电动汽车电池包密封胶研究

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摘要：动力电池系统是电动汽车三电系统中的核心部件，其性能优劣直接影响整车的好坏。电池包的防水密封直接影响到电池系统的工作安全，乃至影响到电动汽车的使用安全，是电动汽车可靠行驶的重要保证。为了提高电池包的密封防水性能，对电池包的密封防水特性进行深入分析显得尤为重要。文章是研究一种应用于电动汽车电池包的密封胶，对胶体的材质、涂胶轨迹、胶的特性进行分析，使胶体与电池箱充分结合，通过国标要求的相关测试标准进行检测和验证，归纳出一种合适的胶体和打胶方式。

关键词：电动汽车；电池包；防水；密封胶

1概述

根据全球能源发展的布局，安全、节能和环保已经成为当前汽车工业发展的主要趋势，新能源汽车成为当今汽车领域研究的热点。作为汽车交通工具，电动汽车也需要具备传统车所具有的一切属性，包含安全性和使用寿命等方面的要求。电池系统作为三电系统中最重要的部件之一，是保证整车安全的屏障。国家标准中已经明确表示电池包要具备防护等级IP67的要求[2]，电池包不会因为进水而导致安全事故的发生，进而导致人员的伤亡。因此，电池包的密封防水格外重要，直接影响电池系统设计成功与否的关键。本文是研究一种应用于电动汽车电池包的密封胶，对胶体的材质、涂胶轨迹、胶的特性进行分析，使胶体与电池箱充分结合，通过国标要求的相关测试标准进行检测和验证[1]，归纳出一种合适的胶体和打胶方式。

2电池包的密封结构分析

电动汽车电池包的电池组电压高达600V以上，乘用车平台略低达到300V以上，电池箱体必须保证密封防水，防止进水导致电路短路，而导致事故发生。电池箱体防护等级要达到IP67以上。电池包的防护等级和热管理方式有关，目前电池包热管理方式主要有自然冷却、风冷及液冷，自热冷却可以较好地保证密封性能，风冷及液冷由于存在外界因素的干扰，密封性设计要求更高，风冷是靠外置的强制风冷来冷却，除不能与大气相通外，不允许在某处泄漏。液冷是靠外界的热交换液体流动来达到加热或者冷却的目的。电池包的密封结构主要由上盖、下箱体、相关接插件和接触密封垫所组成，此文主要阐述上盖与下箱体之间的密封胶，是决定电池包密封效果的关键。

3密封胶的技术原理

此密封胶为高弹性可返修密封胶，是一种高弹性、密封性好，易返修的通用型密封胶。该类产品储存稳定，耐热温度高，固化物有良好的机械性能和耐湿热稳定性。在高温条件下成液态，一定时间后固化成型形成产品，产品的形态表面致密，内部泡孔细密均匀有优异的回弹性，其适用于电池包各种不同的密封面，易实现工业化和自动化。

4密封胶的密封结构分析

为了保证良好的密封效果，除了固定上盖和箱体的螺栓距离在50mm左右和扭力固定螺栓的限位结构特征外，上盖和箱体之间的密封面要具有一定的平面度和粗糙度。上盖与箱体之间的密封胶还应该具备如下的特性：（1）密封胶的有效密封宽度≥8mm；（2）密封胶适用于各种不规则的图形施胶，固化时间在单个工序时间内完成；（3）压缩量在70%以内，具有高回弹性和压缩可恢复率；（4）可反复拆卸的可维修性，在保证生命周期内具备5次以上的可维修拆卸性；（5）其他物理特性，如耐高低温性、耐湿热性、阻燃性等。对该密封胶的重要特性进行试验，数据如图2。通过试验得出：该密封胶在满足使用要求的前提下，具有较好的压缩性，可反复拆卸，抗老化，适用于密封面的基本要求。

5密封胶的试验论证

5.1气密及防水试验。把带有密封胶装配完成后，相关接插件用匹配插头堵住，防爆阀位置为气密检测口，依据气密检测仪进行内部充气，充气时间60s，充气总压5-6kPa，当压力达到3.5kPa左右，稳定时间60s，测试时间60s，如果测试时间内压降在25.4Pa以内，则测试通过，如图3所示。将气密测试通过的电池包完全浸入一个盛满水的池子里，保持箱子上表面再水下1m以上，保持30min，如图3所示，等时间到达后，取出电池包，打开上盖，观察箱体内是否存在水珠，若箱子完全干燥，则说明电池箱体密封达到IP67以上，若箱子内部存在进水，则说明密封不够，需要继续优化设计。5.2拆装试验。对已经经过气密试验和水试试验的样品进行搁置30min后，固定上盖和箱体的螺栓，M5螺栓扭力在4NM左右，再静置30min，重复前面的上盖拆装5次以上，然后进行沉水试验，如图4所示。5.3老化试验。对带有密封胶的电池包相关接插件堵住，留一个防爆阀作为进气口，进行气密试验，通过气密试验后，再进行沉水试验，IPX7试验通过后，将电池包置于（-40±2）℃～（85±2℃）的交变温度环境仓中，两种极端温度的转换时间小于30min（以设备实际转换能力为准），每个极端温度保持8h，单次循环总时间为17h；循环84次，总循环时间约60天。老化试验完成后，再进行沉水试验测试。如图5所示。5.4振动试验。把经过气密，沉水测试合格的完整电池包，按照GB/T31467.3-2015中振动条件相关的说明，进行振动测试，完成以后再进行沉水测试。

6结束语

纯电动汽车电池包的密封性对电池系统的安全起到关键性的作用，各个电池厂商都在寻找一种效果优良、自动化程度高和成本低廉的密封胶。电池包的密封手段也在不断摸索，不断改进和逐步创新，一个较好的密封方案，都将会推动行业的发展，为新能源事业做出一定的贡献。

参考文献：

[1]GB/T31467.3-2015.电动汽车用锂离子动力蓄电池包河系统第3部分安全性要求与测试方法[S].

[2]GB/T4208-2017.外壳防护等级（IP代码）[S].

作者:宋孝炳 林志宏 刘召 单位:合肥国轩高科动力能源有限公司