l Problemas de instalación o proceso: si el proceso de instalación de la placa de enfriamiento de líquido no es lo suficientemente fino, o hay defectos en la soldadura, la conexión y otros procesos, también puede provocar un sellado deficiente y aumentar la posibilidad de filtración de líquido.

l Condiciones ambientales: Los cambios de temperatura, especialmente en entornos de alta presión, pueden afectar la permeabilidad del refrigerante. Aunque estos factores ambientales pueden no tenerse en cuenta durante las pruebas de hermeticidad, en la operación real, las fluctuaciones de temperatura pueden provocar fallas en los sellos.

l Envejecimiento o fatiga del material: si el material de la placa de enfriamiento de líquido se utiliza durante demasiado tiempo, puede envejecer o fatigarse, lo que provocará que su rendimiento de sellado se deteriore, aumentando así el riesgo de fugas de líquido.

3-Medidas preventivas para fugas de líquido en la placa de refrigeración

l Mejorar el diseño de la placa de refrigeración líquida: Al optimizar la estructura y el diseño de la placa de refrigeración líquida, se reducen las pequeñas grietas y defectos y se mejora su rendimiento de sellado. Por ejemplo, al soldar la viga de instalación del módulo en la superficie del canal de flujo, se deben tomar medidas antifugas para evitar fugas de refrigerante.

l Mejorar el nivel del proceso de fabricación: en el proceso de producción de la placa de refrigeración líquida, se utilizan procesos y materiales de soldadura de alta calidad para garantizar que el refrigerante no penetre fácilmente. Al mismo tiempo, durante el proceso de montaje, siga estrictamente los procedimientos operativos para evitar que se aflojen o se instalen incorrectamente.

l Optimice la combinación de métodos de detección para garantizar la eficiencia de detección al tiempo que mejora la precisión de detección y reduce la tasa de detección fallida. El método de inmersión y el método de caída de presión se utilizan para la detección de hermeticidad, que es simple de operar, económico y eficiente, y es adecuado para necesidades de detección de rutina a gran escala. Sin embargo, la precisión de detección de los dos métodos es baja. La precisión de detección del método de caída de presión es generalmente una tasa de fuga de 1×10-4Pa·m³/s, y la precisión de los resultados de detección se ve fácilmente interferida por factores como la temperatura, la humedad, la limpieza y la presión. Utilice equipos de detección con mayor precisión de detección y mejor efecto para aumentar la precisión de detección a 1×10-6Pa·m³/s, mejorando así el efecto de detección.

Además de las medidas preventivas para la propia placa de enfriamiento líquido, también es necesario adoptar estrategias de respuesta adecuadas en múltiples aspectos, como la selección del refrigerante, la selección del sello y el entorno de trabajo del equipo.

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