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PACK制造工艺系列⑤:Pack成品封装——从防水防尘到电磁屏蔽的终极铠甲

2025-10-20

动力电池单体(电芯):如同作战单元士兵(基本作战任务:存储和释放电能),负责存储和释放电能,是军队的基石。

电池管理系统(BMS):如同司令部,负责接收指令、采集信息、计算决策、下达命令和保护。

热管理系统:如同后勤保障体系,负责加热或冷却,维持电池的最佳战斗状态。

箱体箱盖:如同战壕,保护士兵不受敌人(灰尘、液体等)的侵害。

传感器:如同侦察兵,负责采集信息。

线束和连接器:如同通信和运输系统,负责信息传递和电力输送。

其他组件:如同各类物资,虽非主要职能,但对系统性能有重大影响。

Pack成品封装就是要将各个部门、物资、通信和运输系统组成一个完整的军队,下一道工序——电性能检测,我们的军队就要接受“阅兵”了。


01吸尘封箱

(1)目的

吸尘封箱是为了确保电池包内部清洁,防止灰尘、杂质等异物进入电池包内部,影响电池性能和安全性。

(2)操作步骤

清洁箱体:在箱体组装前,使用工业吸尘器对箱体内部进行彻底清洁,确保无灰尘、杂物,重点清理铝屑等金属杂物。

贴胶密封:在箱体法兰面上粘贴密封条(多采用发泡硅胶),箱体和箱盖的法兰面应保证一定的平面度,确保箱体与上盖之间的密封性。

安装上盖:将上盖与箱体对齐,一般由两名工人电池包从对角开始,用螺栓沿顺时针或逆时针方向依次紧固,确保密封胶均匀分布。


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02定扭划线

(1)目的

定扭划线是为了确保电池包内部组件的固定和连接牢固,防止因螺栓松动导致的连接失效。

(2)操作步骤

螺栓安装:将螺栓按照设计要求安装到箱体和模组的连接位置。

扭矩控制:使用扭矩扳手或自动化设备对螺栓进行拧紧,确保每个螺栓的扭矩符合设计要求。

划线标记:在螺栓和连接位置划线标记,以便后续检查和维护。


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03气密性测试

(1)电池包的防护等级

汽车用电池包至少要达到防尘和防溅水的级别。另外,道路积水甚至城市内涝时,涉水和短时间的泡水在汽车的使用过程中是很可能发生的。

因此,电池包的IP防护等级必须高于IP54,一般应该达到IP67(一些高端车型电池包的防护等级可达到IP68,例如奇瑞风云T8,比亚迪仰望U8)。


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防护等级(IP等级)由两个数字组成,第一个数字表示防尘能力,第二个数字表示防水能力。


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防护等级的检测方法主要有以下三种:

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其中,气密性检测方法因为成本低、无污染、适配自动化生产线,且测试过程对电池包没有损害,应用最为广泛。

(2)气密性检测的步骤

1)充气:对被检测工件充入试验压力,充气阶段的时间由测试容积和测试压力的大小来调整。

2)平衡:测试部件中的压力和温度达到平衡,平衡阶段所需的时间与测试容积、测试压力、工件的热性能有关。

3)检测:在一定时间内,测量试验容积内检验气体的泄漏率。

4)排气:在排气阶段,为测试部件提供大气排气。


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泄漏率:单位时间内的压降,例如0.02 Pa/s。泄漏率也可定义为流量单位,比如4cm/min。完整的检测规范除规定在标准使用条件下允许泄漏的空气容积参数(例如标准cm/min)外,还应规定空气泄出时的压力。

泄漏量计算公式:


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式中,Q为测试泄漏量(mL/min);V_test为测试样件容积(ml);Δ p为前后压力差(Pa):p_atm为标准大气压(101325 Pa);t为时间(s)。

(3)气密性的影响因素


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电池包结构对气密性的影响:

电池包上盖的韧性和强度、电池包壳体、接口和连接件等部件的密封及防透气阀、电气连接插件本身的气密性

电池包使用过程中影响气密性的问题:

热膨胀收缩问题、材料老化及振动冲击等


制造过程中的影响:

重点关注焊点和接头质量,例如焊点不均匀、不牢固或存在裂缝、气隙,接头连接部位密封不良等。

(4)电池包流向下一工序

电池包生产线上的每个电池包都必须通过气密性测试,合格的电池包将通过AGV(Automated Guided Vehicle,自动导向车)转运至电性能检测工序,不合格的电池包则必须找到泄露原因,并通过更换密封条或箱盖等措施进一步处理。