CN114061870B - 新能源电池包密封性自检系统及自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源电池包密封性自检系统，包括用于向动力电池包提供压缩空气的供气装置，动力电池包内部设置电池包内部检测组件，供气装置与电池包内部检测组件连接。本发明的新能源电池包密封性自检系统，实现对动力电池包在装车后至动力电池包达到使用寿命期间的气密性的有效判定，从而保证了动力电池包运行安全性，延长动力电池包使用寿命。本发明还提供了一种新能源电池包密封性自检方法。

Description

新能源电池包密封性自检系统及自检方法

技术领域

本发明属于新能源电池包技术领域，具体地说，本发明涉及一种新能源电池包密封性自检系统及自检方法。

背景技术

新能源电动汽车中，电池包是其核心部件，电池包的密封性直接影响到电池系统工作的安全性，因此也影响到整车的使用安全。为了提高电池包的密封防水性能，需要对电池箱体密封结构进行合理的设计，对密封条的结构和材料进行研究，使电池箱体和密封条结构完美结合，对保证电池包的安全性、提高使用寿命。电动汽车主要储能元件的电池包，装载着电池组，是新能源电动汽车的核心部件，能够直接对新能源电动汽车的性能产生重要影响。而为了车辆的安全性，电池厂商在设计电池包的时候，会根据车辆使用环境，做好相应的防护措施，尽可能杜绝安全隐患，对于电池包的防水能力也是有一定要求的。

汽车电池作为新能源汽车的供电装置，如果不具备防水要求，不仅会漏电还会对汽车的使用安全造成威胁。电池作为新能源汽车核心能量源，它能为整车提供驱车电能，为保护电包内部元器件不受灰尘、雨水等侵蚀，电池的气密性检测时指数必须达到一定的防尘防水等级。动力电池厂家在对其进行生产时，一般会针对电池进行防水性较强的精密性设计，使用的密封壳料主要有：橡胶密封圈、密封胶和泡棉胶带等等。但无论是使用哪种材料，对电池进行防水检测也是非常重要的。新能源汽车的使用寿命一般在8年以上，其核心部件电池包也须具有相同的使用寿命，故对密封材料也要如此。对于硅橡胶来说，它具有优异的耐候性，但作为密封材料，它还需具有较低的压缩永久变形性，否则后期防水性能和气密性会下降。为此，为了保证电池包在生命周期内密封性能满足设计要求，需要一套密封检测系统实时监控电池系统密封性是否完好。

随着电动汽车的发展，动力电池Pack作为纯电动汽车的核心部件直接影响到整车的安全性。动力电池Pack的开发需要充分考虑多方面的安全因素，和对设计方案进行反复验证优化,防止动力电池PACK压力累积发生安全事故。因此对电池箱体的强度、刚度、散热、防水、绝缘等设计要求很高，所以电池箱体的设计和密封性测试就显得至关重要。随着动力电池Pack产量的提高以及对动力电池Pack自动化生产的要求，简单的水检法变得越来越不实用，而且新能源汽车也不具有气密性检测功能，无法在动力电池包出厂之后从动力电池包装车至动力电池包寿命结束期间对动力电池气密性是否完好进行判定。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种新能源电池包密封性自检系统，目的是实现对动力电池包在装车后至动力电池包达到使用寿命期间的气密性的有效判定。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：新能源电池包密封性自检系统，包括用于向动力电池包提供压缩空气的供气装置，动力电池包内部设置电池包内部检测组件，供气装置与电池包内部检测组件连接。

所述供气装置包括空气压缩机、与空气压缩机连接的过滤器、与过滤器连接的干燥器和与干燥器连接的压力表，压力表与所述电池包内部检测组件连接。

所述供气装置还包括与所述空气压缩机电连接的电源。

所述电池包内部检测组件包括用于与所述供气装置连接的气密检测口、设置于气密检测口处且用于控制气密检测口的开闭的第一电磁阀、用于控制防爆阀与动力电池包内部通断的第二电磁阀以及与第一电磁阀和第二电磁阀电连接的BMS总成。

所述第一电磁阀和所述第二电磁阀设置于所述动力电池包的内部。

本发明还提供了一种新能源电池包密封性自检方法，采用所述的新能源电池包密封性自检系统，且包括步骤：

S1、整车停车自检；

S2、动力电池包上电自检；

S3、供气装置向动力电池包提供压缩空气；

S4、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第一合格压力值。

所述步骤S3中，BMS总成控制第一电磁阀开启，控制第二电磁阀关闭，然后空气压缩机启动，向动力电池包提供压缩空气。

所述的新能源电池包密封性自检方法还包括步骤：

S5、防爆阀密封性能检测。

所述步骤S5包括：

S501、BMS总成控制第一电磁阀开启，控制第二电磁阀开启；

S502、空气压缩机启动，向动力电池包提供压缩空气；

S503、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第二合格压力值。

本发明的新能源电池包密封性自检系统，实现对动力电池包在装车后至动力电池包达到使用寿命期间的气密性的有效判定，从而保证了动力电池包运行安全性，延长动力电池包使用寿命。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是新能源电池包密封性自检系统原理示意图；

图2是新能源电池包密封性自检系统结构示意图；

图3是新能源电池包密封性自检系统电池包内部结构示意图；

图4是新能源电池包密封性自检系统气源动力控制系统结构示意图；

图5是新能源电池包密封性自检系统控制策略示意图；

图中标记为：1、电池包通讯插座；2、气密检测口；3、第一电磁阀；4、模组总成；5、电池包箱体总成；6、防爆阀；7、第二电磁阀；8、电池包内部控制线束总成；9、BMS总成；10、整车通讯插头；11、整车控制线束总成；12、VCU总成；13、电源；14、电源线束总成；15、空气压缩机；16、进气气管总成；17、过滤器；18、干燥器；19、压力表；20、进气插头。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图4所示，本发明提供了一种新能源电池包密封性自检系统，包括用于向动力电池包提供压缩空气的供气装置，动力电池包内部设置电池包内部检测组件，供气装置与电池包内部检测组件连接。

具体地说，如图1至图4所示，供气装置包括空气压缩机15、与空气压缩机15电连接的电源13、与空气压缩机15连接的过滤器17、与过滤器17连接的干燥器18和与干燥器18连接的压力表19，压力表19与电池包内部检测组件连接。空气压缩机15为微型空压机，过滤器17的进气口与空气压缩机15的出气口连接，过滤器17的出气口与干燥器18的进气口连接，干燥器18的出气口与压力表19的进气口连接，压力表19的出气口与电池包内部检测组件连接。过滤器17用于对来自空气压缩机15的压缩空气进行过滤，干燥器18对来自过滤器17的压缩空气进行干燥，保证空气进入到电池包内为干燥、清洁的气体，避免污染电池包内部组件。电源13为12V电源，电源13与VCU总成12电连接，空气压缩机15和压力表19与VCU总成12也为电连接，压力表19将检测的压力数据传递至VCU总成12，VCU总成12控制空气压缩机15的启停。

如图1至图4所示，电池包内部检测组件包括用于与供气装置连接的气密检测口2、设置于气密检测口2处且用于控制气密检测口2的开闭的第一电磁阀3、用于控制防爆阀6与动力电池包内部通断的第二电磁阀7以及与第一电磁阀3和第二电磁阀7电连接的BMS总成9，BMS总成9控制第一电磁阀3和第二电磁阀7的开闭。动力电池包主要包括电池包箱体总成和设置于电池包箱体总成内部的模组总成4，气密检测口2设置于动力电池包的电池包箱体总成上，第一电磁阀3和第二电磁阀7设置于电池包箱体总成的内部，压力表19的出气口通过气管与气密检测口2连接，气密检测口2用于将压缩空气引导至动力电池包的内部。

电源13为空气压缩机15提供电力，空气压缩机15产生的压缩空气依次流经过滤器17、干燥器18后进入动力电池包内，电池包内部布置两个电磁阀，根据VCU控制测略及压力表19可以检测电池包内部压力变化，实时监控电池包气密情况。

如图5所示，本发明还提供了一种新能源电池包密封性自检方法，采用上述结构的新能源电池包密封性自检系统，且包括如下的步骤：

S1、整车停车自检；

S2、动力电池包上电自检；

S3、供气装置向动力电池包提供压缩空气；

S4、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第一合格压力值。

在上述步骤S1中，整车上电，自检完成后，启动电池包气密检测模式。在上述步骤S2中，整车静止状态，电池包上电自检后各项性能指标正常，电池包可以进行气密检测。

在上述步骤S3中，BMS总成9控制第一电磁阀3开启，控制第二电磁阀7关闭，气密检测口2打开，然后空气压缩机15启动，向动力电池包提供压缩空气，压缩机的启动停止受整车VCU总成12的控制，产生的压缩气体通过过滤器17、干燥瓶、压力表19后进入电气密检测口2，保证空气进入到电池包内为干燥、清洁的气体避免污染电池包内部组件。VCU总成12与BMS总成9进行通讯，BMS总成9控制电池包内第一电磁阀3打开，控制第二电磁阀7关闭。空气压缩机15根据VCU总成12设定程序，运转设定时间后停止。

在上述步骤S4中，压力表19检测进入动力电池包的压缩空气的压力值，压力表19将检测的压力数据传递至VCU总成12，VCU总成12判断压缩空气的压力值是否达到第一合格压力值。若VCU总成12判断压缩空气的压力值达到第一合格压力值，则判定动力电池包的电池包箱体总成密封正常，动力电池包的气密性完好，符合要求；反之则判定动力电池包的电池包箱体总成密封不正常，动力电池包的气密性不符合要求。检测完毕之后，BMS总成9控制第二电磁阀7开启，动力电池包通过防爆阀6进行泄气。

本发明的新能源电池包密封性自检方法还包括如下的步骤：

S5、防爆阀6密封性能检测。

上述步骤S5包括：

S501、BMS总成9控制第一电磁阀3开启，控制第二电磁阀7开启；

S502、空气压缩机15启动，向动力电池包提供压缩空气；

S503、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第二合格压力值。

在上述步骤S501中，BMS总成9控制第一电磁阀3和第二电磁阀7均开启，气密检测口2打开，防爆阀6与动力电池包内部连通。

在上述步骤S502中，系统进入防爆阀6气密检测模式，空气压缩机15启动，向动力电池包提供压缩空气，产生的压缩气体通过过滤器17、干燥瓶、压力表19后进入电气密检测口2，最后进入动力电池包内。空气压缩机15根据VCU总成12设定程序，运转设定时间后停止。

在上述步骤S503中，压力表19检测进入动力电池包的压缩空气的压力值，压力表19将检测的压力数据传递至VCU总成12，VCU总成12判断压缩空气的压力值是否达到第二合格压力值。若VCU总成12判断压缩空气的压力值达到第二合格压力值，则判定防爆阀6透气膜完好，防爆阀6的气密性符合要求；反之则判定防爆阀6透气膜存在缺陷，防爆阀6的气密性不符合要求。

防爆阀6作为电池包外部接插件，此装置结构相比其他结构件相对比较脆弱。防爆阀6内部为一层防水透气膜，电池包从交付到服役结束会经历各种复杂的环境，高压、高压以及电池包内部电芯充放电导致的电池包内部气压变化，可能会导致防爆阀6的破损或灰尘封堵失去防水透气的功能，进而影响电池包使用安全。通过设置上述步骤S5，从而可以对防爆阀6的气密性实现自检，可以有效判定动力电池包的气密性是否完好。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.新能源电池包密封性自检系统，其特征在于，包括用于向动力电池包提供压缩空气的供气装置，动力电池包内部设置电池包内部检测组件，供气装置与电池包内部检测组件连接；

供气装置位于动力电池包外部，供气装置包括空气压缩机、与空气压缩机电连接的电源、与空气压缩机连接的过滤器、与过滤器连接的干燥器和与干燥器连接的压力表，压力表与电池包内部检测组件连接；

过滤器的进气口与空气压缩机的出气口连接，过滤器的出气口与干燥器的进气口连接，干燥器的出气口与压力表的进气口连接，压力表的出气口与电池包内部检测组件连接；过滤器用于对来自空气压缩机的压缩空气进行过滤，干燥器对来自过滤器的压缩空气进行干燥，保证空气进入到电池包内为干燥、清洁的气体，避免污染电池包内部组件；

电源为12V电源，电源与VCU总成电连接，空气压缩机和压力表与VCU总成也为电连接，压力表将检测的压力数据传递至VCU总成，VCU总成控制空气压缩机的启停；

电池包内部检测组件包括用于与供气装置连接的气密检测口、设置于气密检测口处且用于控制气密检测口的开闭的第一电磁阀、用于控制防爆阀与动力电池包内部通断的第二电磁阀以及与第一电磁阀和第二电磁阀电连接的BMS总成，BMS总成控制第一电磁阀和第二电磁阀的开闭；

动力电池包包括电池包箱体总成和设置于电池包箱体总成内部的模组总成，气密检测口设置于动力电池包的电池包箱体总成上，第一电磁阀和第二电磁阀设置于电池包箱体总成的内部，压力表的出气口通过气管与气密检测口连接，气密检测口用于将压缩空气引导至动力电池包的内部。

2.新能源电池包密封性自检方法，其特征在于，采用权利要求1所述的新能源电池包密封性自检系统，且包括步骤：

S1、整车停车自检；

S2、动力电池包上电自检；

S3、供气装置向动力电池包提供压缩空气；

S4、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第一合格压力值。

3.根据权利要求2所述的新能源电池包密封性自检方法，其特征在于，所述步骤S3中，BMS总成控制第一电磁阀开启，控制第二电磁阀关闭，然后空气压缩机启动，向动力电池包提供压缩空气。

4.根据权利要求2或3所述的新能源电池包密封性自检方法，其特征在于，还包括步骤：

S5、防爆阀密封性能检测。

5.根据权利要求4所述的新能源电池包密封性自检方法，其特征在于，所述步骤S5包括：

S501、BMS总成控制第一电磁阀开启，控制第二电磁阀开启；

S502、空气压缩机启动，向动力电池包提供压缩空气；

S503、检测压缩空气的压力值，判断压缩空气的压力值是否达到第二合格压力值。