エネルギー貯蔵電池システムの防水性と気密性は、さまざまな環境条件下で信頼性の高い動作を保証するための重要な特性の 1 つです。エネルギー貯蔵システムが湿気や雨水などの外部環境の影響に耐えられることを保証するために、厳しい防水性および気密性試験を実施する必要があります。一般的なテスト方法をいくつか示します。
1 圧力減衰法:
気密試験で最もよく使われる方法の一つです。エネルギー貯蔵電池の外殻を密閉し、乾燥空気または不活性ガスを一定圧力で満たした後、ガスの供給を遮断し、内部圧力の変化を一定時間観察します。バッテリーの内部または外部に密閉された圧力環境を作成し、時間の経過に伴う圧力の変化を監視することで、バッテリーの密閉性能を判断します。バッテリーに漏液箇所があると、チャンバー内の圧縮空気が漏液箇所から外部に漏れ、チャンバー内の圧力が徐々に低下します。検出器はリアルタイムで気圧の変化を監視し、内部アルゴリズムを通じて圧力低下率を計算します。圧力変化率に基づいて漏れ量を計算できます。
操作手順:エネルギー貯蔵電池システムの開口部を密閉し、接続されている膨張装置を通じて一定圧力の乾燥ガスをシステム内に注入します。設定圧力に達したら膨張を停止し、システムを一定期間安定させます。その後、高精度の圧力センサーを使用して、システムの内圧の時間の経過に伴う変化を記録します。圧力降下率が規定範囲内であれば気密性が良好であることを示します。たとえば、設定されたテスト圧力が 30kPa のエネルギー貯蔵バッテリー システムの場合、10 分以内の圧力降下が 1kPa 以下であれば合格とみなされます。
該当するシナリオ:この方法は、さまざまな仕様のエネルギー貯蔵電池システム、特に効果的にテストできる複雑なシール構造を備えたシステムに適しています。
2 気泡観察法（水浸法）：
電池パックを水に浸し、電池パック内部に気泡があるかどうかを観察する方法です。気泡がある場合は、バッテリーパックが液漏れしていることを示します。しかし、この方法は検査効率が遅く、精度が低いため、圧力降下法とヘリウム検出法に置き換えられました。
操作手順:蓄電池システムを電気インターフェース部分（防水保護付き）を除いて水に浸し、気泡の発生の有無により漏電の有無を判断します。観察を容易にするために、水に少量の界面活性剤を添加すると、表面張力が低下し、泡が形成されやすくなります。
該当するシナリオ:これは比較的直観的な方法で、小型エネルギー貯蔵バッテリー システムや初期の製品テスト段階での使用に適していますが、製品に特定の水分汚れが発生する可能性があります。
3 ヘリウム質量分析計のリーク検出方法:
微量リーク検出用のトレーサーガスとしてヘリウムを使用します。非常に高い感度を備えており、非常に小さな漏れ開口部を検出できます。具体的な方法は、テスト対象部品の外側を真空にするか窒素などのバックグラウンドガスで満たし、内部にヘリウムガスを注入します。漏れが発生すると、ヘリウム原子が漏れを通してセンサーのキャビティに入り、検出されます。
操作手順:エネルギー貯蔵電池システムにヘリウムガスを充填し、ヘリウム質量分析計の漏れ検出器を使用してシステムの外部でヘリウムガスを検出します。ヘリウムガスは浸透力が強いため、システム内に漏れ箇所があるとヘリウムガスが漏れ出します。リークディテクタは極微量のヘリウムガスを検出し、リークの場所と量を特定します。
該当するシナリオ:この方法は精度が非常に高く、水中機器や湿気に非常に敏感な環境で使用される蓄電池など、高い防水性と気密性が要求される蓄電池システムに適しています。
4 差圧比較試験方法
電池パックに一定の圧力を加え、圧力の変化を観察することで気密性を判断できます。
操作手順:漏れのない標準標準物質は、テスト対象のエネルギー貯蔵バッテリー システムと同時にテストする必要があります。両方に同じ圧力のガスを同時に充填し、差圧センサーを使用して両者の圧力差を監視します。テストプロセス中に、差圧が非常に小さい範囲内に留まれば、テストされたシステムの気密性が合格であることを示します。
該当するシナリオ:高い検査精度が要求される蓄電池システムに最適です。この方法は、製品の異なるバッチまたはモデルの気密性を比較する場合に、より効果的です。
5 直接膨張法:
通常、バッテリーパックには防水性と通気性の穴が確保されているため、バッテリーパックを直接膨張させて気密性をテストできます。気密検知器と電池パックの防水通気孔をガスチューブで接続し、電池パック内部に一定量の圧縮空気を充填します。膨張、安定化、検査の3段階を経て、気密検知器がバッテリーパック内のガス変化をリアルタイムに検知し、これに基づいてバッテリーパック内の漏れの有無を判断します。
6 テストプロセス:
テスト原理:国産・外国製の気密検査装置であっても、検査は次の4段階を経る必要があります。
1. インフレ段階
装置の膨張/排気電磁弁が膨張に切り替わり、隔離電磁弁が開き、装置は測定対象物の膨張を開始します。圧力センサーの圧力値は目標圧力値に達するまで徐々に増加します。
2. 電圧安定化段階
設備圧力センサーの圧力値が目標圧力値に達すると、遮断電磁弁が閉じて膨張が停止し、設備圧力センサーの圧力値が非線形に減少します。
3. テスト段階
装置の圧力センサーが安定すると、直線降下段階に入ります。この時点で、装置は圧力降下値をゼロにリセットし、計算を再開し、テスト結果を出力します。
4. 排気ステージ
隔離電磁弁が開き、膨張排気電磁弁が排気に切り替わり、測定対象物の内部ガスが排出され、機器の圧力センサー値が｛{0}｝に戻ります。
圧力降下基準と漏れ率基準：一般に、これらは製品開発の初期段階で開発部門が複数回の浸漬試験とバッテリーパックの内容積の計算を組み合わせて取得します。
気密試験のプロセスパラメータ：製品構造や生産サイクルに応じて、膨張時間、安定時間、試験時間の設定を繰り返しデバッグ・検証し、大量のデータ解析を収集する必要があります。
漏れ率の計算式
LRsccm=(V×Δp)/(Patm×t)
業界では、一般に漏れ量の単位は cc/min です。
Patm：標準大気圧
t: 試験時間
Δp：圧力降下値
V：標準的な漏れ穴に基づいて測定物の体積を計算できます
