배터리 팩의 기밀성은 배터리 팩의 품질과 안전성을 보장하는 데 중요한 요소입니다. 배터리 팩의 안전성, 신뢰성 및 사용 수명과 관련이 있습니다. 배터리 팩의 기밀성 테스트는 생산 공정뿐만 아니라 배터리 유지 관리 및 검사 중에도 수행해야 합니다.

1-배터리 팩 기밀 요구 사항

실제 생산 시 배터리 팩의 기밀성은 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

밀봉 성능: 배터리 팩 쉘, 인터페이스 및 커넥터는 먼지 및 수증기와 같은 외부 불순물이 배터리 팩에 들어가는 것을 방지하기 위해 우수한 밀봉 성능을 가져야 합니다. 이는 용접, 밀봉제, 방수 재료 등을 통해 달성할 수 있습니다.

방수 성능은 습기가 배터리에 유입되어 단락, 부식 및 기타 문제가 발생하는 것을 방지합니다. 국가 표준 GB38031-2020 "전기 자동차용 전원 배터리의 안전 요구 사항"에 따르면 배터리 및 구성 요소의 밀봉 성능은 IP67 표준을 충족해야 합니다. 대부분의 신에너지 차량은 배터리 및 구성 요소에 대한 밀봉 성능 요구 사항이 더 높고 IP68 표준을 충족해야 합니다. 즉, 배터리 팩은 지정된 수심 및 침수 시간 내에 물이 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.

전통적인 기밀성 테스트 방법에는 압력법과 침지법(물 테스트)이 있습니다. 침지법은 액체 냉각판을 물에 담그고 거품이 발생하는지 관찰하여 밀봉을 판단하는 것입니다.

액체 냉각판 수로 기밀성 시험 탱크

IP68 표준이 더 엄격하지만 실제 응용 분야에서는 압력 강하 방법이 적절한 기밀성 감지 표준을 설정하여 IP68 요구 사항을 충족하는 주요 감지 방법으로 자주 사용됩니다. 압력 강하 방법은 배터리 팩 내부의 압력 변화를 측정하여 배터리 팩의 기밀성을 결정합니다. 기밀성 테스트를 수행할 때는 팽창 압력, 팽창 시간, 압력 안정화 시간 및 누출률과 같은 여러 매개 변수에 주의해야 합니다.

차압 기본 원리 다이어그램           직접 압력 기본 원리 다이어그램

2-액체 냉각판 누설 문제 분석

전력 배터리 차량, 배터리 에너지 저장 시스템 등에 대한 시장 수요가 지속적으로 업그레이드됨에 따라 더 높은 에너지 밀도와 전력 밀도의 배터리 팩이 널리 사용되고 있습니다. 배터리의 열적 특성으로 인해 배터리와 같은 핵심 장비의 안정적인 작동을 보장하고 에너지 활용 효율을 높이기 위해 액체 냉각 기술은 에너지 저장 열 관리를 위한 주류 기술 경로 중 하나이며 액체 냉각 시스템의 기밀성 테스트가 핵심 링크가 되었습니다.

액체 냉각판 누출은 심각한 문제입니다. 누출로 인해 냉각수의 정상적인 흐름이 방해받고, 액체 냉각판의 방열 효과에 영향을 미치며, 장비 성능이 저하됩니다. 누출로 인해 시스템 구성 요소가 노화되고 손상되어 시스템 신뢰성이 떨어질 수도 있습니다. 누출로 인해 전자 부품과 회로가 부식되어 장비 고장 및 화재 위험이 높아질 수도 있습니다.

액체 냉각판 생산 및 제조 과정에서 엄격한 기밀성 테스트를 거친 후에도 누출 문제가 계속 발생하는 이유는 무엇입니까?

액체 냉각 시스템 기밀성 테스트 프로세스

액체 누출은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.

l 작은 균열 및 결함 조경 기밀성 테스트는 큰 누출 채널을 감지할 수 있지만, 작은 균열 및 결함이 여전히 존재할 수 있습니다. 이러한 작은 균열은 액체 압력이나 고온 환경에서 확장되어 액체가 스며들 수 있습니다.

l 냉각수 표면 장력과 젖음성 차이: 냉각수의 표면 장력이 낮으면 작은 틈새를 통과하기가 더 쉽습니다. 액체 냉각판의 표면 장력 설계가 불합리하거나 냉각수가 적절하게 선택되지 않으면 액체 침투 문제가 심화될 수 있습니다.

젖음성 차이: 냉각수마다 고체 표면에서 젖음성이 다릅니다. 액체 냉각판의 재료 표면 거칠기가 높거나 미세 구조적 결함이 있는 경우 냉각수가 더 쉽게 침투할 수 있습니다.

l 설치 및 공정상의 문제: 액체 냉각판의 설치 공정이 충분히 정밀하지 않거나 용접, 연결 및 기타 공정에 결함이 있는 경우 밀봉이 제대로 되지 않고 액체가 스며들 가능성이 커질 수 있습니다.

l 환경 조건: 온도 변화, 특히 고압 환경에서는 냉각수의 투과성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 환경적 요인은 기밀성 테스트 중에 고려되지 않을 수 있지만 실제 작동에서는 온도 변동으로 인해 씰이 고장날 수 있습니다.

l 재료의 노화 또는 피로: 액체 냉각판의 재료를 너무 오랫동안 사용하면 노화 또는 피로가 발생하여 밀봉 성능이 저하되고, 이로 인해 액체 누출 위험이 커집니다.

3-액체 냉각판 누출에 대한 예방 조치

l 액체 냉각판 설계 개선: 액체 냉각판의 구조와 설계를 최적화하여 작은 균열과 결함을 줄이고 밀봉 성능을 개선합니다. 예를 들어, 유로 표면에 모듈 설치 빔을 용접할 때 냉각수 누출을 방지하기 위해 누출 방지 조치를 취합니다.

l 제조 공정 수준 향상: 액체 냉각판의 생산 공정에서 고품질 용접 공정과 재료를 사용하여 냉각수가 침투하기 쉽지 않도록 합니다. 동시에 조립 공정에서는 느슨함이나 잘못된 설치를 방지하기 위해 작동 절차를 엄격히 따릅니다.

l 검출 방법의 조합을 최적화하여 검출 효율성을 보장하고 검출 정확도를 개선하고 누락된 검출률을 줄입니다. 침지법과 압력 강하법은 기밀성 검출에 사용되며, 작동이 간단하고 경제적이며 효율적이며 대규모 일상 검출 요구에 적합합니다. 그러나 두 방법의 검출 정확도는 낮습니다. 압력 강하법의 검출 정확도는 일반적으로 1×10-4Pa·m³/s의 누출률이며 검출 결과의 정확도는 온도, 습도, 청결도 및 압력과 같은 요인에 의해 쉽게 간섭됩니다. 검출 정확도가 높고 효과가 더 좋은 검출 장비를 사용하여 검출 정확도를 1×10-6Pa·m³/s로 높여 검출 효과를 개선합니다.

액체 냉각판 자체의 예방 조치 외에도 냉각수 선택, 씰 선택, 장비 작업 환경 등 다방면에 걸쳐 적절한 대응 전략을 채택하는 것이 필요합니다.

당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다

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