当大多数人想到泄漏测试时，可能会想起儿时的一件事:将装满的自行车内胎浸入满是水的水槽中，希望通过跟踪气泡找到准确的泄漏位置。这种泄漏检测方法被称为泡浸(BI)，制造商经常使用这种方法检测那些内部可以用空气加压而不会被水损坏的部件。
内部管，流量计，医疗器械包装等许多其他产品都符合这些测试标准。然而，锂离子电池不是。无论它们的尺寸如何，这是否足够小，以便在无绳工具或吹雪机中使用，或者足够大以供电插入式混合动力或全电动车（EV）。
EV电池具有数百个含有电解质的细胞。它们还具有包含制冷剂的多组分冷却系统。这些液体都不应该与水混合。同样重要的是，对这些电池组件施加相对高的空气压力（25psi和更大）可能会导致它们薄，敏感的塑料和金属壳体到过度X和破裂。补充说，BI方法不足以足够精确地在具有紧密要求的零件上使用，并且可以理解为什么其他空气基于空气和示踪气体方法更适合泄漏测试这些组件。
原始设备制造商和一级和二级供应商很清楚这一点，他们已经使用这些方法对标准汽车零部件进行了数十年的泄漏测试。这种经验，再加上比以往任何时候都更加灵敏、准确和灵活的检漏系统，使这些公司能够生产出在电池、模块、冷却系统和电池组外壳等各个层面都防漏的电动汽车电池。
健康的细胞
电池中最小的元件是电池，它能产生3到4伏的功率。这家公司北美汽车销售经理托马斯·帕克(Thomas Parker)解释说，它主要含有电解质，内部有一个中间隔板，一端是阴极，另一端是阳极Inficon．
细胞有三种形状。圆形电池(也被称为18650型、20700型或特斯拉的21700型)类似于一个汽水罐，而棱柱型电池是长方形的，有一个稳定的外壳。袋电池没有住房，可能看起来像拉链封闭袋。
“泄漏测试的一个目标是将所有液体和水的助器保持在每个细胞中，”帕克说。“另一个是将所有制冷剂或冷却剂保持在冷却系统内。水蒸气可以蠕变成细胞，冷凝并与电解质反应，形成杀死细胞的氢氟酸。水也可以渗透到模块中并包装到短路电池。“
每个电池设计都有可能发生泄漏的特定区域。对于圆形电池，它是圆柱形外壳和阴极和阳极接触之间的卷曲连接。袋状电池有泄漏的危险，从袋的密封，电极馈电和小孔造成的后关闭处理过程。
棱柱状电池可泄漏的地方有很多:盖板与两电极接触处的焊缝、爆破片焊接到盖板上的焊缝、盖板与下壳体部分之间的焊缝、用于电解液填充的开口的密封。
无论电池设计如何，电池制造商都可以指定电池壳体在填充之前压力或真空衰减泄漏。在压力衰减中，被测部分被加压，然后从供应压力分离。传感器监测内部压力，随着空气泄漏而下降。然后基于一段时间内的压力变化来计算泄漏率。
真空衰减类似于压力衰减，但是，而不是对其进行加压，在其内部产生真空。传感器监测内部真空水平，随着空气泄漏的衰减。然后基于一段时间内真空的变化来计算泄漏率。
“细胞或子组件的泄漏测试始终是优选的，因为它可以节省制造商的资金，”Rob Plumridge说，泄漏测试专家说ScieMetric Instruments Inc.．“通过测试的时间添加到电池中的越多，如果任何零件泄漏，它就会越高。”
ScieMetric的3520个空气基泄漏测试模块提供了高吞吐量的可重复循环时间，用于压力衰减或质量流量测试。它的填充率最多可达300个标准升，每分钟，自动诊断，自检和校准例程。易于维护，该模块也适用于公司的SIGPOD控制器。
在电池外壳密封之前，添加少量的氦，使电池能够使用氦硬真空方法进行泄漏测试。这项技术包括将电池置于真空室中，然后将其抽走，这样从电池中泄漏出来的气体就可以被质谱仪检测到。
根据帕克的说法，一些棱镜和袋状电池的硬真空测试需要一种叫做爆炸的方法。这包括将电池暴露在高压下的氦中，这样氦就可以通过任何泄漏进入电池。然后电池被放置在真空室中，在那里测试气体泄漏的部分被检测。
在轰炸时，袋状单元需要放置在支撑结构中。否则，柔性包络密封接缝可能因真空压力而变形，有电解液泄漏的危险。
一些制造商也做填充电池的审计测试。雅克霍夫曼，创始人和总裁介入发展公司。，两个亚洲电池制造商在2016年向其公司询问了他的公司，使用氦气真空法进行审计泄漏测试填充细胞。
Intertech的M1075泄漏测试仪使用一个小型质量传感器，快速反应和恢复时间返回零。空气基测试器还需要传感器的低压降，以获得可测量的流动。它作为独立仪器运行，或者可以轻松地与PLC或PC接口。
该设备的触摸屏控制面板实时显示测试周期，并存储多达99个测试程序和4000万个测试结果。该仪器还成功地用于测试电动电池冷却系统组件，包括冷水泵和阀门。
没有泄漏包
通过所有泄漏测试的密封电池被堆在一起，焊接成一个电池模块，这个电池模块可以容纳多达几百个电池。焊接完成了电池间电流流动的电通路。该模块还具有温度监视器和调节电池功率放电的控制单元。
几个模块和一个冷却系统填满了电池组的大部分。每个组件，以及封装外壳，分别使用空气方法(以验证是否存在泄漏)和氦气方法(以精确定位泄漏)进行泄漏测试。
冷却系统由位于模块或小型热交换器板（或热翅片）周围的形成 - 铝管组成;堆叠模块之间的中等型热交换器板;所有模块下方的大型热交换器板;和一个电子冷却装置，Notes Parker。管道与圆形电池一起使用，并配有棱柱形细胞。这些组分中的冷却剂是水 - 乙二醇混合物或制冷剂，例如R1234YF。
泄漏测试确保没有冷却剂进入电池模块，从而保护其内部电池和外部电子元件(电压逆变器、控制器、主保险丝、服务断开、电缆等)在车辆运行期间不短路。当从车辆的空调系统旁路来冷却电池时，它也能保持适当的空调性能。
去年秋季，Inficon推出了其LDS3000-AQ泄漏探测器，其在简单的累积室中使用成型气体或氦气。它足以检测泄漏到10敏感-5两种气体都是毫巴升每秒。该单元还能够通过几个模拟和数字接口(如以太网IP)传递测试结果。
“在电动锂电池系统中，水是敌人，因为电解质和水不能混合，”j.p·德卢卡说LACO技术公司．“任何一点水蒸气都可能会损坏电池。”
LACO的titan - est氦质谱检漏仪可用于测试各种电动电池部件，从单个电池到最终电池组。它的各种功能，包括灵活的ATLAS过程控制器，提供了一个强大的自动化解决方案，氦管理和数据记录，以满足严格的规格要求。
推荐的冷却系统部件泄漏测试方法是氦气大气积累，而不是气压衰减，因为它们对温度变化的敏感性很高。在堆积方法中，从部件中逸出的示踪气体允许在常压下围绕部件的外壳中堆积。将积累的气体混合，用质谱仪进行取样。
这种方法的制造商不需要昂贵的真空室或泵，并且它测试整体泄漏。这些组件的泄漏率要求范围为10-3毫巴升每秒的水-甘油混合物，到10-5制冷剂。
电池外壳为矩形或t形，由塑料、铝或钢制成，并由可拆卸螺栓连接。根据制造商的不同，可以使用压力衰减、积累或嗅探方法对外壳进行空或全泄漏测试。后一种方法是用氦气填满外壳，然后在外壳上方扫描一个嗅探探头(附在氦气检漏仪上)，以测量可疑位置的外漏。产量将决定是一个人还是一个机器人操纵嗅探探头。
测试挑战
泄漏测试EV电池组件呈现出一些挑战。一个是测试完成的环境，特别是对于使用同一块设备进行不同部位进行空气测试的公司。
“常常时，空气温度可以防止制造商获得他们期望的测试结果可靠性，”Anne Marie Notes Offawly，技术总监ATEQ集团．“这是因为，随着空气温度的升高，引入部件的压力水平也随之升高。例如，在空调或风扇下测试会降低空气温度和压力，而在温暖的地方则会产生相反的效果。”
Dewailly说，ATEQ Primus S空气泄漏检测器对于电池的压力衰减测试特别有效。一个紧凑的机器，检测器提供泄漏测量范围从50到5000帕斯卡的压力。该装置不仅能补偿温度变化;它从得到的结果中学习，并以一种聪明的方式适应这些结果。
空气含有天然浓度的氦（5ppm），并且该量将基线设置在许多泄漏测试应用中。DELUCA表示，氦管理是必须防止额外的氦背景，可以减慢测试周期和/或在测试期间产生错误读出。这就是为什么Laco为所有应用提供定制氦管理解决方案。
“最终用户需要始终限制在测试EV-电池单元或模块时限制真空量，”营销总监Gordon Spete辛辛那提测试系统公司．“全真空可能导致锂电池和包装破裂。”
来自辛辛那提试验的三种方法是一种气体管理仪器，适用于各种氦泄漏检测单元。它挂钩到气体源，并使用内部气动分开疏散和回填。根据Spete，仪器可帮助操作员准确地将泄漏与掌上电脑探头一起隔离，高达20个零件位置。该设备还管理测试序列，并且足够敏感，以便在小型，中等和大的泄漏检测应用中使用。
